Article

1 - GÉNÉRALITÉS

2 - TECHNOLOGIE DES PAC À COMPRESSION MÉCANIQUE DE VAPEUR

3 - TECHNOLOGIE DES PAC À SORPTION

4 - PAC POUR CHAUFFAGE ET EAU CHAUDE SANITAIRE DANS LE BÂTIMENT

5 - COUPLAGE DES PAC AVEC LA SOURCE FROIDE (RÈGLES D’INSTALLATION)

6 - CONCLUSION

Article de référence | Réf : BE9791 v1

Pompe à chaleur : technologies et applications dans le résidentiel

Auteur(s) : Marie-France TERRIER, Brice TRÉMÉAC

Date de publication : 10 mars 2021

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RÉSUMÉ

La pompe à chaleur nécessite une bonne compréhension des composants technologiques ainsi que du besoin à satisfaire afin d’être correctement dimensionnée et ainsi optimiser sa consommation énergétique. Cet article traite du secteur résidentiel (le chauffage et/ou l’eau chaude sanitaire). Après une présentation du principe de fonctionnement, les composants technologiques sont décrits. Le dimensionnement de la pompe à chaleur est ensuite présenté en prenant en compte ou non la présence d’un appoint énergétique. Enfin, des règles d’installation sont proposées en mettant en avant les avantages et contraintes des solutions existantes.

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ABSTRACT

Heat pump: technologies and applications in the residential sector

Heat pump requires a good understanding of the technological components as well as the need to be satisfied in order to be correctly dimensioned and thus optimize its energy consumption. This article focuses on the residential sector (heating and/or domestic hot water). After a brief presentation of the theory, the technological components are described. The dimensioning of the heat pump is then presented, taking into account whether or notofan auxiliary energy unit. Finally, installation rules are proposed, highlighting the advantages and drawbacks of existing solutions.

Auteur(s)

  • Marie-France TERRIER : Clauger, Pôle compétences Brignais

  • Brice TRÉMÉAC : Laboratoire du froid, des systèmes énergétiques et thermiques (Lafset), CNAM, HESAM Université Paris

INTRODUCTION

Système éprouvé depuis de nombreuses années, la pompe à chaleur nécessite cependant une bonne compréhension des composants technologiques ainsi que du besoin à satisfaire afin de dimensionner correctement le système énergétique complet et en réduire sa consommation énergétique (sur une période de chauffe, sur une année etc.). Cet article traite des pompes à chaleur appliquées au résidentiel pour du chauffage et/ou de l’eau chaude sanitaire. La pompe à chaleur est un système thermodynamique fonctionnant entre deux sources de température dont les vecteurs peuvent être de différentes natures : eau, air ou sol. Après une présentation du principe de fonctionnement, les différentes sources sont décrites. Le choix de la source a un impact sur les choix technologiques (incluant le fluide de travail) pour le compresseur, les échangeurs, le détendeur notamment et donc sur les performances du système complet. À ces composants de base, peut s’ajouter l’utilisation d’un ballon de stockage d’eau chaude qui permet dans certains cas de réduire les consommations énergétiques. Différentes architectures d’utilisation de ce stockage sont présentées dans cet article. Le dimensionnement de la pompe à chaleur est ensuite présenté en prenant en compte ou non la présence d’un appoint énergétique. Enfin, des règles d’installation sont proposées en mettant en avant les avantages et contraintes des solutions existantes.

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KEYWORDS

heating   |   domestic hot water   |   sorption PAC   |   mechanical vapour compression PAC

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-be9791


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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - NATTES (P.H.) -   Optimisation d’un cycle au CO2 dans le domaine du transport frigorifique.  -  Thèse de doctorat en énergétique, génie des procédés, Conservatoire national des arts et métiers (Le Cnam) https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-02896345

  • (2) -   Besoin eau chaude sanitaire habitat individuel et collectif  -  https://www.ademe.fr

  • (3) -   Pompe à chaleur photovoltaïque en autoconsommation pour l’habitat individuel.  -  Projet Ademe 2PACHI, coordination : Cnam/Lafset, partenaires : Bosch, NKE, Amzair, Polenn.

  • (4) -   Dimensionnement des systèmes de pompes à chaleur  -  https://www.eurovent-certification.com/fr

  • (5) -   Le dimensionnement des systèmes de productions d’eau chaude sanitaire en habitat individuel et collectif.  -  Costic (2019) https://www.ademe.fr

  • ...

NORMES

  • Systèmes de chauffage dans les bâtiments –Conception des systèmes de chauffage à eau - NF EN 12828+A1 - 05-14

  • Performance énergétique des bâtiments –Méthode de calcul de la charge thermique nominale – Partie 1 : charge de chauffage des locaux, module M3-3 – Systèmes de chauffage et systèmes de refroidissement à eau dans les bâtiments – Méthode de calcul des déperditions calorifiques de base – Partie 1 : charge thermique de l’espace - NF EN 12831-1 - 07-17

  • Climatiseurs, groupes refroidisseurs de liquide et pompes à chaleur pour le chauffage et le refroidissement des locaux et refroidisseurs industriels avec compresseur entraîné par moteur électrique - NF EN 14511 - 03-18

  • Systèmes de chauffage dans les bâtiments – Conception des systèmes de chauffage par pompe à chaleur - NF EN 15450 - 01-09

  • Systèmes frigorifiques et pompes à chaleur – Exigences de sécurité et d’environnement – Partie 1 : exigences de base, définitions, classification et critères de choix - NF EN 378-1+A1 - 10-20

  • Appareils...

1 Réglementation

Article R214-32 du code de l’environnement : Loi sur l’eau

Article R571-96 du code de l’environnement : Bruits constitutifs de troubles de voisinage

Décret n° 2020-912 relatif à l’inspection et l’entretien des chaudières, des systèmes de chauffages et des systèmes de climatisation

Décret n° 2000-44 du 13 janvier 2000 portant... (version consolidée au 5 octobre 2007) JO n° 11 du 14 janvier 2000 page 369 NOR : FPPA9910013D.DESP

Directive 2014/68/UE : Équipements sous pression (Loi n° 83-634 du 13 juillet 1983 portant droits et obligations... (version consolidée du 3 mars 2002)

Règlement européen n° 517/2014 relatif aux gaz à effet de serre fluorés dit réglementation « F-Gas II » abrogeant le règlement (CE) n° 842/2006

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2 Annuaire

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2.1 Constructeurs – Fournisseurs – Distributeurs (liste non exhaustive)

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