Les besoins thermiques du bâtiment la PAC, fonctionnement et usages Jean-Marc PERCEBOIS Waterkotte / Vice-président AFPG

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Eliane Métivier
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1 Journée de sensibilisation à la géothermie dans les LANDES Les besoins thermiques du bâtiment la PAC, fonctionnement et usages / Vice-président AFPG 20 septembre 2013 CINEMA DE MUGRON

2 La Pompe à Chaleur «PAC» - comment ça marche? - pour chauffer quoi? 1 - Fonctionnement 2 - Le rendement (COP) 3 - notion de puissance et dimensionnement 4 - Règlementation des fluides frigorigène 5 - Les usages 6 - Le tertiaire

3 Principe de base La pompe à chaleur ou PAC est constituée d un circuit fermé et étanche dans lequel circule un fluide frigorigène. la pompe à chaleur Prélève de la chaleur contenu dans le sol, ou de l eau d un aquifère, et restitue cette chaleur à une température plus élevée C est le principe du «FRIGO»

Principe de Fonctionnement Eau Eau glycolée 10 6 0 35-3 30

4 Principe de Fonctionnement Eau Eau glycolée La Norme EN NF : Fixe les conditions d essai des PAC

5 Notion de rendement Le COP C est le rapport de la puissance restituée par rapport à la puissance absorbée. Puissance restituée COP = Puissance absorbée Le COP actuel peut aller jusqu à 6 suivant les utilisations Ex : pour un COP de 4 Cela signifie que pour 1 KW électrique, la PAC fournira 4 KW thermique.

6 Notion de rendement Le COP Les performances d une PAC varient selon : les températures de distribution (départ et retour PAC) - Plancher chauffant - Radiateurs - Ventilo-convecteurs - Etc... les températures de la source de chaleur (capteur extérieur). Le COP est inversement proportionnelle à l écart des températures de captage et de chauffage. La performance est donc variable.

7 Notion de dimensionnement Analyse des besoins énergétiques du bâtiment Puissance à installer Production froid Production chaud Production ECS, ou autres (piscine ) Emetteurs (Définition de la température de chauffe) Analyse du contexte géologique Contraintes architecturales Régulation et automatisme Importance de faire appel à un bureau d étude.

Appoint 0 50 100 150 200 250 300 350 400

8 Notion de dimensionnement C] Température extérieure [ Appoint Définition de la part (appoint/pac) Selon les cas. PAC Jours par an

9 Notion de dimensionnement P kw Appoint Point d enclenchement de l énergie d appoint PAC Notion de rentabilité par rapport à l investissement. Calcul du retour sur investissement. T ext

10 Les usages - PAC avec un plancher chauffant - PAC avec des radiateurs et/ou ventilo-convecteurs - PAC pour produire de l eau chaude sanitaire (ECS) - PAC pour chauffer une piscine - Le free-cooling (froid passif) - PAC réversible (froid actif) - Système mixte chaud et froid en même temps

11 Schéma de principe Mode chauffage seul Captage Production de Froid Pac Ballon Tampon Production de chaud Système De chauffage Plancher chauffant Radiateurs Ventilo-Convecteurs

12 Schéma de principe Production ECS par accumulation Production de Froid Production de chaud Eau Chaude Captage Pac Echangeur Ballon ECS Appoint Eau Froide

13 Schéma de principe Production ECS semi-instantanée Production de Froid Production de chaud Eau Chaude Eau Froide Captage Pac Ballon ECS Echangeur

14 Schéma de principe Chauffage d une piscine Production de Froid Production de chaud Captage Pac

15 Schéma de principe Free-cooling ou Froid passif Transfert de Froid Transfert de chaud Captage Pac Captage sur Sonde géothermique Champs de sondes Nappe phréatique Bâtiment

16 Schéma de principe Système réversible Actif Production de chaud Production de Froid Captage Pac Distribution

17 Schéma de principe Système Thermo Frigo Pompe Production de Froid Production de chaud Ballon Tampon Captage Pac Ballon Tampon

18 Stockage intersaisonnier Autre point intéressant dans le cas d installations avec sources sur boucles fermées (sondes géothermiques ou pieux énergétiques) : - il est possible de stocker dans le sol les calories ou les frigories excédentaires (dans une certaine quantité). En fonction de la répartition annuelle des besoins chaud / froid du bâtiment, on peut : - soit stocker de la chaleur excédentaire en été pour la récupérer en hiver, - soit stocker le froid excédentaire en hiver et le récupérer en été. Cette méthode augmente la performance annuelle de l installation (COPA ou SPF)* et réduit d autant le consommation d énergie primaire (électricité). *COPA ou SPF : COP annuel

19 Synthèse Ressource : en fonction de la disponibilité de la ressource Aquifères superficiels et moyenne profondeur : PAC SUR EAUX DE NAPPE Terrains sec, humides ou saturés : CHAMPS DE CAPTEURS VERTICAUX, Terrains de faible portance : PIEUX ENERGETIQUES (GEOSTRUCTURES) Moyens de production : Usages directs ou Pompes à Chaleur? - Si température > 40 C : usage direct de la chaleur (échangeur thermique) - Si température de la ressource 8 à 25 C : Pompes à chaleur (PAC) Grande diversité des applications Production de chaud et/ou de froid : PAC réversibles ou free-cooling Rafraîchissement direct : geocooling (by-pass PAC) Production d eau chaude sanitaire, Piscine, etc.

20 Merci de votre attention

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