La PAC fonctionnement, Usages, dimensionnement

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1 La PAC fonctionnement, Usages, dimensionnement Journée de sensibilisation à la géothermie en Languedoc Roussillon 12 novembre Espace Capdeville, Conseil Régional à Montpellier Jean-Marc Percebois Waterkotte / Vice Président AFPG 1

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 2

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» 3

4 Principe de Fonctionnement Eau 10 6 Eau glycolée 0-3 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. 5

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. 6

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. 7

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

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 9

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 10

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 11

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

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

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

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

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

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

18 Particularité De production simultanée Ces installations permettent de produire simultanément - de la chaleur (chauffage et ECS) - du froid (rafraichissement) Cette fonctionnalité est particulièrement intéressante dans le cas de bâtiments aux besoins mixtes. 18

19 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

20 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

21 Merci de votre attention 21