Circuit de chauffage Pos. 1 Pos. 2 Pos. 3 Pos. 4 Pos. 5 Pos. 6 Pos. 7 Pos. 8 Pos. 9 Pos. 10 Pos. 11 Le compresseur élève le niveau de pression du fluide frigorigène circulant dans un circuit fermé. La température du fluide frigorigène sous forme gazeuse augmente de même. Un échangeur thermique dans le gaz de chauffage du circuit de refroidissement permet l alimentation des différents consommateurs de chaleur à un niveau de température plus élevé. Production centrale d eau chaude en mode chauffage avec températures de départ plus élevées. Alimentation de consommateurs de chaleur complémentaires via le réservoir tampon et/ou l échangeur thermique de la piscine. La soupape de commutation 4 voies dirige le fluide frigorigène encore chaud vers le système de chauffage où a lieu le transfert de chaleur. La chaleur est transférée à l eau de chauffage dans le condenseur (échangeur thermique). Le fluide frigorigène se refroidit et se condense. L eau de chauffage circule à travers le ventilo-convecteur et délivre de la chaleur de façon ciblée à l air ambiant. Des ventilateurs intégrés assurent une circulation d air réglable sur plusieurs vitesses. L'eau de chauffage circule dans un chauffage par surface (p. ex. chauffage au sol) qui délivre la chaleur de façon homogène à l'espace climatisé. Circuit de refroidissement Pos. 1 Pos. 2 Pos. 3 Pos. 4 Pos. 5 Pos. 6 Pos. 7 Pos. 8 Pos. 9 Pos. 10 Pos. 11 La pression du fluide frigorigène s'abaisse dans le détendeur et le fluide continue de se refroidir. Un ventilateur aspire l air extérieur à travers l évaporateur froid. La chaleur naturelle stockée dans l air extérieur est transférée au fluide frigorigène via l évaporateur (échangeur thermique), se réchauffe et se vaporise. Le compresseur élève le niveau de pression du fluide frigorigène circulant dans un circuit fermé. La température du fluide frigorigène sous forme gazeuse augmente de même. Un échangeur thermique dans le gaz de chauffage du circuit de refroidissement permet l utilisation de la chaleur perdue résultante en mode refroidissement. Production d eau chaude efficace en mode refroidissement par utilisation de la chaleur perdue. Utilisation de la chaleur perdue via le réservoir tampon et/ou l échangeur thermique de la piscine. La soupape de commutation 4 voies amène la chaleur résiduelle du fluide frigorigène vers l air extérieur où a lieu le transfert de chaleur. Selon les besoins, un ventilateur aspire de l air extérieur à travers le condenseur afin de pouvoir évacuer la chaleur perdue inutilisée. La chaleur perdue non exploitable est restituée à l air extérieur via un condenseur (échangeur thermique). Le fluide frigorigène se refroidit et se condense. La pression du fluide frigorigène s'abaisse dans le détendeur et le fluide continue de se refroidir. Le fluide frigorigène froid soustrait la chaleur à l eau de chauffage via l évaporateur (échangeur thermique). L eau de chauffage refroidie circule à travers le ventiloconvecteur et soustrait la chaleur à l air ambiant. Des températures de départ basses provoquent un abaissement audelà du point de condensation et de ce fait, une déshumidification de l air ambiant. Des ventilateurs intégrés assurent une circulation d air réglable sur plusieurs vitesses. Un système de tuyauterie installé dans le sol, les murs ou le plafond est traversé par l eau de chauffage refroidie abaissant ainsi la température en surface de l'élément. Toute la surface tient lieu d échangeur thermique qui soustrait la chaleur à l'espace climatisé. Les températures de départ doivent être réglées telles qu aucune condensation ne puisse se produire. Utilisation rationnelle de l énergie Les discussions intensives de ces dernières années à propos de la protection du climat ont renforcé aux yeux du grand public la notion d utilisation rationnelle de l énergie, d économie d énergie et essentiellement, d utilisation des sources d énergies renouvelables. En particulier, de grands espoirs se portent vers l utilisation renforcée des techniques basées sur le CO 2 et les énergies renouvelables peu polluantes. Chauffage solaire et pompe à chaleur La pompe à chaleur est le moyen le plus efficace d utiliser toute l année pour la production d eau chaude et le chauffage l énergie solaire emmagasinée dans l air extérieur, la terre ou l eau de la nappe phréatique. La température de l'énergie thermique stockée dans l'environnement est portée à un niveau plus élevé à l aide d un circuit de refroidissement. Directive sur les économies d énergie (allemande) En combinaison avec des systèmes de chauffage à basse température, les installations modernes de chauffage à pompe à chaleur font appel aux énergies renouvelables à plus de 70 % et répondent entre autres, à l exigence principale de la directive allemande sur les économies d énergie. Conformément à 3 (3), la restriction du besoin d énergie primaire annuel ne s applique qu'aux locaux chauffés au minimum à 70 % par des générateurs de chaleur travaillant de façon autonome sur la base d énergies renouvelables. Une isolation calorifuge améliorée et une technique d installation efficace sont des mesures d économie d énergie homologues. L architecte et le propriétaire peuvent choisir les mesures à prendre pour réduire le besoin d énergie primaire annuel. Chauffage et refroidissement combinés avec pompes à chaleur Les pompes à chaleur pour chauffage et les groupes refroidisseurs travaillent tous les deux avec un circuit réfrigérant. Si les deux systèmes sont combinés, les composants du circuit réfrigérant peuvent être utilisés doublement. En mode chauffage, la pompe à chaleur soustrait à l environnement l énergie solaire emmagasinée et «pompe» celle-ci à un niveau de température plus élevé pour la rendre utile à la production d eau chaude ou au chauffage. En mode refroidissement, le circuit de réfrigération existant est inversé et donc, en mesure de générer un niveau de température plus bas pour soustraire la chaleur d'un local. Planification d installations de chauffage à pompes à chaleur Le présent «manuel de conduite de projet chauffage et refroidissement» traite en première ligne des particularités du refroidissement pour le dimensionnement et le raccordement hydraulique. Des informations d ordre général pour la planification de pompes à chaleur se trouvent dans le Dimplex «Manuel de conduite de projet et d installation de pompes à chaleur pour chauffage er production d'eau chaude». 1
Table des matières Table des matières Table des matières...2 1 Choix et dimensionnement des pompes à chaleur pour chauffage et refroidissement...4 1.1 Calcul du besoin en chaleur du bâtiment... 4 1.1.1 Coupures des sociétés de production et de distribution d électricité... 4 1.1.2 Chauffage de l'eau chaude sanitaire (ECS)... 4 1.2 Procédé de calcul du besoin en refroidissement du bâtiment... 5 1.3 Contrôle des limites d utilisation... 5 1.3.1 Puissance calorifique maximale de la pompe à chaleur... 5 1.3.2 Connexion en parallèle de pompes à chaleur... 7 1.3.3 Puissance frigorifique maximale de la pompe à chaleur... 7 1.3.4 Mesures de réduction de la charge de refroidissement d un bâtiment... 8 2 Génération de la capacité frigorifique...9 2.1 Refroidissement passif... 9 2.1.1 Refroidissement passif par utilisation de l eau de la nappe phréatique... 10 2.1.2 Refroidissement passif par utilisation de collecteurs géothermique... 10 2.1.3 Refroidissement passif par utilisation de sondes géothermiques... 10 2.2 Refroidissement actif... 11 2.2.1 Refroidissement actif par utilisation de pompes à chaleur eau glycolée/eau réversibles... 11 2.2.2 Refroidissement actif par utilisation de pompes à chaleur air/eau réversibles... 11 3 Chauffage et refroidissement avec un système...12 3.1 Mode d'optimisation énergétique... 12 3.2 Régulation d un système combiné chauffage et refroidissement... 12 3.3 Raccordement hydraulique d un système combiné chauffage et refroidissement... 12 3.4 Charge de refroidissement... 12 3.5 Refroidissement dynamique... 12 3.5.1 Ventilo-convecteurs... 13 3.5.2 Refroidissement avec utilisation de systèmes de ventilation... 13 3.6 Refroidissement par conduites d'eau refroidie... 13 3.6.1 Refroidissement par le sol... 13 3.6.2 Plafonds réfrigérants... 14 3.7 Activation thermique des éléments constructifs... 14 3.8 Confort... 14 3.8.1 Le comportement de régulation thermique de l être humain... 14 3.8.2 Température ambiante... 14 3.8.3 Taux d humidité de l air ambiant... 15 3.8.4 Circulation de l air dans l'espace à climatiser... 15 4 Informations sur les pompes à chaleur réversibles...16 4.1 Pompes à chaleur air/eau réversibles pour installation à l intérieur... 16 4.2 Pompes à chaleur air/eau réversibles pour installation à l extérieur... 17 4.3 Courbes caractéristiques LI 11ASR / LA 11ASR (mode chauffage)... 18 4.4 Courbes caractéristiques LI 11ASR / LA 11ASR (mode refroidissement)... 19 4.5 Courbes caractéristiques LI 16ASR / LA 16ASR (mode chauffage)... 20 4.6 Courbes caractéristiques LI 16ASR / LA 16ASR (mode refroidissement)... 21 4.7 Dimensions LI 11ASR... 22 4.8 Dimensions LI 16ASR... 23 4.9 Dimensions LA 11ASR... 24 4.10 Dimensions LA 16ASR... 25 5 Informations sur la station de refroidissement passive...26 5.1 Courbes caractéristiques PKS 14... 27 5.2 Courbes caractéristiques PKS 25... 28 5.3 Dimensions PKS 14 / PKS 25... 29 www.dimplex.de 2
6 Commande et régulation... 30 6.1 Exploitation en réseau du régulateur chauffage et froid et de la station de télécommande... 30 6.2 Sonde de température (régulateur de froid)... 30 6.3 Régulation du refroidissement actif... 31 6.3.1 Pompes à chaleur sans échangeur thermique supplémentaire... 31 6.3.2 Pompes à chaleur avec échangeur thermique supplémentaire utilisant la chaleur perdue... 31 6.4 Régulation du refroidissement passif... 31 6.5 Description du programme refroidissement... 31 6.5.1 Mode de service refroidissement... 31 6.5.3 Désactivation des circulateurs en mode refroidissement... 32 6.5.4 Refroidissement dynamique et refroidissement par eau refroidie... 32 6.6 Régulation de la température ambiante... 32 6.6.1 Refroidissement dynamique... 33 6.6.2 Refroidissement par eau refroidie... 33 6.7 Production d eau chaude... 33 6.7.1 Demande d eau chaude sans échangeur thermique supplémentaire... 33 6.7.2 Demande d eau chaude avec échangeur thermique supplémentaire... 33 6.7.3 Utilisation de la chaleur perdue en mode refroidissement... 34 6.8 Accessoires spéciaux pour régulateur de froid... 34 7 Comparaison des systèmes de refroidissement de pompes à chaleur... 35 7.1 Pompes à chaleur air/eau à refroidissement actif... 35 7.2 Pompes à chaleur eau glycolée/eau à refroidissement actif... 35 7.3 Pompes à chaleur eau glycolée/eau à refroidissement passif... 35 7.4 Pompes à chaleur eau/eau à refroidissement passif... 35 7.5 Conclusion... 36 8 Raccordement hydraulique pour les modes chauffage et refroidissement... 37 8.1 Légende... 37 8.2 Refroidissement actif... 38 8.3 Refroidissement actif avec production d eau chaude et utilisation de la chaleur perdue... 39 8.4 Refroidissement actif avec circuit de régulation, production d eau chaude et utilisation de la chaleur perdue... 40 8.5 Refroidissement passif avec pompes à chaleur eau glycolée/eau... 41 8.6 Refroidissement passif avec production d eau chaude... 42 8.7 Refroidissement passif avec circuit de régulation et production d eau chaude... 43 8.8 Refroidissement passif avec circuits de chauffage et de refroidissement séparés... 44 8.9 Refroidissement passif avec pompes à chaleur eau glycolée/eau sous forme compacte... 46 8.10 Refroidissement passif avec pompes à chaleur eau/eau... 47 9 Branchement électrique... 50 9.1 Régulateur de froid pour pompes à chaleur réversibles... 50 9.2 Régulateur de froid pour refroidissement passif... 50 9.3 Régulateur de température ambiante chauffage/refroidissement... 50 9.4 Station de climatisation de pièce... 51 9.5 Surveillance du point de rosée étendu... 51 10 Annexe... 56 10.1 Vocabulaire du refroidissement... 56 10.2 Normes et directives importantes... 58 10.3 Calcul approximatif de la charge de refroidissement pour des pièces individuelles selon le procédé HEA... 59 3
Choix et dimensionnement des pompes à chaleur pour chauffage et refroidissement 1.1.2 1 Choix et dimensionnement des pompes à chaleur pour chauffage et refroidissement 1.1 Calcul du besoin en chaleur du bâtiment Le calcul exact du besoin en chaleur horaire maximum h s effectue d après les normes locales. Une estimation du besoin en chaleur est possible à l aide de la surface habitable à chauffer A (m) : = 0,03 kw/m 2 Maison à basse énergie selon la directive en matière d'isolation thermique = 0,05 kw/m 2 95 ou le standard d isolation minimum EnEV = 0,08 kw/m 2 dans le cas d une isolation normale de la maison (à partir de 1980 env.) = 0,12 kw/m 2 dans le cas d une construction ancienne sans isolation thermique particulière. Dimensionnement des températures de départ Lors de l étude du système de distribution de chaleur des installations de chauffage à pompe à chaleur, il faudra veiller à reporter le besoin en chaleur requis en cas de températures de départ les plus basses possible, étant donné que chaque diminution d un degré de la température de départ permet une économie d énergie d env. 2,5 % pour le même besoin en chaleur de chauffage. Les surfaces de chauffage à grande superficie sont idéales telles le chauffage au sol avec des températures de départ maximales de 35 C. Tab. 1.1: Valeurs spécifiques approximatives de besoin en chaleur 1.1.1 Coupures des sociétés de production et de distribution d électricité La plupart des sociétés de production et de distribution d électricité (Energie-Versorgungs-Unternehmen (EVU)) proposent des contrats spéciaux qui prévoient un prix de l électricité meilleur marché pour les pompes à chaleur. Pour cela, ces sociétés doivent être en mesure de désactiver et verrouiller les pompes à chaleur aux moments où la charge du réseau d électricité est au plus fort (selon les prescriptions du tarif fédéral allemand). Pendant les coupures, la pompe à chaleur ne peut assurer le chauffage de la maison. C est pourquoi il est nécessaire de produire plus d énergie pendant les périodes de fonctionnement des pompes à chaleur. La pompe à chaleur doit donc être dimensionnée en conséquence, de manière plus puissante. Habituellement les coupures ne dépassent pas 4 heures par jour et sont prises en considération avec un facteur de 1,2. Des coupures allant jusqu à 6 heures par jour sont autorisées et sont prises en considération avec un facteur de 1,3. Tab. 1.2: 1.1.2 Chauffage de l'eau chaude sanitaire (ECS) Compte tenu d'exigences de confort normales, il faut compter un besoin en eau chaude de pointe de 80 à 100 litres par personne et par jour à une température de l'eau de 45 C. Dans ce cas, la puissance calorifique à considérer est de 0,2 kw par personne. Lors du dimensionnement, on devrait prendre en compte un nombre potentiel de personnes maximum et considérer en plus les habitudes particulières des utilisateurs (par ex. whirlpool). Le réglage de la production d eau chaude s effectue par le biais du gestionnaire de pompe à chaleur qui active en fonction des besoins et du mode de fonctionnement une production d eau chaude optimale. Pour les pompes à chaleur réversibles avec échangeur thermique supplémentaire, la chaleur perdue résultante en mode refroidissement peut être utilisée pour la production d eau chaude. Si une cartouche chauffante électrique est utilisée dans le ballon d eau chaude, celle-ci peut servir à la production d eau chaude au point de conception (p. ex. -16 C). Dans ce cas, le besoin en énergie du chauffage de l eau chaude ne doit pas être ajouté au besoin en énergie pour le chauffage. Durée du temps de blocage (totale) Facteur de dimensionnement f pour la prise en considération des temps de blocage Conduites de circulation Les conduites de circulation augmentent considérablement, côté installation, le besoin en chaleur pour le réchauffement d eau chaude. Le besoin supplémentaire, à considérer en conséquence, dépend de la durée de fonctionnement, de la longueur des conduites de circulation et de la qualité de l isolation des conduites. Si l on ne peut renoncer à un système de circulation en raison de la longueur des conduites, il est recommandé d installer une pompe de circulation qui se mettra uniquement en marche en fonction des besoins grâce à un capteur de débit, un palpeur, etc.. REMARQUE Selon la norme EnEV 12 (4) en matière d'économie d'énergie, les pompes de circulation des installations à eau chaude doivent être équipées de dispositifs automatiques de mise en marche et arrêt. La déperdition de chaleur, rapportée à la surface, de la distribution d eau potable dépend de la surface utile, du type et de l'implantation de la circulation utilisée. Pour une surface utile de 100 à 150 m 2 et une distribution à l'intérieur de l'enveloppe thermique, les déperditions thermiques rapportée à la surface conformément à EnEV s élèvent à : avec circulation 9,8 [kwh/m 2 a] sans circulation 4,2 [kwh/m 2 a] Facteur de dimensionnement 2 h 1,1 4 h 1,2 6 h 1,3 www.dimplex.de 4
1.2 1.2 Procédé de calcul du besoin en refroidissement du bâtiment Les systèmes de refroidissement sont utilisés pour prévenir une surchauffe des pièces en raison de charges thermiques inopportunes. Le besoin en puissance frigorifique sera donc déterminé en première ligne par le climat extérieur, les exigences vis-à-vis de la climatisation des locaux, les charges thermiques internes et externes, ainsi que l orientation et le type de construction du bâtiment. Les charges internes sont p. ex. la chaleur dégagée par les appareils, l éclairage ainsi que les êtres humains. On entend par charges externes la contribution de chaleur due au rayonnement solaire, les apports thermiques par transmission des zones tampons autour de l'espace à chauffer ainsi que les apports en chaleur provenant de l'introduction de l air extérieur plus chaud. Le calcul de la charge de refroidissement des pièces climatisées s effectue conformément aux normes locales. En Allemagne, il s'agit de la norme VDI 2078 (règles de calcul des charges de refroidissement VDI). Cette directive présente deux procédés de calcul (le «procédé en raccourci» et le procédé EDV) ainsi que des documents supplémentaires pour la détermination de la charge de refroidissement de pièces climatisées et de bâtiments. Le procédé EDV n améliore pas ici la précision pour des cas standard, mais sert plutôt d extension du domaine d utilisation pour des conditions secondaires arbitraires (protection solaire variable, température ambiante etc.). Dans la pratique, ces 1.3 Contrôle des limites d utilisation 1.3.1 Puissance calorifique maximale de la pompe à chaleur procédés sont trop compliqués pour une application à un cas standard. Pour des objets simples comme les bureaux, cabinets médicaux, points de vente ou applications en zone privée, un calcul approximatif appuyé sur des valeurs empiriques ou le procédé raccourci HEA de l association professionnelle pour l utilisation et le marketing de l énergie suffisent. Ce procédé selon HEA peut être utilisé pour la détermination approximative de la charge de refroidissement de pièces individuelles. Les valeurs y étant indiquées sont déterminées selon les règles de calcul de charge de refroidissement VDI 2078 (Chap. 1.2 à la p. 5). Une température ambiante de 27 C pour une température extérieure de 32 C et un service permanent de l appareil de refroidissement sont supposés pour le calcul. Le besoin de refroidissement du bâtiment s obtient à partir de la somme des charges de refroidissement des différentes pièces. Selon le type de bâtiment, un facteur de simultanéité peut éventuellement être utilisé du fait que les pièces situées à l est ou à l ouest ne doivent pas dissiper les charges de chaleur solaires simultanément. REMARQUE En raison de la forte influence du rayonnement solaire et des charges thermiques internes, une évaluation du besoin en refroidissement n est pas possible via les surfaces à refroidir. 1.3.1.1 Mode monovalent Avec ce mode d exploitation, la pompe à chaleur couvre seule toute l année à 100% le besoin en chaleur du bâtiment. De manière générale, les pompes à chaleur eau/eau ou eau glycolée/eau sont exploitées en mode monovalent. Pour les puissances calorifiques effectives aux températures de départ et températures minimales des sources de chaleur, veuillez vous reporter aux brochures d'informations sur les appareils correspondantes. Température de départ maximale Température source de chaleur minimale Point de fonctionnement pour la détermination de la capacité thermique Pompe à chaleur eau glycolée/eau Pompe à chaleur eau/eau 35 C 35 C 0 C eau glycolée B0 / W35 10 C eau de la nappe phréatique W10 / W35 Tab. 1.3: Exemple de détermination de la capacité thermique 1.3.1.2 Mode mono-énergétique Les pompes à chaleur air/eau fonctionnent la plupart du temps en mode mono-énergétique. La pompe à chaleur devrait donc couvrir complètement le besoin en chaleur pour des températures extérieures allant jusqu à env. 5 C (point de bivalence). Pour des températures très basses et un besoin en chaleur élevé, un thermoplongeur électrique est automatiquement activé. Le dimensionnement de la puissance de la pompe à chaleur influence, notamment dans le cas d installations monoénergétiques, le montant des investissements et celui des coûts de chauffage encourus chaque année. Plus le besoin annuel en énergie de chauffage couvert par la pompe à chaleur est élevé, plus les coûts d investissements sont élevés et plus les coûts d exploitation encourus chaque année sont bas. Comme le révèle l expérience, une puissance de pompe à chaleur qui coupe la courbe caractéristique de chauffe à une température limite théorique (ou point de bivalence) d env. 5 C doit être préconisée. D'après ce calcul, il apparaît que le 2e générateur de chaleur (p. ex. thermoplongeur) participe à 2% selon la norme DIN 4701 T10, dans le cas d une installation en mode bivalent parallèle. 5
Choix et dimensionnement des pompes à chaleur pour chauffage et refroidissement 1.3.1.3 Exemple à partir de Tab. 1.4 à la p. 6 A un point de bivalence de 5 C, la part de la pompe à chaleur se monte à env. 98% en mode de fonctionnement bivalent parallèle (mono-énergétique). Point de bivalence [ C] -10-9 -8-7 -6-5 -4-3 -2-1 0 1 2 3 4 5 Taux de couverture [-] en mode biv.-parall. Taux de couverture [-] en mode biv.-altern. Tab. 1.4: 1,00 0,99 0,99 0,99 0,99 0,98 0,97 0,96 0,95 0,93 0,90 0,87 0,83 0,77 0,70 0,61 0,96 0,96 0,95 0,94 0,93 0,91 0,87 0,83 0,78 0,71 0,64 0,55 0,46 0,37 0,28 0,19 Taux de couverture de la pompe à chaleur d une installation en mode mono-énergétique ou bivalent en corrélation avec le point de bivalence et le mode de fonctionnement (source : tableau 5.3-4 DIN 4701 T10) Exemple : Mode de fonctionnement mono-énergétique d une pompe à chaleur air/eau réversible LA 16ASR avec un thermoplongeur installé dans le réservoir tampon, un temps de blocage de 2 heures par jour au maximum et une production centrale d eau chaude pour 5 personnes. Besoin en chaleur de la maison à chauffer 13,5 kw Besoin en chaleur supplémentaire pour la production d eau chaude 1 kw (besoin en chaleur + production ECS) x facteur de temps de blocage = (13,5 kw+ 1 kw) x 1,1 16 kw La valeur obtenue (16 kw) correspond à la capacité thermique nécessaire de la pompe à chaleur. Celle-ci est reportée en prenant comme base une température extérieure normalisée de -16 C par ex. selon EN 12831 dans le diagramme de puissance calorifique de la pompe à chaleur pour la température de départ choisie (35 C) point 1. Le dimensionnement de la pompe à chaleur s effectue en fonction du besoin en chaleur du bâtiment lié à la température extérieure. Celui-ci est simplement représenté par une ligne droite dans le diagramme de puissance calorifique de la pompe. Le procédé ici utilisé suppose qu à partir d une température extérieure de 20 C (= température d arrivée d air de la pompe à chaleur), plus aucune puissance calorifique n est nécessaire (ligne droite 2). Le point d intersection entre la ligne pointillée (point final à 20 C/ 0 kw) et la courbe de puissance calorifique détermine le point de bivalence théorique (-5 C) (point 3). Dans la pratique, en raison des habitudes particulières des utilisateurs (p. ex. chambre à coucher non chauffée, température 1.3.1.3 Mode bivalent parallèle Dans le cas d un mode parallèle bivalent (construction ancienne), la pompe à chaleur est combinée à un 2e générateur de chaleur (p. ex. chaudière au fuel ou à gaz). La régulation de la pompe à chaleur active en fonction des besoins le 2e générateur de chaleur si la température extérieure descend en dessous d une certaine valeur réglable (point de bivalence <4 C). Pour de grosses installations au besoin énergétique élevé, les pompes à chaleur couvrent avec une puissance calorifique relativement minime une grosse partie du travail annuel de chauffe. La puissance calorifique de la pompe à chaleur doit être dimensionnée telle que la pompe à chaleur puisse couvrir seule pendant la période transitoire la puissance calorifique. Le régulateur met en marche en fonction des besoins le deuxième générateur de chaleur lors d un besoin accru de chaleur. Le nombre élevé d heures de fonctionnement de la pompe à chaleur réduite dans les pièces réservées aux loisirs), on obtient très souvent un point de bivalence encore plus bas. Dimensionnement du thermoplongeur Besoin en chaleur global au jour le plus froid - capacité thermique de la pompe à chaleur au jour le plus froid = puissance du chauffage d appoint électrique Exemple : Pour l exemple choisi, la LA 16ASR doit être dimensionnée avec une puissance électrique des cartouches chauffantes de 7,5 kw. Fig. 1.1: Courbe de puissance calorifique pour températures de départ eau de chauffage de 35 C engendre d'importantes économies. De plus, le rendement du deuxième générateur de chaleur s améliore en raison de l élimination des périodes de fonctionnement de courte durée (p. ex. chaudière au fuel). La condition de base d une installation bivalente est qu un fonctionnement permanent de celle-ci en mode bivalent soit prévu. www.dimplex.de 6
1.3.2 REMARQUE L expérience révèle que l installation au fuel ou à gaz existante dans les systèmes bivalents doit être mise hors service au bout de quelques années pour les raisons les plus diverses dans le domaine de la rénovation. L étude devrait donc toujours se faire de manière analogue à l installation mono-énergétique (point de bivalence env. -5 C) et le réservoir tampon devrait être intégré au circuit de départ du chauffage. Cela facilite grandement le passage ultérieur de l installation au mode mono-énergétique. 1.3.2 Connexion en parallèle de pompes à chaleur Un besoin en chaleur de chauffage plus élevé peut être couvert via la connexion en parallèle de pompes à chaleur. En fonction de la demande, il est également possible de combiner différents types de pompes à chaleur (p. ex. pompe à chaleur eau glycolée/ eau et pompe à chaleur air/eau réversible). Pour de grosses installations avec plus de trois pompes à chaleur installées en parallèle, la mise en ou hors service s effectue fréquemment via un système de gestion de charge de hiérarchie supérieure. La connexion en parallèle de deux pompes à chaleur sans régulation de hiérarchie supérieure est possible si les conditions suivantes sont respectées : Les courbes de chauffage du gestionnaire de pompe à chaleur sont à ajuster de telle sorte que la température de consigne de retour de la PAC1 soit supérieure d env. 1K à celle de la PAC2. La PAC2 se charge de la production d eau chaude (p. ex. pompe à chaleur réversible avec échangeur thermique supplémentaire pour la production d eau chaude). Chaque pompe à chaleur (PAC) nécessite sa propre sonde de retour pour le mode chauffage, celle-ci étant montée dans le circuit de retour commun parcouru quel que soit l'état de fonctionnement. Pour les pompes à chaleur avec sonde de retour intégrée, celle-ci doit être montée par le client. Les durées de fonctionnement réduites de PAC2 sont compensées par les durées de fonctionnement supplémentaires pour la production d eau chaude et le refroidissement. En mode mono-énergétique, le thermoplongeur est commandé par le gestionnaire de la deuxième pompe à chaleur. 1.3.3 Puissance frigorifique maximale de la pompe à chaleur Si la puissance frigorifique maximale nécessaire d un bâtiment est connue (voir également Chap. 1.2 à la p. 5), il faut alors contrôler si la pompe à chaleur est en mesure de mettre à disposition cette puissance frigorifique sous les conditions secondaires exigées. Les limites d utilisation dépendantes du type de pompe à chaleur utilisé doivent être particulièrement contrôlées. Pour les systèmes de refroidissement passifs (voir Chap. 2 à la p. 9), la puissance frigorifique est dépendante du type et du dimensionnement de la source de froid (p. ex. sonde géothermique), du flux volumique et de l échangeur thermique utilisé (brochures d'informations sur les appareils voir Chap. 5 à la p. 26). La puissance frigorifique d une pompe à chaleur air/eau réversible dépend en première ligne de la température de départ exigée et de celle de l air extérieur. Plus la température de départ est élevée et plus la température de l air extérieur est basse, plus la puissance frigorifique de la pompe à chaleur est élevée. REMARQUE Le dimensionnement de la pompe à chaleur air/eau réversible doit s'effectuer en mode chauffage. Si la puissance frigorifique demandée dépasse celle de la pompe à chaleur, les points suivants doivent être contrôlés : Exemple : Quelle puissance frigorifique est disponible conformément à la courbe de puissance de Schéma 1.2 à la p. 7 pour une température extérieure max. de 35 C? Fig. 1.2: Puissance frigorifique d une pompe à chaleur réversible (voir également Chap. 4.6 à la p. 21) Conformément à Schéma 1.2 à la p. 7, on obtient en fonction de la température de départ en mode refroidissement les capacités frigorifiques suivantes : Type de pompe à chaleur Temp. départ Cap. frigorif. Air/eau 18 C 14,3 kw Air/eau 7 C 10,7 kw 7
Choix et dimensionnement des pompes à chaleur pour chauffage et refroidissement 1.3.4 1.3.4 Mesures de réduction de la charge de refroidissement d un bâtiment La charge de refroidissement du bâtiment s obtient à partir de la somme des charges de refroidissement des différentes pièces. Si la charge de refroidissement dépasse la puissance frigorifique disponible, les points suivants doivent être contrôlés : La charge de refroidissement peut-elle être réduite par de simples modifications au niveau construction (p. ex. volets roulants) La même puissance frigorifique pour des températures de départ plus élevées peut-elle être transmise via un agrandissement de la surface des échangeurs Les charges de refroidissement maximales calculées sontelles utilisables de la même façon pour toutes les pièces du fait que, par exemple, les pièces situées à l est ou à l ouest ne peuvent pas dissiper les charges de chaleur solaires en même temps Est-il possible de réduire la charge de refroidissement pendant la journée à l aide d un refroidissement nocturne des éléments constructifs (activation thermique). Si malgré toutes ces possibilités la puissance frigorifique de la pompe à chaleur ne suffit pas, les pièces ayant des charges thermiques élevées peuvent être munies d appareils de climatisation supplémentaires. Pour des raisons énergétiques, ces appareils de climatisation ne doivent être utilisés que lorsque la pompe à chaleur n est pas en mesure de couvrir seule le besoin en refroidissement global. REMARQUE En mode refroidissement les pompes à chaleur profitent en règle générale des tarifs spéciaux des sociétés de production et de distribution d électricité (voir Chap. 1.1.1 à la p. 4). Pendant les temps de blocage, le mode refroidissement doit être assuré par des réservoirs de froid appropriés (p. ex. activation thermique des éléments constructifs, voir Chap. 3.7 à la p. 14) ou un tarif de courant sans temps de blocage doit être choisi. www.dimplex.de 8
2 2 Génération de la capacité frigorifique 2.1 Refroidissement passif Avec le refroidissement passif, un niveau de température bas déjà existant est transmis au système de chauffage à l aide d un échangeur thermique. Le compresseur de la pompe à chaleur n est pas utilisé, il reste «passif» et reste disponible en mode refroidissement pour la production d eau chaude. 1) Le compresseur porte le fluide frigorigène circulant en circuit fermé à un niveau de température plus élevé. La température du fluide frigorigène sous forme gazeuse augmente également. 2) La chaleur est transmise à l eau de chauffage dans le condenseur (échangeur thermique). Le fluide frigorigène se refroidit et se volatilise. 3) La pression du fluide frigorigène s'abaisse dans le détendeur et le fluide continue de se refroidir. 4) Les sondes géothermiques utilisent le niveau de température constant des couches terrestres plus profondes comme source de chaleur pour la production d eau chaude et comme source de froid pour le refroidissement passif. 5) L énergie naturelle soustraite par la sonde géothermique est transmise au fluide frigorigène via l évaporateur (échangeur thermique). Le fluide frigorigène se réchauffe et se vaporise. 6) En mode parallèle avec production centrale d eau chaude et refroidissement passif, les deux systèmes sont séparés hydrauliquement à l aide d une vanne d'inversion. 7) L eau de chauffage refroidie circule à travers le ventiloconvecteur et soustrait la chaleur à l air ambiant (refroidissement dynamique). 8) Un système de tuyauterie posé dans le sol, les murs ou le plafond est traversé par l eau refroidie, abaissant ainsi la température superficielle de l'élément (système de refroidissement par eau refroidie). Fig. 2.1: Circuit de refroidissement passif avec production d eau chaude parallèle 9
Génération de la capacité frigorifique 2.1.3 2.1.1 Refroidissement passif par utilisation de l eau de la nappe phréatique Conformément à la norme VDI 4640, un refroidissement de l eau de la nappe phréatique est désirée dans la plupart des régions, par ex. par l intervention d une pompe à chaleur destinée au chauffage. Une élévation de la température par refroidissement n est acceptable que dans d'étroites limites. Une température de 20 C ne devrait en aucun cas être dépassée en cas de transfert de chaleur à l eau de la nappe phréatique. D'autre part, la température de l eau de la nappe phréatique reversée dans les puits d'absorption ne doit pas varier de plus de 6K. En résumé : Un refroidissement passif en utilisant l eau de la nappe phréatique est possible. L échangeur thermique et les débits d eau doivent être dimensionnés de telle sorte que l eau reversée dans les puits d absorption ne se réchauffe que de 6K au maximum. D'autre part, il faut respecter les exigences, très différentes selon les régions, des administrations des eaux compétentes. Une analyse de l eau est nécessaire pour contrôler la compatibilité du matériel avec l échangeur thermique utilisé. 2.1.2 Refroidissement passif par utilisation de collecteurs géothermique Les collecteurs géothermiques, posés à l'horizontale dans le sol et proches de la surface, ne sont pas en général des sources de froid sûres pour le refroidissement passif. Schéma 2.2 à la p. 10 montre la courbe de température annuelle. Elle prouve que les températures à proximité de la surface sont trop élevées pendant l été pour un refroidissement efficace. Au 1er août, la température du collecteur sans transfert de chaleur atteint déjà plus de 15 C. La température du collecteur qui se comporte comme un réservoir d énergie s'accroît par le transfert de la chaleur perdue. Une influence défavorable pour la faune et la flore en surface est à craindre, voir VDI 4640 feuillet 3, 3.2. REMARQUE L utilisation d un collecteur géothermique pour le refroidissement peut engendrer un dessèchement du sol tout autour du collecteur. La rétraction du sol ainsi provoquée engendre une perte de contact entre le sol et le collecteur et donc, une dégradation du fonctionnement du chauffage. Fig. 2.2: Températures du sol proches de la surface en C pour un sol intact. 2.1.3 Refroidissement passif par utilisation de sondes géothermiques Les sondes géothermiques utilisent le niveau de température constant des couches terrestres plus profondes (env. 10 C) comme source de froid pour le refroidissement. Comme le circuit est fermé, aucune condition spéciale relative à la législation des eaux ne doit être prise en considération (voir Schéma 2.1 à la p. 9). Les capacités frigorifiques transmissibles sont normalement suffisantes pour la zone résidentielle puisque le refroidissement n'est utile que quelques jours par an. Lors d un refroidissement permament, p. ex. dans le domaine industriel ou en présence de fortes charges de refroidissement dues aux charges de chaleur internes (p. ex. lumière / personnes / appareils électriques), un réchauffement graduel de la sonde géothermique peut se produire et entraîner une diminution de la puissance frigorifique maximale. REMARQUE Si certaines puissances frigorifiques doivent être garanties, ou si le besoin en refroidissement annuel excède le besoin de chaleur pour le chauffage annuel, la sonde géothermique devra être dimensionnée pour le mode chauffage et pour le mode refroidissement. La prise en considération du réchauffement de la sonde pour un calcul précis de la puissance ne sera possible qu à l aide d une simulation numérique avec un logiciel adéquat et de bonnes connaissances géologiques et hydrogéologiques. Fig. 2.3: Station de refroidissement passive pour les pompes à chaleur eau glycolée/eau www.dimplex.de 10
2.2 2.2 Refroidissement actif Les pompes à chaleur destinées au chauffage travaillent avec un circuit réfrigérant qui se laisse inverser par une vanne d'inversion 4 voies. Pour ces pompes à chaleur réversibles, un niveau de température existant est «actif», c-à-d. refroidi par la puissance du compresseur de la pompe à chaleur (voir Circuit de refroidissement à la page 1). 2.2.1 Refroidissement actif par utilisation de pompes à chaleur eau glycolée/eau réversibles Un refroidissement actif avec des pompes à chaleur eau glycolée/eau réversibles et des sondes géothermiques est autorisé jusqu à des températures d eau glycolée de 21 C dans la sonde (valeur moyenne hebdomadaire) ou une valeur maximale de 27 C. Le refroidissement actif permet une augmentation de la puissance frigorifique et fournit des températures de départ constantes. La puissance frigorifique maximale à disposition pendant une période de refroidissement doit être dimensionnée en conformité avec le refroidissement passif. 2.2.2 Refroidissement actif par utilisation de pompes à chaleur air/eau réversibles Les pompes à chaleur air/eau réversibles utilisent l air extérieur inépuisable pour chauffer et refroidir. A l intérieur des limites d utilisation, seul un calcul de la charge de refroidissement maximale est donc nécessaire, et non le calcul du besoin en refroidissement global d une période de refroidissement. Des températures de départ comprises entre 7 et 20 C peuvent être obtenues à l aide du circuit réfrigérant de la pompe à chaleur pour une température extérieure de plus de 15 C et réparties dans le bâtiment par un système à conduction d eau. Température Air extérieur minimale maximale Chauffage -20 C +35 C Refroidissement +15 C +40 C Température de départ minimale maximale Chauffage +18 C +55 C Refroidissement +7 C +20 C Fig. 2.4: Limites d utilisation d une pompe à chaleur air/eau réversible 11
Chauffage et refroidissement avec un système 3.5 3 Chauffage et refroidissement avec un système 3.1 Mode d'optimisation énergétique Parallèlement aux mesures de réduction du besoin en énergie pour le chauffage agissant sur la construction et la technique d installation imposées par les normes locales spécifiques, des mesures d économie d énergie par protection thermique en période estivale doivent être également prises. Cependant, des charges de refroidissement inévitables dans une pièce peuvent être évacuées par l'introduction d air refroidi, par refroidissement de l'air à l aide d un échangeur thermique placé dans la pièce ou par le refroidissement direct de l'élément constructif. REMARQUE Le groupe de refroidissement, ainsi que du système distributeur de froid, doivent être également choisis en tenant compte de l aspect énergétique, c-à-d. des températures de départ en mode chauffage aussi basses qu'absolument nécessaire et des températures de départ en mode refroidissement aussi élevées que possible. Pour les pompes à chaleur réversibles avec échangeur thermique supplémentaire, la chaleur perdue en mode refroidissement peut être utilisée pour la production d eau chaude et l alimentation d autres consommateurs de chaleur afin de réduire la consommation primaire en énergie globale. 3.2 Régulation d un système combiné chauffage et refroidissement Le régulateur de la pompe à chaleur - appelé encore gestionnaire de pompe à chaleur - est en mesure de commander un système combiné pour chauffage et refroidissement et de répartir vers les consommateurs de chaleur existants la chaleur perdue engendrée en mode refroidissement (p. ex. production d eau chaude)(voir Chap. 6 à la p. 30). Deux niveaux de température différents peuvent être mis à disposition en mode refroidissement. Températures de retour constantes pour le refroidissement dynamique (voir Chap. 3.5 à la p. 12) et températures de départ se rapportant à une pièce de référence pour le refroidissement par conduites refroidies (voir Chap. 3.6 à la p. 13) 3.3 Raccordement hydraulique d un système combiné chauffage et refroidissement La puissance calorifique générée par la pompe à chaleur est transmise en mode chauffage au système de chauffage par conduction d eau via des circulateurs. Lors de la commutation en mode refroidissement, la capacité frigorifique générée est transmise via le système de distribution de chaleur prévu également pour l eau froide (voir Chap. 8 à la p. 37). La double utilisation du système de distribution réduit ainsi les coûts d investissements supplémentaires pour le refroidissement. Selon le type de système de distribution de froid, les températures de départ de l eau de refroidissement peuvent être réduites à un minimum d env. 16 C à 18 C pour des systèmes de refroidissement par surface et env. 8 C pour les ventiloconvecteurs. ATTENTION! L isolation thermique d'un système combiné pour chauffage et refroidissement doit être réalisée telle qu'il n'y ait pas formation d'humidification en mode refroidissement. 3.4 Charge de refroidissement La puissance totale du générateur de froid s obtient à partir de la somme des puissances frigorifiques latentes et sensibles transmises par le système de refroidissement. La charge de refroidissement est la somme de tous les flux thermiques convectifs qui doivent être évacués pour maintenir la température ambiante désirée dans un espace. La charge de refroidissement sensible est le flux thermique qui doit être évacué d un espace à un taux d humidité constant pour maintenir la température ambiante désirée. Elle correspond aux flux thermiques convectifs calculés. La charge de refroidissement latente est le flux thermique nécessaire pour condenser un débit massique de vapeur à la température ambiante de telle sorte qu'à température ambiante constante, le taux d humidité recherché soit maintenu dans l'espace. REMARQUE Si les températures de l eau de refroidissement sont supérieures au point de rosée, aucune condensation ne se forme et la charge de refroidissement globale correspond à la charge de refroidissement sensible. 3.5 Refroidissement dynamique La puissance frigorifique de systèmes par conduction d eau est transmise à l'air ambiant de façon active via un échangeur thermique. Les températures de départ inférieures au point de rosée permettent la transmission de capacités frigorifiques élevées par réduction de la chaleur sensible stockée dans l air ambiant parallèlement à une déshumidification de l'air par formation de condensation (chaleur latente). REMARQUE La climatisation d'un espace présentant des exigences particulières en matière d humidité de l air n est possible qu en combinaison avec une installation de ventilation à humidification ou déshumidification active. www.dimplex.de 12
3.5.1 3.5.1 Ventilo-convecteurs Les ventilo-convecteurs sous forme de coffre, de cassette ou à montage mural permettent un refroidissement dynamique par un système décentralisé modulaire. Des ventilateurs intégrés assurent une circulation d air réglable à vitesses multiples, des puissances frigorifiques variables et des temps de réaction courts. Les ventilo-convecteurs, en plus de leur utilisation comme simple appareil de refroidissement, peuvent être également utilisés pour un système de chauffage et refroidissement combiné. REMARQUE Pour pouvoir garantir le débit d eau minimal du générateur de froid en toute situation de fonctionnement, il est recommandé de choisir des ventilo-convecteurs avec régulation sur plusieurs niveaux de ventilation sans réduction ou blocage du débit d eau. La puissance frigorifique d un ventilo-convecteur dépend principalement de sa taille, du volume d air brassé, de l humidité de l air relative au point de conception et de la température de départ de l eau de refroidissement et de l'étalement de température. Si les exigences de la norme DIN 1946 T2 sont prises en compte lors du dimensionnement des appareils, des puissances frigorifiques spécifiques de 30 à 60 W/m2 sont alors réalisables. Le dimensionnement habituel des appareils à un niveau de ventilation moyen permet à l utilisateur de pouvoir réagir rapidement face à des charges thermiques variables (ventilation sur niveau rapide). Fig. 3.1: 3.5.2 Refroidissement avec utilisation de systèmes de ventilation Parallèlement au transport des charges de chaleur, le renouvellement d air minimal exigé doit être assuré pendant le refroidissement. Dans ce cas, une ventilation contrôlée des locaux est un complément judicieux au refroidissement afin de garantir une circulation d air définie. L air introduit peut être réchauffé ou refroidi, si besoin est, par un registre de chauffage/refroidissement. 3.6 Pour ce mode de refroidissement sont utilisées des conduites d eau intégrées aux surfaces cloisonnant l'espace climatisé (murs par ex.) en fonction du type d utilisation, du type de construction et de la puissance frigorifique nécessaire. REMARQUE Les investissements supplémentaires sont minimes si des systèmes de chauffage de surfaces déjà existants (p. ex. chauffage par le sol) sont utilisés pour le refroidissement. Des températures de départ supérieures au point de rosée préviennent les phénomènes de courant d air et des différences de température trop élevées par rapport à l extérieur (sick building syndrom). Refroidissement par le sol Avec des dépenses supplémentaires relativement minimes au niveau de la régulation et de la technique d installation, les constructions neuves peuvent être également climatisées pendant les saisons chaudes à l aide du chauffage par surfaces. Selon le «Taschenbuch für Heizung und Klimatechnik» (Livre sur le chauffage et la technique de climatisation en allemand), la puissance frigorifique du sol est limitée à une température ambiante minimale de 21 C à 0,1 m de hauteur selon la norme DIN 1946 T2 et les gradients verticaux autorisés pour la température de l air de 2 K/m. Il en résulte une puissance frigorifique moyenne d env. 25 à 35 W/m2. Si le sol reçoit directement les rayons du soleil, aux alentours de fenêtres basses par exemple, cette valeur peut s élever jusqu à des valeurs de crête de 100 W/m2. 13 REMARQUE Une ventilation permanente avec fenêtre ouverte est à éviter en mode refroidissement pour les raisons suivantes : Augmentation de la charge de chaleur de la pièce Puissance frigorifique insuffisante la plupart du temps en particulier lors du refroidissement par conduites d'eau refroidie Risque de formation de condensation dans la zone autour de la fenêtre Refroidissement par conduites d'eau refroidie Le refroidissement par conduites d'eau refroidie est fondé sur l absorption de chaleur par les murs, le sol ou le plafond refroidis. Les températures du fluide frigorigène sont supérieures au point de rosée pour éviter la formation de condensats en surface. Les puissances frigorifiques transmissibles dépendent très fortement des facteurs d influence extérieurs (p. ex. humidité de l air). 3.6.1 Ventilo-convecteurs pour chauffage et refroidissement ATTENTION! Le fabricant doit confirmer si la structure du sol - en particulier celle de la chape est appropriée au refroidissement.
Chauffage et refroidissement avec un système 3.8.2 3.6.2 Plafonds réfrigérants Le plafond réfrigérant est une solution adéquate pour une dissipation de chaleur confortable et puissante. En règle générale, il est conseillé de le combiner à un système de ventilation pour limiter l humidité de l air. La puissance d un plafond réfrigérant dépend de sa forme de construction (fermée, ouverte ou voile de refroidissement). La surface de refroidissement absorbe directement par rayonnement et convection la chaleur sensible de l'espace climatisé. La puissance frigorifique spécifique peut s élèver selon le système pour des plafonds fermés de 40 à 80 (max. 100 W/m 2 ) et pour des plafonds ouverts, en raison de leur part convective élevée, jusqu à 150W/m 2. Une attention toute particulière doit être prêtée lors de la planification et la réalisation de l installation à la prévention des phénomènes de courant d air indésirables. 3.7 Activation thermique des éléments constructifs L activation thermique des éléments constructifs utilise, avec un effort planifié professionnel, la propriété des volumes d emmagasinement non habillés d un bâtiment d'emmagasiner l énergie thermique et de la redispenser selon les besoins. L eau circulant dans les conduites prépare la masse de stockage en béton pour le lendemain de telle sorte qu une compensation énergétique puisse avoir lieu en fonction de la température ambiante. Une régulation de température ponctuelle, spontanée et rapportée à une seule pièce n est pas possible à cause de la trop grande inertie. La puissance frigorifique qu il est possible d atteindre pendant une durée d utilisation restreinte d env. 10 h est d env. 25 à 40 W/m 2. Il se produit alors une atténuation de la courbe de température ambiante. Pour dissiper des charges thermiques plus élevées ou des valeurs de crêtes spontanées, la combinaison avec des voiles ou des convecteurs de refroidissement ainsi qu une installation de ventilation est conseillée. 3.8 Confort 3.8.1 Le comportement de régulation thermique de l être humain L être humain génère de la chaleur pour le maintien de ses fonctions corporelles. Cette chaleur résulte de la combustion des aliments ingérés avec l oxygène respiré. Plus l effort du corps humain est élevé, plus la quantité de chaleur diffusée est élevée. Tab. 3.1 à la p. 14 montre la diffusion de chaleur en fonction de l activité pratiquée par la personne. Lors de l exécution d activités simples de bureau, un être humain de résistance et de taille moyennes diffuse une chaleur moyenne d env. 120 watts et pour des travaux simples à la maison, au bureau ou dans un atelier une chaleur d env. 150 watts ; celle-ci peut s élever pour des tâches moyennes à difficiles à plus de 200 watts. Niveau d activité I II Exemples d activité Activité statique assise (lire et écrire par ex.) Travaux simples assis ou debout, travail en laboratoire, machine à écrire Diffusion de chaleur par personne (sensible et latente) 120 W 150 W III Activités corporelles légères 190 W IV Tab. 3.1: Activités corporelles moyennes à difficiles Diffusion de chaleur par personne plus de 200 W 3.8.2 Température ambiante On ne peut pas définir une température ambiante fixe, 20 C par exemple, à laquelle l homme se sent bien. Le confort dépend d un grand nombre de facteurs, en particulier de la température moyenne de la surface qui entoure la pièce, y compris les surfaces de chauffage, ainsi que les vêtements et l activité exercée. Il faut toujours rapporter ces données de température à des conditions moyennes bien précises. La température ambiante jugée confortable dépend fortement de la température extérieure. La plage de température confortable de l'air ambiant est représentée dans Schéma 3.2 à la p. 14. En règle générale, les températures intérieures em mode de refroidissement ne devraient être inférieures que d env. 3 à 6 C à la température extérieure pour éviter le «choc de froid» lors du passage de l extérieur chaud vers l intérieur froid (sick building). Une élévation de la température ambiante maximale autorisée, dépendante de la température extérieure, engendre une forte diminution des performances de crête. Fig. 3.2: Zone de température confortable www.dimplex.de 14
3.8.3 3.8.3 Taux d humidité de l air ambiant L humidité de l'air n est pas ressentie directement pas les êtres humains. Ils se sentent relativement à l aise dans la vaste plage d humidité relative comprise entre 35 et 70% environ. La limite supérieure d humidité de l air est déterminée dans la norme DIN 1946, feuillet 2, à 11,5 g d eau par kg d air sec, l humidité relative de l air ne devant pas dépasser 65 %. Schéma 3.3 à la p. 15 montre en fonction de la température ambiante les valeurs d humidité relatives qui sont ressenties comme confortables. Des valeurs d humidité plus élevées sont tolérées pour des températures ambiantes basses étant donné que moins d humidité s évapore au niveau de la surface corporelle et qu'aucune diffusion de chaleur supplémentaire n a donc lieu. Cette diffusion de chaleur supplémentaire est au contraire désirée pour des températures ambiantes élevées ; des valeurs d humidité plus basses peuvent donc être acceptées dans ce cas. Fig. 3.3: Confort en fonction de l humidité de l air relative et de la température ambiante 3.8.4 Circulation de l air dans l'espace à climatiser La circulation de l air exerce également une influence sur le sentiment de bien-être de l être humain. Des vitesses de l air trop élevées se ressentent comme courants d air et sont particulièrement désagréables si la différence entre la température de l air insufflé et celle du corps est trop grande, car un échange de chaleur plus élevé se produit alors au niveau du corps. Il faut différencier ici entre les différentes parties du corps sous le courant d air insufflé. La nuque et les pieds sont particulièrement sensibles. Il sera donc recommandé de toujours amener l air ventilé vers les personnes par l avant dans les salles de séjour et spécialement dans les salles de conférences. Il faut en général éviter des vitesses de l air de plus de 0,2 m/s dans les zones où séjournent des personnes. En refroidissement dynamique (ventilo-convecteurs p. ex.), il faudra veiller à ce que l indice de renouvellement d air (flux volumique / volume de l'espace à climatiser) se situe entre 3 et 5 et qu'il ne dépasse pas 10. Fig. 3.4: Zone de confort en fonction de la vitesse de l air et de la température ambiante (humidité de l air relative 30-70 %, température des surfaces cloisonnant la pièce 19-23 C) 15
Informations sur les pompes à chaleur réversibles 4.1 4 Informations sur les pompes à chaleur réversibles 4.1 Pompes à chaleur air/eau réversibles pour installation à l intérieur Informations sur les pompes à chaleur air/eau pour chauffage 1 Désignation technique et commerciale LI 11ASR LI 16ASR 2 Forme 2.1 Version réversible réversible 2.2 Type de protection selon EN 60 529 pour app. compact ou élt. de chauffe IP 21 IP 21 2.3 Emplacement en intérieur en intérieur 3 Indications de puissance 3.1 Température - limites d exploitation : Départ/retour eau de chauffage 1 C / C jusqu à 55 / à p. de 18 jusqu à 55 / à p. de 18 Refroidissement, départ C entre +7 et +20 entre +7 et +20 Air (chauffage) C entre -20 et +35 entre -20 et +35 Air (refroidissement) C entre +15 et +40 entre +15 et +40 Etalement temp. eau de chauffage pour A2 / W35 7.5 7.9 3.2 Capacité thermique / coef. puiss. pour A-7 / W35 2 kw / --- 7,1 / 2,9 10,6 / 3,0 1. Voir diagramme des limites d utilisation pour A2 / W35 2 kw / --- 8,8 / 3,2 12,8 / 3,4 pour A2 / W50 2 kw / --- 8,5 / 2,5 12,0 / 2,5 pour A7 / W35 2 kw / --- 11,3 / 3,8 15,1 / 3,8 pour A10 / W35 2 kw / --- 12,2 / 4,1 16,7 / 4,1 3.3 Puiss. frigorifique / coef. puiss. pour A27 / W8 kw / --- 9,0 / 2,9 13,0 / 2,6 pour A27 / W18 kw / --- 10,9 / 3,3 16,4 / 2,8 pour A35 / W8 kw / --- 7,8 / 2,2 11,1 / 2,1 pour A35 / W18 kw / --- 9,5 / 2,5 14,3 / 2,3 3.4 Niveau de puissance sonore appareil / extérieur db(a) 55 / 61 57 / 62 3.5 Niveau de pression sonore à 1 m de distance (intérieur) db(a) 50 52 3.6 Débit d eau de chauffage avec pression diff. int. m³/h / Pa 1,0 / 3000 1,4 / 4500 3.7 Débit d air avec pression diff. statique externe m³/h / Pa 2500 / 25 4000 / 25 3.8 Fluide frigorigène ; poids au remplissage total type / kg R404A / 5,9 R404A / 5,7 4 Dimensions, raccordements et poids 4.1 Dimensions de l appareil H x l x L cm 136 x 75 x 85 157 x 75 x 85 4.2 Raccordements de l appareil pour le chauffage pouce G 1'' extérieur G 1'' extérieur 4.3 Raccordements de l échangeur thermique supplémentaire G 1'' extérieur G 1'' extérieur (utilisation de la chaleur perdue) pouce 4.4 Conduit d arrivée et de sortie d air (dim. int. min.) L x l cm 50 x 50 57 x 57 4.5 Poids de/des unités de transport, emballage compris kg 222 260 5 Branchement électrique 5.1 Tension nominale ; protection par fusibles V / A 400 / 16 400 / 20 5.2 Consommation nominale 2 A2 W35 kw 2.74 3.8 5.3 Courant de démarrage avec démarreur progressif A 23 25 5.4 Courant nominal A2 W35 / cos ϕ A / --- 4,9 / 0,8 6,9 / 0,8 6 Conforme aux dispositions de sécurité européennes 3 7 Autres caractéristiques techniques 7.1 Dégivrage automatique automatique Type de dégivrage inversion de circuit inversion de circuit Cuve de dégivrage disponible oui (chauffée) oui (chauffée) 7.2 Eau de chauffage dans l appareil protégée du gel oui 4 7.3 Niveaux de puissance 1 1 7.4 Régulateur interne / externe externe externe 2. Ces indications caractérisent la taille et le rendement de l installation. D autres valeurs influentes, notamment le comportement au dégivrage, le point de bivalence et la régulation sont à prendre en compte pour des considérations économiques et énergétiques. Ici, A2 / W55 signifie par ex. : température de l air extérieur 2 C et température départ eau de chauffage 55 C. 3. Voir déclaration de conformité CE 4. Le circulateur de chauffage et le régulateur de la pompe à chaleur doivent toujours être prêts à fonctionner. 3 oui 4 www.dimplex.de 16
4.2 4.2 Pompes à chaleur air/eau réversibles pour installation à l extérieur Informations sur les pompes à chaleur air/eau pour chauffage 1 Désignation technique et commerciale LA 11ASR LA 16ASR 2 Forme 2.1 Version réversible réversible 2.2 Type de protection selon EN 60 529 pour app. compact ou élt. de chauffe IP 24 IP 24 2.3 Emplacement extérieur extérieur 3 Indications de puissance 3.1 Température - limites d exploitation : Départ/retour eau de chauffage 1 C / C jusqu à 55 / à p. de 18 jusqu à 55 / à p. de 18 Refroidissement, départ C entre +7 et +20 entre +7 et +20 Air (chauffage) C entre -20 et +35 entre -20 et +35 Air (refroidissement) C entre +15 et +40 entre +15 et +40 3.2 Etalement temp. eau de chauffage pour A2 / W35 7.5 7.9 3.3 Capacité thermique / coef. puiss. pour A-7 / W35 2 kw / --- 7,1 / 2,9 10,6 / 3,0 pour A2 / W35 2 kw / --- 8,8 / 3,2 12,8 / 3,4 pour A2 / W50 2 kw / --- 8,5 / 2,5 12,0 / 2,5 pour A7 / W35 2 kw / --- 11,3 / 3,8 15,1 / 3,8 pour A10 / W35 2 kw / --- 12,2 / 4,1 16,7 / 4,1 3.4 Puiss. frigorifique / coef. puiss. pour A27 / W8 kw / --- 9,0 / 2,9 13,0 / 2,6 pour A27 / W18 kw / --- 10,9 / 3,3 16,4 / 2,8 pour A35 / W8 kw / --- 7,8 / 2,2 11,1 / 2,1 pour A35 / W18 kw / --- 9,5 / 2,5 14,3 / 2,3 3.5 Niveau de puissance sonore db(a) 63 64 3.6 Niveau de pression sonore à 10 m de distance 33 34 (côté évac. d air) db(a) 3.7 Débit d eau de chauffage avec pression diff. int. m³/h / Pa 1,0 / 3000 1,4 / 4500 3.8 Débit d air m³/h / Pa 2500 4000 3.9 Fluide frigorigène ; poids au remplissage total type / kg R404A / 4,7 R404A / 5,7 4 Dimensions, raccordements et poids 4.1 Dimensions de l appareil H x l x L cm 136 x 136 x 85 157 x 155 x 85 4.2 Raccordements de l appareil pour le chauffage pouce G 1'' extérieur G 1'' extérieur 4.3 Raccordements de l échangeur thermique supplémentaire (utilisation de la chaleur perdue) pouce G 1'' extérieur G 1'' extérieur 4.4 Poids de/des unités de transport, emballage compris kg 241 289 5 Branchement électrique 5.1 Tension nominale ; protection par fusibles V / A 400 / 16 400 / 20 5.2 Consommation nominale 2 A2 W35 kw 2.74 3.8 5.3 Courant de démarrage avec démarreur progressif A 23 25 5.4 Courant nominal A2 W35 / cos ϕ A / --- 4,9 / 0,8 6,9 / 0,8 6 Conforme aux dispositions de sécurité européennes 3 7 Autres caractéristiques techniques 7.1 Dégivrage automatique automatique Type de dégivrage inversion de circuit inversion de circuit Cuve de dégivrage disponible oui (chauffée) oui (chauffée) 7.2 Eau de chauffage dans l appareil protégée du gel oui 4 oui 4 7.3 Niveaux de puissance 1 1 7.4 Régulateur interne / externe externe externe 1. Voir diagramme des limites d utilisation 2. Ces indications caractérisent la taille et le rendement de l installation. D autres valeurs influentes, notamment le comportement au dégivrage, le point de bivalence et la régulation sont à prendre en compte pour des considérations économiques et énergétiques. Ici, A2 / W55 signifie par ex. : température de l air extérieur 2 C et température départ eau de chauffage 55 C. 3. Voir déclaration de conformité CE 4. Le circulateur de chauffage et le régulateur de la pompe à chaleur doivent toujours être prêts à fonctionner. 3 17
Informations sur les pompes à chaleur réversibles 4.3 4.3 Courbes caractéristiques LI 11ASR / LA 11ASR (mode chauffage) www.dimplex.de 18
4.4 4.4 Courbes caractéristiques LI 11ASR / LA 11ASR (mode refroidissement) 19
Informations sur les pompes à chaleur réversibles 4.5 4.5 Courbes caractéristiques LI 16ASR / LA 16ASR (mode chauffage) www.dimplex.de 20