recommandation pro rage pac air air habitat individuel 01conception reno 2015 09

recommandation pro rage pac air air habitat individuel 01conception reno 2015 09
P R O G R A M M E D ’ A C C O M P A G N E M E NT D E S P R O F E S S I O N N E L S
« Règles de l’Art Grenelle Environnement 2012 »
EXTÉRIEUR/AIR INTÉRIEUR
EN HABITAT INDIVIDUEL
et dimensionnement
SEPTEM
BRE 2015
RRRR

RRRR RR
POMPES À CHALEUR AIR
Conception
www.reglesdelart-grenelle-environnement-2012.fr
ÉDITO
L
e Grenelle Environnement a fixé pour les bâtiments neufs et existants
des objectifs ambitieux en matière d’économie et de production
d’énergie. Le secteur du bâtiment est engagé dans une mutation de très
grande ampleur qui l’oblige à une qualité de réalisation fondée sur de
nouvelles règles de construction.
Le programme « Règles de l’Art Grenelle Environnement 2012 » a pour
mission, à la demande des Pouvoirs Publics, d’accompagner les quelque
370 000 entreprises et artisans du secteur du bâtiment et l'ensemble des
acteurs de la filière dans la réalisation de ces objectifs.
Sous l’impulsion de la CAPEB et de la FFB, de l’AQC, de la COPREC
Construction et du CSTB, les acteurs de la construction se sont rassemblés
pour définir collectivement ce programme. Financé dans le cadre du
dispositif des certificats d’économies d’énergie grâce à des contributions
importantes d’EDF (15 millions d’euros) et de GDF SUEZ (5 millions
d’euros), ce programme vise, en particulier, à mettre à jour les règles de l’art
en vigueur aujourd’hui et à en proposer de nouvelles, notamment pour ce
qui concerne les travaux de rénovation. Ces nouveaux textes de référence
destinés à alimenter le processus normatif classique seront opérationnels
et reconnus par les assureurs dès leur approbation ; ils serviront aussi à
l’établissement de manuels de formation.
Le succès du programme « Règles de l’Art Grenelle Environnement 2012 »
repose sur un vaste effort de formation initiale et continue afin de renforcer
la compétence des entreprises et artisans sur ces nouvelles techniques et ces
nouvelles façons de faire. Dotées des outils nécessaires, les organisations
professionnelles auront à cœur d’aider et d’inciter à la formation de tous.
Les professionnels ont besoin rapidement de ces outils et « règles du jeu »
pour « réussir » le Grenelle Environnement.
Alain MAUGARD
Président du Comité de pilotage du Programme
« Règles de l’Art Grenelle Environnement 2012 »
Président de QUALIBAT
P R O G R A M M E
D ’ A C C O M P A G N E M E N T
D E S
P R O F E S S I O N N E L S
« Règles de l’Art Grenelle Environnement 2012 »
Ce programme est une application du Grenelle Environnement. Il vise à revoir l’ensemble des règles de construction, afin de réaliser des économies d’énergie dans le bâtiment et de réduire les émissions de gaz à effet de serre.
www.reglesdelart-grenelle-environnement-2012.fr
Les Recommandations Professionnelles « Règles de l’Art Grenelle
Environnement 2012 » sont des documents techniques de
référence, préfigurant un avant-projet NF DTU, sur une solution
technique clé améliorant les performances énergétiques des
bâtiments. Leur vocation est d’alimenter soit la révision d’un NF
DTU aujourd’hui en vigueur, soit la rédaction d’un nouveau NF
DTU. Ces nouveaux textes de référence seront reconnus par les
assureurs dès leur approbation.
PROFESSIONNELS
D ’ A C C O M P A G N E M E NT
DES
« Règles de l’Art Grenelle Environnement 2012 »
Afin de répondre au besoin d’accompagnement des professionnels du
bâtiment pour atteindre les objectifs ambitieux du Grenelle Environnement,
le programme « Règles de l’Art Grenelle Environnement 2012 » a prévu
d’élaborer les documents suivants :
PROGRAMME
AVANTPROPOS
Les Guides « Règles de l’Art Grenelle Environnement 2012 » sont
des documents techniques sur une solution technique innovante
améliorant les performances énergétiques des bâtiments. Leur
objectif est de donner aux professionnels de la filière les règles
à suivre pour assurer une bonne conception, ainsi qu’une
bonne mise en œuvre et réaliser une maintenance de la solution
technique considérée. Ils présentent les conditions techniques
minimales à respecter.
Les Calepins de chantier « Règles de l’Art Grenelle Environnement
2012 » sont des mémentos destinés aux personnels de chantier,
qui illustrent les bonnes pratiques d’exécution et les dispositions
essentielles des Recommandations Professionnelles et des
Guides « Règles de l’Art Grenelle Environnement 2012 ».
Les Rapports « Règles de l’Art Grenelle Environnement 2012 »
présentent les résultats soit d’une étude conduite dans le cadre
du programme, soit d’essais réalisés pour mener à bien la
rédaction de Recommandations Professionnelles ou de Guides.
L’ensemble des productions du programme d’accompagnement des
professionnels « Règles de l’Art Grenelle Environnement 2012 » est mis
gratuitement à disposition des acteurs de la filière sur le site Internet du
programme : http://www.reglesdelart-grenelle-environnement-2012.fr
Rénovation
Les Recommandations Pédagogiques « Règles de l’Art Grenelle
Environnement 2012 » sont des documents destinés à alimenter
la révision des référentiels de formation continue et initiale. Elles
se basent sur les éléments nouveaux et/ou essentiels contenus
dans les Recommandations Professionnelles ou Guides produits
par le programme.
3
PROFESSIONNELS
Slmmaire
PROGRAMME
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DES
« Règles de l’Art Grenelle Environnement 2012 »
POMPES À CHALEUR AIR EXTÉRIEUR/AIR INTÉRIEUR EN HABITAT INDIVIDUEL – CONCEPTION ET DIMENSIONNEMENT
1 - Domaine d’application................................................................ 7
2 - Références............................................................................................. 9
2.1. • Références réglementaires.......................................................................................... 9
2.2. • Références normatives.............................................................................................. 10
2.3. • Autres documents.......................................................................................................11
3 - Définitions........................................................................................... 12
4 - Solutions de rénovation........................................................... 14
5 - Pré-diagnostic de l’installation........................................... 16
6 - Description des systèmes....................................................... 19
6.1. • Pompe à chaleur air/air en éléments séparés avec réseau aéraulique.................. 20
6.2. • Pompe à chaleur air/air en éléments séparés avec unités intérieures
à émission directe..................................................................................................... 21
6.3. • Pompe à chaleur air/air monobloc avec réseau aéraulique................................... 21
6.4. • Pompe à chaleur air/air à débit de réfrigérant variable (DRV)................................ 22
6.5. • Interaction entre système de chauffage air/air et système de ventilation............. 23
7 - Diagnostic de l’installation.................................................... 24
7.1. • Relevés des caractéristiques de l’enveloppe............................................................ 24
7.2. • Relevés des éléments pour le calcul des déperditions............................................ 25
7.3. • Relevés des émetteurs existants............................................................................... 26
Rénovation
8 - Dimensionnement de la pompe à chaleur................ 28
4
8.1. • Calcul des déperditions............................................................................................. 28
8.1.1. • Principe du calcul des déperditions............................................................. 28
8.1.2. • Déperditions surfaciques par transmission à travers les parois............... 29
8.1.3. • Déperditions linéiques aux liaisons des différentes parois....................... 29
8.1.4. • Déperditions par renouvellement d’air et infiltrations............................... 29
8.1.5. • La température extérieure de base du lieu................................................. 30
8.2. • Dimensionnement de la pompe à chaleur air/air avec réseau aéraulique
et de son appoint...................................................................................................... 31
8.2.1. • La puissance calorifique............................................................................... 32
8.2.2. • Le débit d’air................................................................................................. 32
8.3. • Dimensionnement de la pompe à chaleur air/air en éléments séparés
avec unités intérieures à émission directe............................................................. 33
8.3.1. • La puissance calorifique............................................................................... 33
8.3.2. • Le débit d’air................................................................................................. 33
8.4. • Dimensionnement de la pompe à chaleur air/air à débit de réfrigérant
variable (DRV)............................................................................................................ 34
8.4.1. • La puissance calorifique............................................................................... 34
8.4.2. • Le débit d’air................................................................................................. 34
Conception : LENOX – Illustrations : COSTIC – Éditeur : AQC – ISBN : 978-2-35443-334-5
9.1. • Implantation de l’unité extérieure............................................................................. 39
9.1.1. • Intégration technique.................................................................................... 39
9.1.2. • Intégration acoustique.................................................................................. 40
9.2. • Implantation de la pompe à chaleur monobloc intérieure..................................... 41
9.2.1. • Implantation en faux-plafond ou en combles............................................. 42
9.2.2. • Implantation en local spécifique................................................................. 42
9.2.3. • Pompe à chaleur avec fluide frigorigène de type A1 (R134a, R410A…)...... 43
9.2.4. • Ventilation du local spécifique..................................................................... 44
PROFESSIONNELS
DES
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9 - Implantation de la pompe à chaleur.............................. 39
« Règles de l’Art Grenelle Environnement 2012 »
8.5. • Caractéristiques de la pompe à chaleur air/air........................................................ 35
8.6. • Performances thermiques des pompes à chaleur................................................... 36
8.6.1. • Mode chauffage............................................................................................. 36
8.6.2. • Mode rafraîchissement................................................................................. 36
8.7. • Spécifications acoustiques réglementaires.............................................................. 37
8.7.1. • Réglementation sur le bruit intérieur........................................................... 37
8.7.2. • Réglementation sur le bruit de voisinage................................................... 38
PROGRAMME
POMPES À CHALEUR AIR EXTÉRIEUR/AIR INTÉRIEUR EN HABITAT INDIVIDUEL – CONCEPTION ET DIMENSIONNEMENT
10 - Implantation des unités intérieures............................. 46
10.1. • Implantation de l’unité intérieure associée à un réseau aéraulique.................... 46
10.1.1. • Constitution.................................................................................................. 46
10.1.2. • Implantation................................................................................................. 47
10.2. • Implantation des unités intérieures à émission directe........................................ 50
11 - Réseau aéraulique...................................................................... 52
11.1. • Bouches de soufflage................................................................................................ 53
11.1.1. • Types de bouches.......................................................................................... 53
11.1.2. • Sélection des bouches de soufflage........................................................... 53
11.1.3. • Implantation des bouches de soufflage..................................................... 55
11.2. • Reprise et transfert de l’air....................................................................................... 58
11.3. • Conduits aérauliques................................................................................................ 60
11.3.1. • Conception................................................................................................... 60
11.3.2. • Constitution.................................................................................................. 60
11.3.3. • Dimensionnement....................................................................................... 61
11.3.4. • Organes de réglage de débit...................................................................... 62
11.3.5. • Calorifuge..................................................................................................... 62
12 - Raccordements frigorifiques............................................. 63
12.1. • Tuyauteries frigorifiques enterrées.......................................................................... 64
12.2. • Calorifuge des tuyauteries frigorifiques................................................................ 64
12.3. • Repérage des raccords............................................................................................ 65
13 - Branchement et raccordements électriques........ 66
14 - Régulation........................................................................................ 72
14.1. • Régulation de la pompe à chaleur en éléments séparés avec réseau
aéraulique.................................................................................................................. 72
14.1.1. • Régulation avec une unité intérieure par zone (régulation
sans registre)................................................................................................... 72
14.1.2. • Régulation par zone indépendante avec un registre piloté par zone...... 73
Rénovation
13.1. • Caractéristiques de la tension d’alimentation....................................................... 66
13.2. • Règles de l’art pour la réalisation des installations électriques........................... 66
13.2.1. • Plan de protection des installations.......................................................... 67
13.2.2. • Perturbations émises par les appareils..................................................... 68
13.3. • Conception et dimensionnement........................................................................... 69
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« Règles de l’Art Grenelle Environnement 2012 »
PROGRAMME
Rénovation
6
POMPES À CHALEUR AIR EXTÉRIEUR/AIR INTÉRIEUR EN HABITAT INDIVIDUEL – CONCEPTION ET DIMENSIONNEMENT
14.2. • Régulation de la pompe à chaleur air/air en éléments séparés avec unités
intérieures à émission directe.................................................................................. 74
14.3. • Régulation de la pompe à chaleur air/air monobloc avec réseau aéraulique..... 74
14.4. • Régulation des systèmes à débit de réfrigérant variable..................................... 75
14.4.1. • Communication entre les unités................................................................ 75
14.4.2. • Gestion technique....................................................................................... 76
15 - Annexes.............................................................................................. 77
Annexe 1 : ELEMENTS D’ACOUSTIQUE.............................................................. 78
Annexe 2 : SOLUTION D’IMPLANTATION ACOUSTIQUE DES POMPES
A CHALEUR.................................................................................................. 80
Annexe 3 : DETERMINATIONN DE LA CHARGE MAXIMALE EN FLUIDE
FRIGORIGENE.............................................................................................. 82
Annexe 4 : LONGUEURS MAXIMALES DES LIAISONS ELECTRIQUES............ 87
PROFESSIONNELS
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1
PROGRAMME
Domaine d’application
« Règles de l’Art Grenelle Environnement 2012 »
POMPES À CHALEUR AIR EXTÉRIEUR/AIR INTÉRIEUR EN HABITAT INDIVIDUEL – CONCEPTION ET DIMENSIONNEMENT
Ces Recommandations professionnelles concernent les installations
de pompes à chaleur air extérieur/air intérieur (air/air) de puissance
calorifique inférieure à 50 kW destinées au chauffage ou au chauffagerafraîchissement de l’habitat individuel lors d’une rénovation.
Les recommandations concernant les systèmes double flux thermodynamique en habitat sont présentées dans d’autres documents.
Elles fournissent les prescriptions relatives à la conception et au
dimensionnement de la pompe à chaleur (PAC), des composants du
circuit aéraulique (conduits, registre, diffuseurs…) et de la régulation
en mode chauffage.
Sont également traitées les spécifications des raccordements, frigorifiques et électriques.
La pompe à chaleur air/air fonctionne en recyclage et est indépendante de la ventilation mécanique contrôlée.
Les systèmes concernés par ces Recommandations sont les suivants :
• la pompe à chaleur air/air en éléments séparés avec une ou plusieurs unités intérieures équipées d’un réseau aéraulique ;
• la pompe à chaleur air/air en éléments séparés avec plusieurs
unités intérieures à émission directe (une unité intérieure dans
chaque pièce principale) ;
• la pompe à chaleur air/air monobloc intérieure ;
Les pompes à chaleur air/air avec distribution aéraulique par plénum
ou tout autre technique pouvant faire l’objet de droits privatifs ne sont
pas traitées.
Les pompes à chaleur air/air dont l’unité extérieure est placée dans
un local fermé avec une seule grille en façade (unité extérieure en
Rénovation
• le système à débit de réfrigérant variable (DRV).
7
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« Règles de l’Art Grenelle Environnement 2012 »
PROGRAMME
Rénovation
8
POMPES À CHALEUR AIR EXTÉRIEUR/AIR INTÉRIEUR EN HABITAT INDIVIDUEL – CONCEPTION ET DIMENSIONNEMENT
« niche ») ne sont pas prises en compte dans ces Recommandations.
Compte tenu de l’effet de recyclage, cette technique est à déconseiller
et il est préféré l’utilisation de pompes à chaleur dans un local fermé
disposant d’une prise d’air et d’un rejet d’air séparés.
Ces recommandations s’appliquent à l’habitat rénové situé en France
métropolitaine. Le domaine d’application ne couvre donc pas les
départements de la Guadeloupe, de la Martinique, de la Guyane,
de Mayotte et de La Réunion.
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PROGRAMME
Références
« Règles de l’Art Grenelle Environnement 2012 »
POMPES À CHALEUR AIR EXTÉRIEUR/AIR INTÉRIEUR EN HABITAT INDIVIDUEL – CONCEPTION ET DIMENSIONNEMENT
2.1. • Références réglementaires
■■ Arrêtés du 30 juin 1999 relatifs aux caractéristiques acoustiques des bâtiments d’habitation et aux modalités d’application
de la réglementation acoustique.
■■ Décret et arrêté du 24 décembre 2007 relatifs aux niveaux de qualité
et aux prescriptions techniques en matière de qualité des réseaux
publics de distribution et de transport d'électricité.
■■ Arrêté du 26 octobre 2010 (RT 2012) relatif aux caractéristiques
thermiques et aux exigences de performance énergétique des bâtiments nouveaux et des parties nouvelles de bâtiments.
■■ Article R1334-33 du Code de la Santé publique, relatif à la valeur
d’émergence globale en période diurne et en période nocturne.
■■ Règlement (UE) n° 206/2012 de la commission du 6 mars 2012 portant application de la directive 2009/125/CE du Parlement européen
et du Conseil en ce qui concerne les exigences d’écoconception
applicables aux climatiseurs et aux ventilateurs de confort. Sont
notamment concernés les climatiseurs ayant une puissance frigorifique nominale ou une puissance calorifique nominale, si l’appareil
ne dispose pas de fonction de refroidissement, inférieure ou égale
à 12 kW.
■■ Règlement délégué (UE) n° 811/2013 de la commission du 18 février
2013 complétant la directive 2010/30/UE du Parlement européen
Rénovation
■■ Articles R543-75 à R543-123 du Code de l’environnement relatifs
aux conditions de mise sur le marché, d’utilisation et de récupération des fluides frigorigènes utilisés dans les équipements frigorifiques et climatiques.
9
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PROGRAMME
POMPES À CHALEUR AIR EXTÉRIEUR/AIR INTÉRIEUR EN HABITAT INDIVIDUEL – CONCEPTION ET DIMENSIONNEMENT
et du Conseil en ce qui concerne l’étiquetage énergétique des dispositifs de chauffage des locaux, notamment par pompe à chaleur,
d’une puissance thermique nominale maximale de 70 kW.
2.2. • Références normatives
■■ NF EN 378-1, Systèmes de réfrigération et pompes à chaleur –
Exigences de sécurité et d’environnement – Partie 1 : Exigences
de base, définitions, classification et critères de choix.
■■ NF EN 378-3, Systèmes de réfrigération et pompes à chaleur –
Exigences de sécurité et d’environnement – Partie 3 : Installation in
situ et protection des personnes.
■■ NF EN 378-4, Systèmes de réfrigération et pompes à chaleur – Exigences de sécurité et d’environnement – Partie 4 :
Fonctionnement, maintenance, réparation et récupération.
■■ NF EN ISO 7730, Ergonomie des ambiances thermiques –
Détermination analytique et interprétation du confort thermique
par le calcul des indices PMV et PPD et par des critères de confort
thermique local.
■■ NF X 08-100, Tuyauteries rigides – Identification des fluides par couleurs conventionnelles.
■■ NF EN 12735-1, Cuivre et alliages de cuivre – Tubes ronds sans soudure en cuivre pour l’air conditionné et la réfrigération – Partie 1 :
tubes pour canalisations.
■■ NF EN 12831, Systèmes de chauffage dans les bâtiments – Méthode
de calcul des déperditions calorifiques de base.
■■ NF C 14-100, Conception, réalisation des installations électriques
alimentées sous une tension au plus égale à 1000 V en courant
alternatif comprises entre le point de raccordement au réseau
et le point de livraison.
Rénovation
■■ NF EN 14511-1, Climatiseurs, groupes refroidisseurs de liquide
et pompes à chaleur avec compresseur entraîné par moteur électrique pour le chauffage et la réfrigération – Partie 1 : Termes
et définitions.
10
■■ NF EN 14511-2, Climatiseurs, groupes refroidisseurs de liquide
et pompes à chaleur avec compresseur entraîné par moteur électrique pour le chauffage et la réfrigération – Partie 2 : Conditions
d’essais.
■■ NF EN 14511-3, Climatiseurs, groupes refroidisseurs de liquide
et pompes à chaleur avec compresseur entraîné par moteur électrique pour le chauffage et la réfrigération – Partie 3 : Méthode
d’essai.
PROFESSIONNELS
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DES
■■ NF EN 14825, Climatiseurs, groupes refroidisseurs de liquide
et pompes à chaleur avec compresseur entraîné par moteur électrique pour le chauffage et la réfrigération des locaux – Essais
et détermination des caractéristiques à charge partielle et calcul
de performance saisonnière.
■■ NF C 15-100, Conception, réalisation, vérification et entretien des installations électriques alimentées sous une tension
au plus égale à 1000 volts (valeur efficace) en courant alternatif
et à 1500 volts en courant continu.
PROGRAMME
■■ NF EN 14511-4, Climatiseurs, groupes refroidisseurs de liquide
et pompes à chaleur avec compresseur entraîné par moteur électrique pour le chauffage et la réfrigération – Partie 4 : Exigences.
« Règles de l’Art Grenelle Environnement 2012 »
POMPES À CHALEUR AIR EXTÉRIEUR/AIR INTÉRIEUR EN HABITAT INDIVIDUEL – CONCEPTION ET DIMENSIONNEMENT
■■ NF EN 15316-4-2, Systèmes de chauffage dans les bâtiments –
Méthode de calcul des besoins énergétiques et des rendements
des systèmes – Partie 4-2 : Systèmes de génération de chauffage
des locaux, systèmes de pompes à chaleur.
■■ NF EN 15450, Systèmes de chauffage dans les bâtiments –
Conception des systèmes de chauffage par pompe à chaleur.
■■ NF P 52-612/CN, Systèmes de chauffage dans les bâtiments
– Méthode de calcul des déperditions calorifiques de base –
Complément national à la norme NF EN 12831 – Valeurs par défaut
pour les calculs des articles 6 à 9.
■■ NF EN 61000-3-3, Compatibilité électromagnétique – Partie 3 :
Limites – Section 3 : Limitation de fluctuations de tension et du flicker dans les réseaux basse tension pour les équipements ayant
un courant appelé inférieur ou égale à 16 A.
2.3. • Autres documents
■■ Référentiel de certification de la marque NF PAC, NF 414.
■■ COSTIC – EDF, Générateurs réversibles air/air et conduits aérauliques par gaines – Règles techniques – Conseils pratiques de mise
en œuvre – 2010.
■■ SEQUELEC, La pompe à chaleur, fiche n°21, Séquelec 07/07/2010.
http://www.erdf.fr/fiches_guides_SeQuelec_publiques
■■ Fascicule de documentation FD E 51-767 de décembre 2010 :
Mesures d’étanchéité à l’air des réseaux.
■■ Cahier des Prescriptions Techniques communes « Systèmes de ventilation mécanique contrôlée simple flux hygroréglable », e-cahiers
du CSTB n°3615-V3, Janvier 2014.
Rénovation
■■ Compte rendu du Groupe Spécialisé n°14 « Ventilation » – Relevé
décisions d’ordre général – réunion de juin 2011 – décision :
2011-06-n°65.
11
Définitions
3
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POMPES À CHALEUR AIR EXTÉRIEUR/AIR INTÉRIEUR EN HABITAT INDIVIDUEL – CONCEPTION ET DIMENSIONNEMENT
Appoint
Appareil de chauffage supplémentaire utilisé pour produire de la chaleur lorsque la puissance de la pompe à chaleur est insuffisante.
Si le type d’énergie consommée par l’appoint est identique à celui
consommé par la pompe à chaleur, le système global est du type
mono-énergie ;
Si le type d’énergie consommée par l’appoint est différent de celui
consommé par la pompe à chaleur, le système global est du type
bi-énergie.
Bouche de soufflage
(ou bouche d’alimentation)
Bouche d’air par laquelle l’air pénètre dans un espace à traiter. Elle est
généralement composé d’un ou de plusieurs éléments déflecteurs qui
assurent une réduction de la vitesse de l’air dans la zone située entre
la bouche d’air et la zone d’occupation ainsi qu’un mélange efficace
de l’air primaire avec l’air de l’espace à traiter.
Conduit de soufflage
Conduit véhiculant l’air soufflé depuis le ventilateur jusqu’à la bouche
de soufflage.
Rénovation
Conduit flexible
12
Conduit pouvant être manuellement comprimé ou étiré dans le sens
de la longueur et plié sans endommager de façon permanente sa
section.
Diffuseur d’air
Bouche de soufflage habituellement disposée en plafond, de forme
circulaire, carrée ou rectangulaire, composée d’éléments déflecteurs
divergents.
Grille
Bouche d’air comportant de multiples passages pour l’air.
PROFESSIONNELS
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Conduit homogène nécessitant des accessoires pour tout changement
de direction du flux d’air sans détériorer sa section de passage.
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Conduit rigide
PROGRAMME
POMPES À CHALEUR AIR EXTÉRIEUR/AIR INTÉRIEUR EN HABITAT INDIVIDUEL – CONCEPTION ET DIMENSIONNEMENT
Grille réglable
Grille comportant des lames ou des aubes réglables dont le réglage
permet de changer la direction de l’air soufflé.
Grille à fente(s)
Appareil comportant une ou plusieurs fentes dont le rapport de la longueur à la largeur de l’ouverture rectangulaire est au moins égal à 10.
Une grille à fente(s) peut comporter ou non un élément réglable pour
modifier la direction de ou des jets d’air ou le débit d’air.
Zone
Ensemble de pièces ayant des besoins thermiques similaires au
même moment (par exemple rez-de-chaussée et étage, partie jour
et partie nuit). Une zone totalise une surface au plus égale à 100 m²
(art. 24 et 26 de la RT 2012).
Une zone peut se réduire à une pièce principale (chambre ou séjour).
Rénovation
Une zone secondaire est une zone qui bénéficie, en mode chauffage,
d’une réduction de température par rapport à la consigne de la zone
principale.
13
Solutions de rénovation
PROFESSIONNELS
4
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POMPES À CHALEUR AIR EXTÉRIEUR/AIR INTÉRIEUR EN HABITAT INDIVIDUEL – CONCEPTION ET DIMENSIONNEMENT
Pour l’installation d’une pompe à chaleur air/air en habitat existant,
seules les solutions suivantes sont considérées :
• la substitution de chaudière ;
• la rénovation d’une installation de chauffage avec convecteurs
électriques.
Dans chaque cas les émetteurs existants sont soit supprimés pour privilégier une solution avec distribution aéraulique, soit remplacés par
des unités intérieures à émission directe.
Toutes les installations de chauffage ne permettent pas l’intégration
d’une pompe à chaleur air/air dans de bonnes conditions de fonctionnement et de performance.
Dans tous les cas, un état de l’existant doit être effectué
systématiquement.
Rénovation
Une pompe à chaleur installée en substitution de chaudière permet de
couvrir la plus grande partie, voire la totalité, des besoins sous réserve
des résultats d’une étude de dimensionnement. Quand un appoint est
présent, généralement électrique, celui-ci est utilisé pour les jours les
plus froids.
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POMPES À CHALEUR AIR EXTÉRIEUR/AIR INTÉRIEUR EN HABITAT INDIVIDUEL – CONCEPTION ET DIMENSIONNEMENT
Rénovation
s Figure 1 : Exemple de pompe à chaleur air /air en substitution de chaudière existante
15
Pré-diagnostic
de l’installation
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POMPES À CHALEUR AIR EXTÉRIEUR/AIR INTÉRIEUR EN HABITAT INDIVIDUEL – CONCEPTION ET DIMENSIONNEMENT
Afin de tenir compte de l’installation existante et d’aider le professionnel dans le choix de la décision, un pré-diagnostic permet de vérifier
rapidement si la rénovation de l’installation de chauffage existante par
pompe à chaleur est possible ou non.
Les principaux paramètres à prendre en compte sont les suivants :
•L’espace disponible pour l’implantation de l’unité extérieure :
Vérifier les intégrations acoustique, technique et esthétique ;
•L’espace disponible pour l’implantation de la pompe à chaleur
ou de l’unité intérieure dans un local :
Vérifier la place disponible pour l’installation de la pompe à chaleur et de ses accessoires ;
Vérifier la place disponible pour l’accès et la maintenance des
différents éléments ;
•La nature du courant électrique disponible :
Vérifier si la tension est monophasée ou triphasée ;
Vérifier si possible la chute de tension à la mise en fonctionnement d’appareils résistifs (tels que four, fer à repasser…) ;
Vérifier la protection différentielle et le calibre du disjoncteur ;
Rénovation
Vérifier la puissance d’abonnement et la puissance électrique
disponible (il est recommandé de prendre contact avec le distributeur d’énergie) ;
16
Prendre connaissance d’éventuelles variations de tension constatées ;
•Les émetteurs :
Relever les puissances des convecteurs électriques ;
Relever la loi d’eau du régulateur ;
PRE-DIAGNOSTIC Installation de chauffage existante
Repère :
Coordonnées installateur :
Ets :
Adresse :
CP + Ville
Date :
Coordonnées utilisateur :
Nom :
Adresse :
CP + Ville
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Porter une attention particulière à un site isolé ou à un habitat en bout de réseau électrique. Se référer au document
Séquélec, fiche 21.
PROGRAMME
!
DES
Relever éventuellement la température d’eau de départ par rapport à la température extérieure.
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Site en bout de réseau électrique (O / N) :
Description de l’installation
Site isolé (O / N) :
Surface chauffée [m²]
_____
K des murs extérieurs
(Bons/passables/mauvais)
_____
Hauteur Sous Plafond moyenne
[m]
_____
Vitrages
(Simple/double/triple)
_____
Volume chauffé [m3]
_____
Sur terre-plein/vide sanitaire
_____
Nombre d’occupants
_____
Plafond (isolé/non isolé)
_____
Consigne chauffage [°C]
_____
Plancher (Isolé/non isolé)
_____
Configuration :
1
2
3
Sud
S. E / S. O
4
Est / Ouest
5
6
N. E / N. O
Nord
Surf vitrée [m²]
Environnement PAC air/eau éventuelle :
Espace disponible pour implantation
Extérieur (O/N) :
Intérieur (O/N) :
Contrainte de voisinage
Distance :
Autre :
Réseau électrique :
Puiss abonnement
[kW] :____
Calibre protection
[A] :____
Tension réseau électrique [V]
Monophasé :____
Triphasé :____
Contrainte de raccordement
Distance :____
Autre :____
Chute de tension mesurée [V] :
Chauffage électrique :
Marque émetteurs :
Type, puissance [kW] et nombre :
Régulation par pièce (O/N) :____
Régulation avec programmation centralisée
(O/N) :____
Rez de chaussée :
Etage :
Chaudière :
(sol/murale) :
(gaz/fuel/bois) :
Type :____
________
________
Régulation (O/N) :____
Compléments :____
Marque :
________
Puissance [kW] :____
________
________
Régulation constructeur (O/N) :____
Compléments :____
Rénovation
Installation existante :
17
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Repère :
PRE-DIAGNOSTIC Installation de chauffage existante
Selon Temp extérieure :____
Réglage pente :
Selon Temp ambiante :____
Consigne :________
Production ECS :____
Mode :____
Contenance volume tampon [ l] :____
Distribution :____
Bitube :____
Monotube :____
Rénovation
Autre :____
Temp départ eau [°C] pour Temp ext relevée
Mesurée :____
Déclarée :____
Temp départ eau [°C] pour Temp ext de base
Mesurée :____
Déclarée :____
Emetteurs :
Radiateurs fonte :____
Radiateurs
acier :____
Plancher :____
Possibilité installation pompe à chaleur (O/N) :____
Modifications à réaliser :
s Figure 2 : Exemple de fiche pour réalisation d’un pré-diagnostic
18
Date :
Ventilo-convecteurs :____
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PROGRAMME
Description des systèmes
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Les pompes à chaleur air extérieur/air intérieur regroupent les technologies suivantes :
• en éléments séparés avec une ou plusieurs unités intérieures
alimentant un réseau aéraulique ;
• en éléments séparés avec plusieurs unités intérieures à émission directe (une unité intérieure dans chaque pièce principale) ;
• monobloc intérieure ;
• système à débit de réfrigérant variable (DRV).
La plupart des machines en éléments séparés nécessitent une intervention sur le circuit frigorifique et la manipulation de fluide frigorigène lors de l’installation. Ceci implique de se conformer à la réglementation concernant les fluides frigorigènes, notamment les articles
R543-75 à R543-123 du Code de l’environnement.
Les pompes à chaleur air/air à variation de puissance sont équipées généralement d’un compresseur avec variation électronique de
vitesse. Dans ce système, il est associé deux composants :
• un variateur de fréquence (ou convertisseur) qui fait varier la fréquence d’alimentation du moteur électrique du compresseur ;
La variation électronique de vitesse est intégrée dès la conception
du compresseur. La vitesse évolue de la limite basse, fixée pour des
raisons de lubrification du compresseur, à la limite haute fixée par la
vitesse de rotation maximale du moteur électrique.
Le système Inverter module la vitesse de rotation du compresseur
voire du ventilateur au niveau de chaque unité intérieure afin d’adapter la puissance thermique au besoin.
Rénovation
• un compresseur Inverter qui est spécifiquement conçu pour
fonctionner à des vitesses de rotation variables.
19
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6.1. • Pompe à chaleur air/air en éléments
séparés avec réseau aéraulique
Dans ce type d’installation, la pompe à chaleur est composée des éléments suivants :
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POMPES À CHALEUR AIR EXTÉRIEUR/AIR INTÉRIEUR EN HABITAT INDIVIDUEL – CONCEPTION ET DIMENSIONNEMENT
• une ou plusieurs unités intérieures comprenant un filtre mobile
à la reprise d’air, un échangeur ventilé sur l’air intérieur et le
dispositif de commande.
• une unité extérieure comprenant le compresseur, le détendeur,
la vanne d’inversion de cycle et un échangeur ventilé sur l’air
extérieur ;
L’unité intérieure est raccordée à un réseau aéraulique, en placard ou
en faux-plafond par exemple. Ce réseau permet la distribution de l’air
chauffé.
L’air de la pièce est ensuite repris, traité par l’unité intérieure puis réinjecté dans le local ou les locaux.
Le nombre d’unités à mettre en place dépend de l’importance du logement et des dispositions architecturales (pavillon sur deux niveaux,
présence de mezzanine…).
Une unité intérieure peut traiter une pièce ou une zone, c'est-à-dire
un ensemble de pièces ayant des besoins thermiques similaires au
même moment (par exemple rez-de-chaussée et étage, partie jour et
partie nuit).
Si plusieurs unités intérieures sont prévues, chacune doit conserver
un fonctionnement indépendant.
Commentaire
Rénovation
Dans le cas d’une unité intérieure par zone, chaque zone totalise une surface au
plus égale à 100 m².
20
s Figure 3 : Exemple d’utilisation d’une pompe à chaleur air extérieur/air intérieur en éléments séparés
avec réseau aéraulique de distribution d’air
• une unité extérieure comprenant le compresseur, le détendeur,
la vanne d’inversion de cycle et un échangeur ventilé sur l’air
extérieur ;
• plusieurs unités intérieures disposées dans chaque pièce principale comprenant un filtre mobile à la reprise d’air, un échangeur
ventilé sur l’air intérieur et le dispositif de commande.
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Dans ce type d’installation, la pompe à chaleur est composée des éléments suivants :
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6.2. • Pompe à chaleur air/air en éléments
séparés avec unités intérieures à émission
directe
PROGRAMME
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L’unité intérieure peut être du type mural, console, plafonnier, ou pouvant être raccordée à un réseau aéraulique selon les modèles proposés par les constructeurs.
Le nombre d’unités à mettre en place dépend de l’importance du logement et des dispositions architecturales (pavillon sur deux niveaux,
présence de mezzanine…). Selon les constructeurs et les gammes de
puissances calorifiques, entre 2 et 8 unités intérieures peuvent être
raccordées à une même unité extérieure.
Chaque unité intérieure doit conserver un fonctionnement indépendant.
s Figure 4 : Exemple d’utilisation d’une pompe à chaleur air extérieur/air intérieur en éléments séparés
avec unités intérieures à émission direct
Dans ce type d’installation, la pompe à chaleur regroupe tous les éléments entrant dans sa composition : le compresseur, le détendeur,
la vanne d’inversion de cycle, l’échangeur ventilé sur l’air extérieur,
l’échangeur ventilé sur l’air intérieur et le dispositif de commande.
Rénovation
6.3. • Pompe à chaleur air/air monobloc
avec réseau aéraulique
21
PROFESSIONNELS
La pompe à chaleur est installée soit dans un local spécifique, soit
en placard ou en faux-plafond par exemple. Elle est raccordée à un
réseau aéraulique permettant la distribution de l’air chauffé.
L’air de la pièce est ensuite repris par un autre réseau aéraulique permettant son traitement par la pompe à chaleur puis est réinjecté dans
les locaux.
PROGRAMME
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s Figure 5 : Exemple d’utilisation d’une pompe à chaleur air extérieur/air intérieur monobloc avec un
réseau aéraulique de distribution d’air
6.4. • Pompe à chaleur air/air à débit
de réfrigérant variable (DRV)
Dans ce type d’installation, la pompe à chaleur est composée des éléments suivants :
• une unité extérieure comprenant le compresseur, un détendeur
électronique, la vanne d’inversion de cycle et un échangeur ventilé sur l’air extérieur ;
• plusieurs unités intérieures disposées dans chaque pièce principale comprenant un filtre mobile à la reprise d’air, un détendeur
électronique, un échangeur ventilé sur l’air intérieur et le dispositif de commande ;
• un bus de liaison entre chaque unité intérieure et l’unité
extérieure.
Rénovation
L’unité intérieure peut être du type mural, console, plafonnier ou pouvant être raccordée à un réseau aéraulique selon les modèles proposés par les constructeurs.
22
Le nombre d’unités à mettre en place dépend de l’importance du logement et des dispositions architecturales (pavillon sur deux niveaux,
présence de mezzanine…). Selon les constructeurs et les gammes de
puissances calorifiques, entre 6 et 9 unités intérieures peuvent être
raccordées à une même unité extérieure.
Chaque unité intérieure doit conserver un fonctionnement indépendant.
PROFESSIONNELS
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Il existe des systèmes à débit de réfrigérant variable à récupération d’énergie
permettant de faire du chaud et du froid simultanément.
DES
Commentaire
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s Figure 6 : Exemple d’utilisation d’une pompe à chaleur air/air à débit de réfrigérant variable (DRV)
6.5. • Interaction entre système de chauffage
air/air et système de ventilation
Les systèmes air/air fonctionnent en recyclage et sont indépendants
de la ventilation mécanique contrôlée. Pour éviter toute interférence
avec le réseau d’extraction de la ventilation mécanique contrôlée, il
n’est pas prévu de soufflage dans les pièces humides (cuisine, salle
de bains). Ces dernières sont chauffées avec un émetteur électrique si
besoin.
Rénovation
L’interaction entre le système de chauffage ou de chauffage/rafraichissement par air et le système de ventilation hygroréglable est traité
dans le Cahier des Prescriptions Techniques communes « Systèmes de
ventilation mécanique contrôlée simple flux hygroréglable ».
23
7
Diagnostic de l’installation
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DES
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PROFESSIONNELS
POMPES À CHALEUR AIR EXTÉRIEUR/AIR INTÉRIEUR EN HABITAT INDIVIDUEL – CONCEPTION ET DIMENSIONNEMENT
Un diagnostic permet d’évaluer les besoins à couvrir et de déterminer
les principales caractéristiques des produits à mettre en œuvre.
7.1. • Relevés des caractéristiques
de l’enveloppe
Il est nécessaire de relever les éléments qualitatifs caractérisant le
bâtiment existant : la zone climatique, l’altitude, la date de construction, la constitution de l’enveloppe avec ses différents matériaux, la
ventilation…
Repère :
___________
DIAGNOSTIC
Installation de chauffage existante
Coordonnées installateur :
Ets :
Adresse :
CP + ville :
Date :
___________
Coordonnées utilisateur :
Nom :
Adresse :
CP + ville :
Situation :
Département :
T° extérieure de base [°C] : ____
Altitude [m] : ____
T° extérieure de base corrigée [°C] : ____
Description de l’installation
Age de la construction :
Rénovation
Enveloppe :
24
Paroi
Repère
Mur sur extérieur 1
Mur sur extérieur 2
Isolant
Composition
Type
λ [W/m.K]
RT [m².K/W]
DIAGNOSTIC
Installation de chauffage existante
Date :
___________
DES
Mur sur local non chauffé
PROFESSIONNELS
Repère :
___________
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Plancher haut
Plancher bas
Plancher intermédiaire
Fenêtre*
Protection nocturne
PROGRAMME
Porte d’accès
Ventilation :
Type de ventilation :
(naturelle, VMC autoréglable, hygro A ou B)
Débit d’air [m3/h] : ____
* Pour la structure, prendre en compte la menuiserie. Pour l’isolant prendre en compte la nature du
vitrage (exemple double vitrage 4-12-4).
s Figure 7 : Relevés concernant le bâtiment
7.2. • Relevés des éléments pour le calcul
des déperditions
Il est nécessaire de réaliser un calcul de déperditions pièce par pièce (cf. 8).
Le calcul des déperditions nécessite les informations suivantes :
• le type de pièce ;
• la surface de la pièce ;
• la configuration, (plain-pied, étage courant, sous toiture…) ;
• la longueur ou la surface de mur sur l’extérieur ou sur un local
non chauffé ;
• la surface des ouvrants par pièce…
Relevés pour calcul des déperditions
REZ-DE-CHAUSSÉE
Pièce
Entrée
Cuisine Séjour
Salon
Chambre 1 Chambre 2 SdB
Autre
Longueur [m]
Largeur [m]
Hauteur sous
plafond [m]
Température intérieure [°C]
Longueur mur sur
local non chauffé
[m]
Surface porte sur
extérieur [m²]
Surface vitrage
[m²]
Rénovation
Longueur mur sur
extérieur [m]
25
PROFESSIONNELS
Relevés pour calcul des déperditions
DES
Pièce
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ETAGE(S)
Longueur [m]
PROGRAMME
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Longueur mur sur
extérieur [m]
Chambre 1
Chambre 2
Chambre 3
SdB
Largeur [m]
Hauteur sous
plafond [m]
Température intérieure [°C]
Longueur mur sur
local non chauffé
[m]
Surface vitrage
[m²]
s Figure 8 : Exemple de tableau récapitulatif de relevés pour le calcul de déperditions
7.3. • Relevés des émetteurs existants
Si la puissance des émetteurs est connue, elle est reportée directement à la première ligne du tableau de la (Figure 9).
Si ce n’est pas le cas, les caractéristiques des émetteurs en place sont
à renseigner (matériau fonte ou acier, type, nombre d’éléments…) et
peuvent permettre de déterminer la puissance à partir du catalogue
du fabricant ou de la base de données ATITA. Cette puissance évaluée
est alors notée dans le tableau.
Les puissances sont ensuite comparées à celles obtenues par le calcul
de déperditions.
Relevés des émetteurs existants
REZ-DE-CHAUSSÉE
Pièce
Puissance émetteur si connue* [W]
∆T installation [K]
Nature radiateur
(fonte, acier, …)
Type ou
épaisseur [mm]
Hauteur [mm]
Rénovation
Largueur [mm]
26
Puissance émetteur évaluée* [W]
Nombre
Robinet thermostatique (O/N)
Té de réglage (O/N)
Entrée
Cuisine
Séjour
Salon
Chambre
1
Chambre
2
SdB
Autre
Chambre 1
Chambre 2
Chambre 3
Puissance émetteur si connue* [W]
∆T émetteur [K]
Nature radiateur
(fonte, acier, …)
Type ou
Épaisseur [mm]
Hauteur [mm]
Largeur [mm]
Nombre
SdB
DES
Pièce
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ETAGE
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Relevés des émetteurs existants
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Robinet thermostatique (O/N)
Organe de réglage
(O/N)
(*) Voir base ATITA ou catalogue fabricant
Rénovation
s Figure 9 : Exemple de tableau récapitulatif de relevés des émetteurs existants
27
Dimensionnement
de la pompe à chaleur
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8
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La sélection de la pompe à chaleur s’effectue en fonction du dimensionnement par rapport au calcul de déperditions et des caractéristiques des pompes à chaleur disponibles dans les gammes de matériels des constructeurs.
8.1. • Calcul des déperditions
Les déperditions thermiques sont calculées selon la norme NF EN
12831 et le complément national NF P 52-612/CN.
8.1.1. • Principe du calcul des déperditions
Les déperditions se décomposent en :
• déperditions surfaciques à travers les parois (murs, fenêtres,
portes, toit, plancher) ;
• déperditions linéiques au niveau des liaisons des différentes
parois, comme par exemple le mur et le plancher ;
• déperditions par renouvellement d’air par les bouches d’entrée
d’air par ventilation naturelle ou mécanique ;
• déperditions par les infiltrations : jointures des huisseries des
fenêtres, des portes, par les trous en façade…
Rénovation
Les déperditions sont calculées pour les pièces dont le chauffage est
assuré par la pompe à chaleur.
28
Déperditions surfaciques = Somme de U x A x (Tint-Text)
Avec :
- U : coefficient de transmission surfacique en W/m².K
-A : surface intérieure de la paroi en m²
-Tint-Text : écart de température entre l’intérieur et l’extérieur
en K
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Les déperditions surfaciques sont calculées à partir de la formule
suivante :
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8.1.2. • Déperditions surfaciques
par transmission à travers les parois
PROGRAMME
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8.1.3. • Déperditions linéiques aux liaisons
des différentes parois
Les déperditions linéiques sont calculées à partir de la formule
suivante :
Déperditions linéiques = Ψ x I x (Tint-Text)
Avec :
- ψ : coefficient de transmission linéique (psi) en W/m.K
-I : longueur des liaisons en m
-Tint-Text : écart de température entre l’intérieur et l’extérieur
en K
Commentaire
La norme NF EN 12831 propose une méthode simplifiée consistant à majorer les
coefficients de transmission surfacique des parois en fonction de leurs liaisons.
8.1.4. • Déperditions par renouvellement d’air
et infiltrations
Le calcul des déperditions s’effectue à partir de la formule suivante :
Déperditions par renouvellement d’air = 0,34 x qv x (Tint-Text)
Avec :
- 0,34 : chaleur volumique de l’air en Wh/m3.K
Commentaire
Les entrées d’air induites par l’utilisation de hottes en tout air neuf, de cheminée
à foyer ouvert ou de tout autre système ne sont pas prises en compte dans la
formule.
Rénovation
- qv : débit de renouvellement d’air par ventilation et infiltrations en m3/h
29
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DES
8.1.5. • La température extérieure de base
du lieu
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Les déperditions sont calculées pour la température extérieure de
base du lieu définie dans le complément national à la norme NF EN
12831, référencé NF P 52-612/CN.
La (Figure 10) présente la carte de France des températures extérieures
de base.
PROGRAMME
Des corrections sont à apporter en fonction de l’altitude du lieu considéré, selon le tableau de la (Figure 11).
62
29
-4
22
50
14
-4
-7
-4
56
-4
76
-7
80
59
-9
-9
-9
60 -7
02
-7
55 57
-15 67
51
61
54
-10
77
-12 -15 -15
-7 28
35
10
-7
53
-7
72
-10 52 88 -15 68
-4
-7
45
89
-12
-7
41
-7
-15
70
44
-10
21
49
-7
37
-10
-5
58
-10
18
25 90
-7
-7
-10
-12
-15
36
-7
85
39
71
79 86
-7
-10
-5
03
-10
-7 -7
-8
74
69 01
23
42
87
-10
-10
17 16
-8
63
-10
-10
-8
73
-5 -5
-8
38
19
-10
24
43
-10
-8
15
-5
33
-8
-8
05
07 26
46
-5
-10
48
47
-6 -6
-6
12
-8
04
-5
40
-8
-8 06
30 84
82
-5
-6
-5
-6
81
-5
32
83
13
31
-5 -5 34
-5
64
-5
-5 11
-5
-5
2B
65
-5
09
-5
-2
-5
66
2A
-5
-2
27
-7
95
-7 93
92
-7 75 -7
78 -5 94
-7 91 -7
-7
Rénovation
s Figure 10 : Températures extérieures de base non corrigées par l’altitude
30
08
-10
-6
-7
-8
-10
-12
-15
Température
extérieure
du site °C
-2
0 à 200
-2
-3
201 à 400
-3
-4
401 à 600
0 à 200
-5
601 à 700
201 à 400
0 à 200
-4
-5
-6
701 à 800
401 à 500
201 à 400
0 à 200
-6
-7
401 à 600
201 à 400
0 à 200
-8
601 à 800
401 à 500
201 à 400
0 à 200
401 à 500
201 à 400
-9
801 à 1000
501 à 600
-10
1001 à 1200
601 à 700
Prise en compte de l’altitude du lieu en mètre
401 à 500
-7
-8
-9
-10
0 à 200
-11
1201 à 1400
701 à 800
501 à 600
201 à 400
-12
1401 à 1700
801 à 900
601 à 700
401 à 500
-11
-13
1701 à 1800
901 à 1000
701 à 800
501 à 600
201 à 400
-13
-14
1801 à 2000
1001 à 1100
800 à 901
601 à 700
401 à 500
-14
-12
0 à 200
-15
901 à 1000
701 à 800
501 à 600
0 à 400
-15
-16
1001 à 1100
800 à 901
601 à 700
401 à 500
-16
-17
1101 à 1200
901 à 1000
701 à 800
501 à 600
-17
-18
1201 à 1300
1001 à 1100
800 à 901
601 à 700
-18
-19
1301 à 1400
-20
1101 à 1200
901 à 1000
701 à 800
-19
1201 à 1300
1001 à 1100
800 à 901
-20
-21
1301 à 1400
1101 à 1200
901 à 1000
-21
-22
1401 à 1500
1201 à 1300
1001 à 1100
-22
-23
-23
1501 à 1600
1301 à 1400
1101 à 1200
-24
1601 à 1700
1401 à 1500
1201 à 1300
-24
-25
1701 à 1800
1301 à 1500
-25
-26
1801 à 1900
-26
-27
1901 à 2000
-27
PROFESSIONNELS
-5
DES
-4
D ’ A C C O M P A G N E M E NT
Température extérieure de base au niveau de la mer du site °C
-2
« Règles de l’Art Grenelle Environnement 2012 »
Température
extérieure
du site °C
PROGRAMME
POMPES À CHALEUR AIR EXTÉRIEUR/AIR INTÉRIEUR EN HABITAT INDIVIDUEL – CONCEPTION ET DIMENSIONNEMENT
s Figure 11 : Correction de la température extérieure de base en fonction de l’altitude
8.2. • Dimensionnement de la pompe
à chaleur air/air avec réseau aéraulique
et de son appoint
Cela concerne la pompe à chaleur air/air monobloc ou en éléments
séparés.
L’appareil ou l’unité intérieure pouvant être raccordée à un conduit
aéraulique peut être équipée d’un appoint électrique après le ventilateur de soufflage. Seules les pièces humides (cuisine, salle de bains)
sont chauffées avec un émetteur électrique si besoin.
La pompe à chaleur et son appoint doivent permettre d’obtenir la température ambiante demandée pour les conditions extérieures de base du lieu.
Le dimensionnement est effectué en mode chauffage.
L’appoint est constitué d’un réchauffeur électrique placé en aval
de la pompe à chaleur afin d’assurer le complément de puissance
calorifique.
Rénovation
!
31
PROFESSIONNELS
D ’ A C C O M P A G N E M E NT
DES
« Règles de l’Art Grenelle Environnement 2012 »
PROGRAMME
POMPES À CHALEUR AIR EXTÉRIEUR/AIR INTÉRIEUR EN HABITAT INDIVIDUEL – CONCEPTION ET DIMENSIONNEMENT
Au-delà d’une puissance calorifique de 3 kW, l’appoint doit être prévu
avec a minima deux niveaux de puissance. Le dernier niveau est mis
en fonctionnement en cas d’arrêt du compresseur.
Il convient de mettre en œuvre un dispositif de délestage de l’appoint
électrique. Si l’appoint est composé de plusieurs étages, un gestionnaire d’énergie est généralement utilisé.
Commentaire
Le délestage de l’appoint électrique doit pouvoir être effectué manuellement.
8.2.1. • La puissance calorifique
La puissance calorifique de la pompe à chaleur est comprise entre
80% et 100% des déperditions du volume traité, calculées pour la température extérieure de base du lieu.
La puissance totale délivrée par la pompe à chaleur et l’appoint est
égale à 120% des déperditions du volume traité, calculées pour la
température extérieure de base du lieu.
La température limite de fonctionnement garanti d’arrêt de la pompe
à chaleur est inférieure de 5 K à la température extérieure de base.
Une minoration de l’écart de 5 K est prévue lorsque la température
extérieure de base est inférieure à –10°C.
Commentaire
La température limite de fonctionnement garanti est la température en-dessous
de laquelle le constructeur ne garantit pas le fonctionnement satisfaisant de la
pompe à chaleur ni l’obtention des performances attendues.
8.2.2. • Le débit d’air
Le débit d’air soufflé dans chaque pièce est déterminé en fonction de
la puissance calorifique du local à combattre et de l’écart entre la température de l’air soufflé et celle de l’air ambiant (Figure 29).
Le débit de soufflage de l’appareil est mis en adéquation avec la
somme des débits à souffler dans les locaux pour combattre les
déperditions.
Rénovation
!
32
Afin d’éviter de trop grandes vitesses d’air au niveau des
bouches de soufflage et garantir le confort acoustique il
est souhaitable que le débit d’air corresponde à un taux
de brassage de l’ordre de 5 volumes par heure en mode
chauffage.
La pompe à chaleur et les émetteurs doivent permettre d’obtenir la
température ambiante demandée pour les conditions extérieures de
base du lieu.
Le dimensionnement est effectué en mode chauffage.
PROFESSIONNELS
DES
D ’ A C C O M P A G N E M E NT
Une unité intérieure à émission directe ne peut être équipée d’un
appoint électrique. Seules les pièces humides (cuisine, salle de bains)
sont chauffées avec un émetteur électrique si besoin.
« Règles de l’Art Grenelle Environnement 2012 »
8.3. • Dimensionnement de la pompe
à chaleur air/air en éléments séparés
avec unités intérieures à émission directe
PROGRAMME
POMPES À CHALEUR AIR EXTÉRIEUR/AIR INTÉRIEUR EN HABITAT INDIVIDUEL – CONCEPTION ET DIMENSIONNEMENT
8.3.1. • La puissance calorifique
La puissance calorifique de la pompe à chaleur est de 120% des déperditions du volume traité, calculées pour la température extérieure de
base du lieu.
La température limite de fonctionnement garanti d’arrêt de la pompe
à chaleur est inférieure de 5 K à la température extérieure de base.
Une minoration de l’écart de 5 K est prévue lorsque la température
extérieure de base est inférieure à –10°C.
Commentaire
La température limite de fonctionnement garanti est la température en-dessous
de laquelle le constructeur ne garantit pas le fonctionnement satisfaisant de la
pompe à chaleur ni l’obtention des performances attendues.
8.3.2. • Le débit d’air
Le débit d’air soufflé dans chaque pièce est déterminé en fonction de
l’unité intérieure installée.
Afin d’éviter de trop grandes vitesses d’air au niveau de la
pièce traitée et garantir le confort acoustique il est souhaitable que le débit d’air soufflé par l’unité intérieure corresponde à un taux de brassage de l’ordre de 5 volumes par
heure en mode chauffage.
Rénovation
!
33
PROFESSIONNELS
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DES
« Règles de l’Art Grenelle Environnement 2012 »
PROGRAMME
POMPES À CHALEUR AIR EXTÉRIEUR/AIR INTÉRIEUR EN HABITAT INDIVIDUEL – CONCEPTION ET DIMENSIONNEMENT
8.4. • Dimensionnement de la pompe
à chaleur air/air à débit de réfrigérant
variable (DRV)
Les unités intérieures ne disposent pas d’un appoint électrique. Seules
les pièces humides (cuisine, salle de bains) sont chauffées avec un
émetteur électrique si besoin.
La pompe à chaleur et les émetteurs doivent permettre d’obtenir la
température ambiante demandée pour les conditions extérieures de
base du lieu.
Chaque constructeur de pompe à chaleur ou système à débit de réfrigérant variable dispose d’une procédure de dimensionnement.
Cette procédure se décompose en deux étapes :
• calcul de la puissance que doit délivrer chaque unité intérieure
en mode chaud, aux conditions nominales du constructeur et
choix des unités intérieures ;
• calcul de la puissance que doit délivrer l’unité extérieure en
mode chaud, aux conditions nominales du constructeur et choix
de l’unité extérieure.
Le dimensionnement d’un système à débit de réfrigérant variable s’effectue conformément aux préconisations du constructeur. A défaut, il
doit répondre aux exigences spécifiées dans le (cf. 8.4.1) et (cf. 8.4.2).
8.4.1. • La puissance calorifique
La puissance calorifique de la pompe à chaleur est de 120% des déperditions du volume traité, calculées pour la température extérieure de
base du lieu.
La température limite de fonctionnement garanti d’arrêt de la pompe
à chaleur est inférieure de 5 K à la température extérieure de base.
Une minoration de l’écart de 5 K est prévue lorsque la température
extérieure de base est inférieure à –10°C.
Commentaire
Rénovation
La température limite de fonctionnement garanti est la température en-dessous
de laquelle le constructeur ne garantit pas le fonctionnement satisfaisant de la
pompe à chaleur ni l’obtention des performances attendues.
34
8.4.2. • Le débit d’air
Le débit d’air soufflé dans chaque pièce est déterminé en fonction de
l’unité intérieure installée.
8.5. • Caractéristiques de la pompe à chaleur
air/air
Les éléments suivants doivent être connus pour sélectionner la
pompe à chaleur :
PROFESSIONNELS
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Afin d’éviter de trop grandes vitesses d’air au niveau de la
pièce traitée et garantir le confort acoustique il est souhaitable que le débit d’air soufflé par l’unité intérieure corresponde à un taux de brassage de l’ordre de 5 volumes par
heure en mode chauffage.
« Règles de l’Art Grenelle Environnement 2012 »
!
PROGRAMME
POMPES À CHALEUR AIR EXTÉRIEUR/AIR INTÉRIEUR EN HABITAT INDIVIDUEL – CONCEPTION ET DIMENSIONNEMENT
• les températures limites réelles de fonctionnement (températures d’entrée et de sortie d’air) ;
• les débits minimal et maximal d’air ;
• les pertes de charges sur l’air pour les unités pouvant être raccordées sur un réseau aéraulique (gainables) ;
• les sécurités thermiques, électriques et frigorifiques ;
• les performances de la machine aux points de fonctionnement
définis dans le tableau ci-après, à partir du référentiel NF PAC ;
• les niveaux acoustiques ;
• le poids, les dimensions et les moyens de levage ;
• les possibilités locales du constructeur pour la mise au point
éventuelle et l’assistance après vente.
Point de fonctionnement
Nominal
Fluide
Caloporteur
Air extérieur
Air intérieur
Température entrée
évaporateur
Température entrée
condenseur
Optionnel
Temp.
Sèche
Temp.
humide
Temp.
sèche
Temp.
humide
7 °C
6 °C
-7 °C
-8 °C
20°C
15°C
MAXI
20°C
15°C MAXI
s Figure 12 : Points de fonctionnement en mode chaud, selon la certification NF PAC
Commentaire
Rénovation
La sélection de la puissance calorifique de la pompe à chaleur s’effectue pour la
température extérieure de base considérée et non pas pour celle considérée pour
le point de fonctionnement nominal (+7°C) donnée dans la documentation du
constructeur.
35
PROFESSIONNELS
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DES
« Règles de l’Art Grenelle Environnement 2012 »
PROGRAMME
POMPES À CHALEUR AIR EXTÉRIEUR/AIR INTÉRIEUR EN HABITAT INDIVIDUEL – CONCEPTION ET DIMENSIONNEMENT
8.6. • Performances thermiques des pompes
à chaleur
Les performances calorifiques d’une pompe à chaleur annoncées par
le constructeur font l’objet d’une certification (NF PAC, EUROVENT…).
La pompe à chaleur doit répondre aux exigences définies dans la
norme NF EN 14511.
8.6.1. • Mode chauffage
En mode chauffage, la pompe à chaleur est définie par les caractéristiques suivantes :
• la puissance thermique dissipée au condenseur ;
• la puissance électrique totale absorbée.
Le coefficient de performance (COP) est le rapport puissance thermique dissipée au condenseur/puissance électrique totale absorbée.
A titre d’exemple, pour la certification NF PAC, le coefficient de performance machine en vigueur en 2012 doit être au moins égal aux
valeurs données dans le tableau de la (Figure 13).
Evaporateur
Temp sèche (°C) Temp humide (°C)
Condenseur
Temp entrée air (°C)
COP minimal
7
6
20
3,40
-7
-8
20
2,00
s Figure 13 : Conditions de températures
Il existe d’autres paramètres permettant de comparer les performances à charges partielles : SCOP/SCOPon/SCOPnet (NF EN 14825).
8.6.2. • Mode rafraîchissement
En mode rafraîchissement, la pompe à chaleur est définie par les
caractéristiques suivantes :
• la puissance thermique absorbée à l’évaporateur ;
• la puissance électrique totale absorbée.
Commentaire
Rénovation
Les performances frigorifiques de la pompe à chaleur annoncées par le constructeur doivent correspondre à celles certifiées par EUROVENT.
36
En mode rafraîchissement, la pompe à chaleur est caractérisée par le
coefficient d’efficacité énergétique (EER). C’est le rapport puissance
thermique absorbée par l’évaporateur/puissance électrique totale
absorbée.
L’étiquetage énergétique du SCOP/SEER des pompes à chaleur air/air réversibles
d’une puissance frigorifique inférieure à 12 kW est obligatoire depuis le 1er janvier
2013, en application des règlements ErP 206/2012 et Energy Labeling 626/2011. Il
s’appuie sur la norme NF EN 14825.
8.7. • Spécifications acoustiques
réglementaires
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Commentaire
« Règles de l’Art Grenelle Environnement 2012 »
Il existe d’autres paramètres permettant de comparer les performances à charges partielles : SEER/SEERon (NF EN 14825) et ESEER
(EUROVENT).
PROGRAMME
POMPES À CHALEUR AIR EXTÉRIEUR/AIR INTÉRIEUR EN HABITAT INDIVIDUEL – CONCEPTION ET DIMENSIONNEMENT
La pompe à chaleur et ses équipements doivent respecter les réglementations en vigueur sur le bruit intérieur et sur le bruit au voisinage.
Elles reposent sur la connaissance des puissances acoustiques des
pompes à chaleur monobloc ou des unités extérieure et intérieure
pour une pompe à chaleur en éléments séparés. Ces données sont
fournies par le fabricant ou disponibles dans les bases de données NF
PAC ou EUROVENT.
L’[ANNEXE 1] présente des informations complémentaires sur les
niveaux acoustiques à proximité d’une pompe à chaleur.
!
Pour faciliter le respect de ces réglementations, le niveau
de puissance acoustique de la pompe à chaleur exprimé
en dB(A) doit être choisi en fonction des conditions
d’installation.
Commentaire
Le référentiel NF PAC impose des niveaux de puissance acoustique en fonction
des puissances calorifiques de pompes à chaleur.
8.7.1. • Réglementation sur le bruit intérieur
L’installation ne doit pas engendrer de nuisances sonores à l’intérieur
du logement.
Rénovation
La réglementation sur le bruit intérieur stipulée par l’arrêté du 30 juin
1999 concerne les bâtiments nouveaux.
37
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DES
« Règles de l’Art Grenelle Environnement 2012 »
PROGRAMME
POMPES À CHALEUR AIR EXTÉRIEUR/AIR INTÉRIEUR EN HABITAT INDIVIDUEL – CONCEPTION ET DIMENSIONNEMENT
8.7.2. • Réglementation sur le bruit de voisinage
L’article R1334-33 du Code de la santé publique fixe les valeurs limites
d’émergence sonore admises :
• 5 dB(A) en période diurne (de 7 h à 22 h) ;
• 3 dB(A) en période nocturne (de 22 h à 7 h).
L'émergence est définie par la différence entre le niveau de bruit
ambiant, comportant le bruit particulier en cause, et le niveau du bruit
résiduel constitué par l'ensemble des bruits habituels, extérieurs et
intérieurs, correspondant à l'occupation normale des locaux et au
fonctionnement habituel des équipements, en l'absence du bruit particulier en cause.
Le bruit résiduel est le bruit moyen que l’on mesure sur une période
de référence lorsque l’équipement incriminé ne fonctionne pas. Il
s’agit du bruit de fond.
Le bruit ambiant est le bruit mesuré pendant une période équivalente
lorsque l’équipement fonctionne : le bruit ambiant est donc la somme
du bruit de l’équipement seul et du bruit résiduel.
Rénovation
Comme le temps cumulé de fonctionnement d’une pompe à chaleur
dépasse généralement huit heures, aucune valeur corrective ne peut
être prise en compte.
38
PROFESSIONNELS
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9
PROGRAMME
Implantation de la pompe
à chaleur
« Règles de l’Art Grenelle Environnement 2012 »
POMPES À CHALEUR AIR EXTÉRIEUR/AIR INTÉRIEUR EN HABITAT INDIVIDUEL – CONCEPTION ET DIMENSIONNEMENT
Dès la conception, il est nécessaire d’étudier l’implantation de l’unité
extérieure dans le cas d’une pompe à chaleur en éléments séparés
ou de l’unité complète dans le cas d’une pompe à chaleur monobloc
extérieure ou intérieure. Un accès aisé est nécessaire pour l’entretien
et la maintenance ultérieure de la pompe à chaleur. L’[ANNEXE 2] présente diverses solutions d’implantation.
9.1. • Implantation de l’unité extérieure
9.1.1. • Intégration technique
Dès la phase de conception, il est nécessaire de prévoir les dégagements nécessaires autour de l’unité extérieure ainsi que les vents
dominants qui peuvent entraîner :
• des contraintes mécaniques sur le ventilateur ;
• un recyclage d’air extérieur rejeté par la pompe à chaleur vers
son aspiration ;
• une influence sur les performances des équipements.
Il convient de s’assurer que l’implantation de la pompe à
chaleur n’est pas contraire aux règles d’urbanisme ou de
copropriété.
Rénovation
!
39
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DES
« Règles de l’Art Grenelle Environnement 2012 »
PROGRAMME
POMPES À CHALEUR AIR EXTÉRIEUR/AIR INTÉRIEUR EN HABITAT INDIVIDUEL – CONCEPTION ET DIMENSIONNEMENT
Commentaire
En particulier lorsque la pompe à chaleur est implantée au sud (ce qui permet
d’améliorer le dégivrage lors de certaines conditions atmosphériques) et en cas de
régulation prenant en compte la température extérieure, il convient que la sonde
extérieure de régulation soit placée dans un endroit exempt de toute perturbation,
à l’abri du soleil, éloignée des sources chaudes ou froides du bâtiment (bouches
d’aération, fenêtres…). L’installation de la sonde sur une paroi nord est conseillée.
L’unité extérieure peut être installée dans un local fermé uniquement
s’il existe une ventilation suffisante pour permettre d’obtenir son bon
débit d’air. Dans ce cas, elle est équipée d’un réseau d’amenée d’air
neuf et de rejet à l’extérieur avec un ventilateur spécifique (ayant de la
pression disponible).
Une pompe à chaleur peut être installée dans un local semi-ouvert
du type appentis à condition d’éviter les mélanges de l’air entrant et
de l’air sortant de l’unité. Dans le cas d’une telle installation, on peut
considérer que la pompe à chaleur est quasiment en situation extérieure. Les espaces de service préconisés par le constructeur doivent
être respectés.
s Figure 14 : Implantation de l’unité extérieure dans un local semi-ouvert
9.1.2. • Intégration acoustique
Rénovation
Des précautions doivent être prises pour intégrer au mieux les unités
placées à l’extérieur vis-à-vis du voisinage :
40
• placer l’appareil de préférence hors de vue du voisinage direct,
à partir d’une terrasse ou à partir de baies vitrées : l’abriter derrière un obstacle naturel formant écran tel qu’un rideau d’arbustes, une haie, une butte de terre ou un mur de clôture en
conservant une distance minimale ;
• ne pas placer l’appareil à proximité des chambres de la maison
voisine ou de la maison équipée ;
• éviter la proximité d’une ou de plusieurs parois fortement
réverbérantes.
9.2. • Implantation de la pompe à chaleur
monobloc intérieure
PROFESSIONNELS
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Un écran acoustique peut être installé tout en restant vigilant sur
le risque potentiel des ondes sonores réfléchies par une mauvaise
implantation de l’unité extérieure vis-à-vis de l’écran. Se référer à
l’[ANNEXE 2].
« Règles de l’Art Grenelle Environnement 2012 »
Dans certains cas, des précautions complémentaires sont nécessaires
du fait, par exemple, d’une distance trop faible par rapport au voisinage. Il convient alors d’affiner l’étude d’un point de vue acoustique.
PROGRAMME
POMPES À CHALEUR AIR EXTÉRIEUR/AIR INTÉRIEUR EN HABITAT INDIVIDUEL – CONCEPTION ET DIMENSIONNEMENT
Une pompe à chaleur peut être installée dans un local fermé ou semiouvert dès lors qu’elle est équipée d’un réseau d’amenée d’air neuf et
de rejet à l’extérieur avec ventilateur spécifique (ayant de la pression
disponible).
L’installation des conduits d’air doit être conforme aux préconisations du constructeur (longueur, section, matériaux absorbants…). A
défaut :
• les grilles de prise et de rejet d’air avec grillage anti-volatiles en
acier galvanisé doivent être dimensionnées sur la section libre
de passage avec une vitesse maximale de 2,5 m/s. L’étanchéité
à l’air de tout le périmètre des grilles de prise d’air ou de rejet
d’air doit être respectée. Une isolation thermique et acoustique
est mise en place sur tout le périmètre des grilles et l’épaisseur
du percement mural ;
• la vitesse de l’air dans les conduits aérauliques doit être limitée
à 4 m/s
• les conduits sont de forme circulaire ou rectangulaire.
L’étanchéité à l’air est assurée tout le long du réseau ;
• tous les conduits doivent être calorifugés. Le calorifugeage des
conduits en tôle s’effectue côté extérieur, avec un matériau isolant imperméable à la vapeur d’eau pour éviter la condensation
entre le conduit aéraulique et l’isolant.
!
Une pompe à chaleur monobloc intérieure doit être placée
dans un local spécifique, dédié, selon la charge de fluide
frigorigène en présence.
Rénovation
L’installation de la pompe à chaleur doit tenir compte du voisinage et
en particulier des chambres. Le cas échéant, des actions spécifiques
sur les locaux et sur la machine peuvent être nécessaires afin d’éviter
la propagation du bruit. Se référer à l’[ANNEXE 2].
41
PROFESSIONNELS
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DES
« Règles de l’Art Grenelle Environnement 2012 »
PROGRAMME
POMPES À CHALEUR AIR EXTÉRIEUR/AIR INTÉRIEUR EN HABITAT INDIVIDUEL – CONCEPTION ET DIMENSIONNEMENT
9.2.1. • Implantation en faux-plafond
ou en combles
Une distance suffisante est prévue entre le rejet et la prise d’air. Leur
implantation prend en compte les paramètres suivants :
• le sens des vents dominants ;
• le changement de façade possible entre le rejet et la prise d’air ;
• le positionnement préférentiel du rejet en point haut par rapport
à la prise d’air neuf.
Le rejet d'air ne doit pas constituer une gêne pour les occupants.
Pour y satisfaire, il est admis qu’il doit se situer à une distance minimale de 0,40 m de toute baie ouvrante et de 0,60 m de toute entrée
d’air de ventilation (voir document « Recommandations VMC double
flux en individuel »). Ces deux distances s’entendent de l’axe de l’orifice d’évacuation au point le plus proche de la partie ouvrante (porte,
fenêtre, châssis) ou de l’orifice d’entrée d’air de ventilation.
L’implantation en combles est à éviter dans la mesure du possible ou
sinon doit faire l’objet d’un soin très attentif de façon à maintenir l’isolation globale du logement.
La prise d’air et le rejet d’air dans les combles sont à proscrire.
En cas de prise d’air ou/et de rejet en toiture, un chapeau spécifique
est prévu à chaque fois avec une section de passage créant une
vitesse maximale de 2,5 m/s.
9.2.2. • Implantation en local spécifique
Lorsque la charge de fluide frigorigène est supérieure à la limite calculée par la norme NF EN 378-1, la pompe à chaleur est installée dans
un local technique ou une salle des machines spécifique ou encore à
l’air libre.
Pour calculer la charge maximale, les paramètres à prendre en compte
sont les suivants :
• classement du fluide frigorigène (Figure 15) ;
• occupation des locaux : les locaux résidentiels sont dans la
classe A – occupation générale. Les locaux techniques ou salles
de machines sont considérés comme inoccupés ;
Rénovation
• catégorie du système : il est direct du fait que le condenseur ou
l’évaporateur est en contact direct avec l’air ou le milieu à chauffer ou à refroidir ;
42
• emplacement du système : le système peut être en partie
(pompe à chaleur en éléments séparés) ou en totalité (pompe
à chaleur monobloc) dans un local technique voire même en
dehors d’un local technique c’est à dire dans un espace occupé
par l’homme ou à l’air libre.
R32*
R413A*
A2 : faible inflammabilité et toxicité inférieure
R290 (propane)*, R600 (butane)*
A3 : inflammabilité élevée et toxicité inférieure
(*) Seuls les systèmes scellés en usine ayant une charge inférieure à 150 g de fluide frigorigène A2 ou A3
peuvent être installés dans un espace occupé qui n’est pas une salle des machines, sans restriction.
s Figure 15 : Classement des fluides frigorigènes pouvant être utilisés dans les pompes à chaleur en
habitat individuel
9.2.3. • Pompe à chaleur avec fluide frigorigène
de type A1 (R134a, R410A…)
PROFESSIONNELS
A1 : non inflammable et toxicité inférieure
DES
R404A, R407C, R410A, R417A
R134a
R744 (Dioxyde de carbone)
D ’ A C C O M P A G N E M E NT
Classement
« Règles de l’Art Grenelle Environnement 2012 »
Désignation du fluide frigorigène
PROGRAMME
POMPES À CHALEUR AIR EXTÉRIEUR/AIR INTÉRIEUR EN HABITAT INDIVIDUEL – CONCEPTION ET DIMENSIONNEMENT
Le tableau de la (Figure 16) présente la charge maximale à respecter pour
les fluides frigorigènes de la famille A1 utilisés couramment dans les
pompes à chaleur air/air installées en habitat individuel quand elles ne
sont pas installées dans un local spécifique. Dans le cas d’une pompe
à chaleur en éléments séparés, il faut considérer le plus petit volume
de local où peut se trouver une unité intérieure.
Le tableau de la (Figure 17) permet une lecture directe de la charge maximale en fluide frigorigène en fonction du plus petit volume de local
où se trouve l’unité intérieure et du type de fluide frigorigène utilisé.
Les éléments de calculs (concentration limite…) sont présentés en
[ANNEXE 3].
Pour les cas des pompes à chaleur avec des fluides frigorigènes des
familles A2 et A3, il convient de se référer aux exigences présentées
en [ANNEXE 3].
Groupe de sécurité de fluide frigorigène A1 (R134a, R407C, R410A…)
Emplacement de la PAC
Occupation générale – locaux résidentiels
Espace occupée par l’homme qui
n’est pas une salle des machines
Charge MAXIMALE (kg) = Concentration limite (*) (kg/m3) x
Volume du local (m3) où est installée la PAC (**)
Compresseur et réservoir de liquide
dans un local technique ou une
Charge MAXIMALE (kg) = Concentration limite (*) (kg/m3) x
salle des machines inoccupée ou à Volume du local (m3) où est installée la PAC (**)
l’air libre
Toutes les parties contenant du
fluide frigorigène dans un local
technique ou salle des machines
inoccupée ou à l’air libre
Aucune restriction de masse
(*)
voir en [ANNEXE 3] pour la concentration limite
(**)
dans le cas d’une pompe à chaleur en éléments séparés, il faut considérer le volume du local
où est installée l’unité intérieure
Rénovation
s Figure 16 : Calcul de la charge maximale (kg) de fluide frigorigène pour les pompes à
43
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« Règles de l’Art Grenelle Environnement 2012 »
PROGRAMME
POMPES À CHALEUR AIR EXTÉRIEUR/AIR INTÉRIEUR EN HABITAT INDIVIDUEL – CONCEPTION ET DIMENSIONNEMENT
Fluide frigorigène
utilisé
Volume du local en m3
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
R410A
4,4
8,8
13,2
17,6
22
26,4
30,8
35,2
39,6
44
R407C
3,1
6,2
9,3
12,4
15,5
18,6
21,7
24,8
27,9
31
R134a
2,5
5
7,5
10
12,5
15
17,5
20
22,5
25
R404A
4,8
9,6
14,4
19,2
24
28,8
33,6
38,4
43,2
48
R417A
1,5
3
4,5
6
7,5
9
10,5
12
13,5
15
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
R744
s Figure 17 : Charge maximale (kg) en fluide frigorigène en fonction du volume du local pouvant
recevoir une pompe à chaleur ou une unité intérieure
Exemple pour une pompe à chaleur utilisant du R410A
Par exemple, pour une maison individuelle équipée d’une pompe à
chaleur contenant du fluide frigorigène R410A, le volume de la plus
petite pièce dans laquelle est installée une unité intérieure est de
30 m3. Dans ce cas, la charge maximale en fluide frigorigène de l’installation est de 13,2 kg.
9.2.4. • Ventilation du local spécifique
Dans le cas où la pompe à chaleur est installée en local technique ou
dans une salle des machines, la norme NF EN 378-3 impose une ventilation de ce local.
En condition normale ou lorsque le local technique est occupé, le
débit de ventilation est au minimum de quatre renouvellements d’air
par heure.
L’aspiration doit s’effectuer immédiatement au-dessus du sol en son
point le plus bas si l’on utilise un fluide frigorigène plus lourd que l’air
et juste au-dessous du plafond si l’on utilise un fluide frigorigène plus
léger que l’air.
Pompe à chaleur avec fluide frigorigène de groupe A1
Dans le cas de l’habitat individuel, la masse de fluide frigorigène
étant toujours inférieure à 25 kg, il n’est pas installé de ventilation
d’urgence.
Pompe à chaleur avec fluide frigorigène de groupes A2/A3
Rénovation
En cas de fuite de fluide frigorigène, un détecteur doit pouvoir activer
une ventilation mécanique d’urgence. Dans ce cas, le débit d’air doit
être au minimum de :
44
Débit d’air = 0,014 x masse de la charge de fluide frigorigène 0,67
Avec :
-Débit d’air en m3/s ;
-Masse de la charge de fluide frigorigène en kg.
Débit
d’air
(m3/h)
1
2
3
50
80
105
Masse de fluide frigorigène (kg)
4
5
6
7
128
148
168
186
8
9
10
203
220
236
s Figure 18 : Débit d’air (m3/h) de ventilation d’urgence selon la masse de fluide frigorigène pour les
groupes A2 et A3
PROFESSIONNELS
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Le débit maximal de ventilation d’urgence est de quinze renouvellements d’air du local par heure.
« Règles de l’Art Grenelle Environnement 2012 »
Le tableau de la (Figure 18) présente directement les débits d’air en m3/h
à souffler en cas de ventilation d’urgence selon la masse de fluide frigorigène pou les groupes A2 et A3.
PROGRAMME
POMPES À CHALEUR AIR EXTÉRIEUR/AIR INTÉRIEUR EN HABITAT INDIVIDUEL – CONCEPTION ET DIMENSIONNEMENT
Commentaire
Les fluides frigorigènes précédemment cités (R134a, R404A, R407C, R410A,
R417A, R744, R32, R413A, R290 et R600) possèdent une masse volumique plus
grande que celle de l’air. Ils sont plus lourds que l’air.
Rénovation
Le local spécifique nécessite une ventilation adaptée ; il convient de s’assurer de
l’isolation thermique de ce local par rapport au reste du bâtiment.
45
Implantation des unités
intérieures
10
PROGRAMME
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PROFESSIONNELS
POMPES À CHALEUR AIR EXTÉRIEUR/AIR INTÉRIEUR EN HABITAT INDIVIDUEL – CONCEPTION ET DIMENSIONNEMENT
Les unités intérieures utilisées sont généralement :
• une ou plusieurs unités disposées en faux plafond associée à
un réseau aéraulique de soufflage d’air ;
• plusieurs unités à émission directe disposées dans chaque pièce
principale.
10.1. • Implantation de l’unité intérieure
associée à un réseau aéraulique
10.1.1. • Constitution
On favorise une filtration de l’air recyclé placée au niveau de la reprise
d’air de la machine elle-même. L’unité de soufflage possède au moins
les éléments suivants :
• une enveloppe :
L’isolant est équipé d’un revêtement évitant la dispersion de
particules. Si besoin, toute précaution est prise pour éviter l’entraînement de particules, l’accumulation de poussières dans
certaines zones de turbulence, la rétention d’humidité et favoriser le nettoyage et l’inspection ;
Rénovation
• un ventilateur :
46
Il est généralement du type centrifuge à une ou plusieurs
vitesses de rotation, avec une pression statique disponible, au
débit de sélection, compatible avec le réseau aéraulique (de 30
à 120 Pa) ;
• un bac à condensats calorifugé ;
• un filtre :
Le filtre doit d’une part protéger les occupants des locaux contre
les poussières ou aérosols porteurs de particules biologiques et,
d’autre part, les équipements contre l’encrassement ou l’introduction de particules nuisibles à leur fonctionnement.
Le filtre utilisé doit être au minimum de classe G4 selon la
norme EN 779. Il y a lieu de toujours s’assurer de l’absence de
fuite de dérivation autour du filtre. Une trappe de visite doit permettre un accès rapide au filtre afin de pouvoir le contrôler et le
nettoyer si nécessaire ;
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Sur la plupart des matériels, elle est en tube de cuivre et ailettes
en aluminium avec un pas compatible pour les deux modes de
fonctionnement ;
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• une batterie réversible :
PROGRAMME
POMPES À CHALEUR AIR EXTÉRIEUR/AIR INTÉRIEUR EN HABITAT INDIVIDUEL – CONCEPTION ET DIMENSIONNEMENT
• une commande à distance.
Des accessoires à monter au soufflage ou à la reprise peuvent équiper
l’unité tels que :
• un plénum avec grille de diffusion ou d’extraction d’air ;
• une manchette souple de chaque côté du caisson ;
• un plénum pour conduits circulaires.
10.1.2. • Implantation
L’emplacement d’une unité intérieure est défini conformément aux
prescriptions fournies par le constructeur. A défaut les quelques
règles explicitées ci-après peuvent être employées.
Différentes solutions peuvent être envisagées pour la mise en place
des matériels, chacune doit être étudiée au cas par cas selon les dispositions architecturales.
Pose en faux plafond
Les modèles plafonniers sont suspendus au plafond. Une légère pente
de l’appareil peut faciliter l’écoulement des condensats.
Dans le cas d’une reprise centralisée, la grille de reprise peut y être
incorporée.
Rénovation
Une trappe de visite située à l’aplomb de l’unité intérieure facilite les
opérations d’entretien et de maintenance. Elle est dimensionnée de
façon à permettre un accès au filtre et une dépose simple de l’unité
intérieure.
47
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POMPES À CHALEUR AIR EXTÉRIEUR/AIR INTÉRIEUR EN HABITAT INDIVIDUEL – CONCEPTION ET DIMENSIONNEMENT
s Figure 19 : Exemple d’implantation d’une unité intérieure plafonnière
Pose dans un placard
Ces modèles sont installés verticalement contre un mur, soit en en
suspension murale, soit sur des pieds supports. Si besoin, une hauteur minimale est conservée sous l’appareil afin de permettre le dégagement du filtre.
Rénovation
Il ne doit pas exister de contre pente risquant de provoquer une stagnation de l’eau dans le bac à condensats.
48
s Figure 20 : Exemple d’unité verticale
L’isolation est placée sous rampant au lieu d’être posée sur les plafonds quand c’est possible. Dans le cas contraire, si l’isolation est
posée sur les plafonds les dispositions suivantes sont prises :
•Construction d’un caisson isolé (isolation identique à celle du
logement et visitable autour de l’unité ;
•Passage des conduits de soufflage et de reprise sous l’isolant
des combles ou rajout d’une couche équivalente d’isolant pardessus les conduits.
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Cette solution est à éviter dans la mesure du possible ou sinon doit
faire l’objet d’un soin très attentif de façon à maintenir l’isolation globale du logement.
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Pose en combles
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POMPES À CHALEUR AIR EXTÉRIEUR/AIR INTÉRIEUR EN HABITAT INDIVIDUEL – CONCEPTION ET DIMENSIONNEMENT
Accès
Quelle que soit la solution retenue, le matériel installé doit rester
accessible pour les opérations d’entretien.
Il est nécessaire de prévoir des trappes d’accès suffisamment dimensionnées (1m x 0,5 m minimum en fonction du type d’unité installée)
pour permettre la maintenance et le remplacement du matériel en cas
de besoin.
L’intégration de la machine est prévue de manière à éviter toute propagation de bruit au logement.
Evacuation des condensats
L’évacuation des condensats doit s’effectuer de préférence gravitairement vers l’évacuation la plus proche. La pente de la tuyauterie d’évacuation de ces condensats doit être suffisante (1,5 cm/m au minimum)
pour permettre cet écoulement. L’utilisation de pompe de relevage de
condensats est à éviter dans la mesure du possible.
Il est recommandé de calorifuger les tuyauteries d’évacuation afin
d’éviter des phénomènes de condensation pouvant entraîner des
dégradations.
Différentes solutions d’intégration de la tuyauterie d’évacuation sont
possibles :
• création d’un soffite (Figure 21) ;
• passage dans une goulotte en plinthe ;
Un siphon doit être installé avant le raccordement à l’égout pour éviter la remontée d’odeurs nauséabondes avec une garde d’air (tuyauterie non collée au siphon).
Rénovation
• cheminement en faux-plafond, ou en combles.
49
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!
Dans le cas d’une unité intérieure raccordée à un réseau
aéraulique, il convient de faire attention à la pression totale
du ventilateur
Comme il est représenté sur la (Figure 22), pour permettre une bonne
évacuation des condensats, la hauteur minimale de siphon H (mm)
est au moins égale à deux fois la pression négative (mm eau) existant
dans l’appareil en fonctionnement (avec 1 mm eau=10 Pa).
La hauteur totale entre la sortie de l’unité intérieure et le bas du
siphon est de deux fois la hauteur minimale H (mm).
Si un faux-plafond existe, les condensats des appareils de l’étage
supérieur peuvent être recueillis à l’aide d’une tuyauterie installée
dans ce faux-plafond.
s Figure 21 : Exemple de soffite créé pour passage de la tuyauterie d’évacuation des condensats
Rénovation
s Figure 22 : Hauteur minimale du siphon sur la tuyauterie d’évacuation des condensats pour une unité
intérieure raccordée à un réseau aéraulique
50
10.2. • Implantation des unités intérieures
à émission directe
Le choix du type d’unité intérieure à implanter se fait en fonction de
la disponibilité de la place au sol, au mur ou de la surface de plafond
utilisable.
• unité murale ;
• unité d’angle ;
• console posée au sol ou en allège ;
• plafonnier simple ou plafonnier de coin ;
• cassette extra plate murale.
Les grands principes d’implantation d’air suivants sont respectés :
• choisir un emplacement où les orifices d’aspiration et de souffle
sont libres (attention aux rideaux) ;
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Les différentes solutions les plus utilisées sont les suivantes (Figure 23) :
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Le choix est fait en accord avec le maître d’ouvrage et l’architecte sur
leurs préférences en termes de fonctionnalité et d’esthétique.
PROGRAMME
POMPES À CHALEUR AIR EXTÉRIEUR/AIR INTÉRIEUR EN HABITAT INDIVIDUEL – CONCEPTION ET DIMENSIONNEMENT
• être attentif aux obstacles éventuels (poutre, refend, luminaire…) ;
• prévoir un accès autour de l’appareil pour les opérations de
maintenance ;
• éviter un emplacement soumis à un ensoleillement direct ;
s Figure 23 : Exemples d’unités intérieures en habitat
Rénovation
• veiller au respect de l’architecture et de la décoration de la pièce
à traiter.
51
11
Réseau aéraulique
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Le réseau aéraulique a pour fonction :
• d’une part de distribuer, de répartir et de diffuser l’air traité par
l’unité terminale dans les différentes pièces du logement où l’on
souhaite contrôler le niveau de confort et de température ;
• d’autre part d’assurer le retour de l’air à l’unité terminale soit
après transfert dans la circulation et reprise centralisée soit par
reprise directement en faux-plafond.
Le réseau aéraulique est constitué :
• de conduits de soufflage, de calorifuge, de registres d’équilibrage, de bouches de soufflage ;
• de conduits de reprise, de bouches de reprise ;
• d’accessoires de supportage et de mise en œuvre.
En fonction des dispositions architecturales et du niveau de confort
souhaité, les conduits et bouches de reprise peuvent être remplacées
par une grille de reprise centralisée sous l’unité de production et par
des grilles de transfert des pièces traitées vers la circulation commune. Cependant, cette disposition peut entraîner une détérioration
de l’isolation acoustique entre les pièces du logement.
Rénovation
!
52
Il n’est pas prévu de soufflage dans la cuisine fermée ni
dans les pièces humides pour éviter toute perturbation
éventuelle avec le réseau VMC. Si besoin, la cuisine et les
pièces humides sont chauffées par un émetteur électrique.
Commentaire
Un réseau aéraulique nécessite une étude pour son dimensionnement (section,
vitesse, perte de charge…).
Il existe de très nombreux types de matériel permettant la diffusion de l’air traité dans une pièce, qui peuvent être classés en deux
catégories :
• les grilles ;
• les diffuseurs plafonniers ou linéaires.
11.1.2. • Sélection des bouches de soufflage
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11.1.1. • Types de bouches
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11.1. • Bouches de soufflage
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La sélection d’une bouche de soufflage doit se faire suivant plusieurs
facteurs indissociables :
• le débit d’air ;
• l’écart de température entre l’air soufflé et l’air ambiant ;
• la vitesse résiduelle de l’air dans la zone d’occupation ;
• la portée du jet d’air ou le rayon de diffusion pour un diffuseur ;
• la chute du jet d’air ;
• le niveau sonore ;
•l’esthétique.
Débit d’air
Pour un fonctionnement de la pompe à chaleur uniquement en mode
chauffage, le dimensionnement de la bouche se fait en mode chaud
pour un débit d’air correspondant à un taux de brassage de l’ordre de
5 volumes par heure.
Pour un fonctionnement réversible possible de la pompe à chaleur,
le dimensionnement de la bouche se fait en mode froid ; en vérifiant
que les deux modes, chaud et froid, possèdent un fonctionnement
satisfaisant.
Le débit d’air soufflé est déterminé en fonction de la puissance frigorifique sensible du local à combattre et de l’écart entre la température
de l’air soufflé et celle de l’air ambiant (cf. 11.1.3).
Quel que soit le type de diffusion retenue, il est nécessaire d’avoir une
pression statique disponible minimale avant la grille ou le diffuseur
de manière à effectuer une bonne diffusion d’air dans le local.
Rénovation
Les bouches doivent être munies de volets de réglage et éventuellement de grilles égalisatrices du flux d’air.
53
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Ecart de température entre l’air soufflé et l’ambiance
En première approche, une présélection peut être effectuée en cherchant à atteindre les valeurs indiquées dans le tableau de la (Figure 24).
Dans le cas d’unité à détente directe, compte tenu de la conception
même de ce type de machine, l’écart entre l’air soufflé et l’ambiance
peut être important :
•En mode rafraîchissement, la température de soufflage est de
10 à 13°C soit une valeur de l’écart de température entre l’air
soufflé et l’ambiance d’environ 12 à 16°C ;
•En mode chauffage, l’écart de température entre l’air soufflé et
l’ambiance peut dépasser 20°C en demi-saison ou en période
très froide quand la puissance du groupe thermodynamique
augmente.
Dispositif de diffusion d’air
Ecart de température (K)
Soufflage froid
Soufflage chaud
Grilles murales
8
16
Bouches linéaires
10
16
Diffuseurs plafonniers
11
16 à 25 si cônes réglables
s Figure 24 : Ecarts de température conseillés entre l’air soufflé et l’ambiance
Vitesse résiduelle
La vitesse de soufflage doit permettre d’obtenir des faibles vitesses
résiduelles dans la zone d’occupation.
En fonction des recommandations de la norme NF EN ISO 7730, la
vitesse résiduelle dans le local est comprise entre 0,12 et 0,25 m/s.
Portée
La portée est généralement définie de manière à respecter une valeur
de vitesse terminale comprise entre 0,25 et 0,5 m/s.
Rénovation
La portée du jet ne doit pas être supérieure à la profondeur de la pièce
dans les conditions nominales de fonctionnement.
54
s Figure 25 : Diffusion de l’air correcte et incorrecte
PROFESSIONNELS
PROGRAMME
Aucun obstacle ne doit se trouver à l’intérieur du rayon minimal. Il
ne doit pas y avoir recouvrement entre le rayon minimal et le rayon
maximal du diffuseur voisin.
DES
Pour les diffuseurs plafonniers, les constructeurs utilisent généralement les notions de rayon minimal et maximal de diffusion.
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Rayon de diffusion
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s Figure 26 : Rayons de diffusion (vue en plan)
Niveau sonore
Le niveau sonore obtenu dans un local dépend de nombreux facteurs
tels que la puissance acoustique émise, le nombre de sources de
bruit, la distance de la source, le facteur de directivité, les caractéristiques du local, etc.
Pour un type de bouche d’air donné (utilisé en soufflage ou en
reprise), le niveau sonore est d’autant plus important que :
• la vitesse de l’air à travers l’organe de diffusion est grande ;
• la surface de passage de l’air à travers la bouche est faible ;
• la perte de charge du matériel est grande.
Lorsque l'installation le permet, les organes d’équilibrage sont placés
le plus loin possible de la bouche ou du diffuseur pour limiter les nuisances sonores (au départ d’un caisson de répartition par exemple)
Esthétique
Ce critère doit être examiné au cas par cas avec le maître d’ouvrage, le
client et l’architecte en fonction du type de diffuseur, du type de local, etc.
Trois possibilités d’implantation des bouches de soufflage sont
recommandées :
• montage mural en partie haute ;
• montage en plafond ;
• montage en allège de fenêtre.
Rénovation
11.1.3. • Implantation des bouches de soufflage
55
PROFESSIONNELS
Montage mural en partie haute
Pour éviter des risques d’inconfort en mode rafraîchissement (sensation de douche froide), il est recommandé d’utiliser au maximum l’effet de paroi (phénomène d’adhérence de la veine d’air sur les parois
du local – « l’effet Coanda »).
En partie haute, il est recommandé une distance inférieure à 0,30 m
du plafond pour bénéficier de l’effet Coanda.
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s Figure 27 : Implantation de la bouche de soufflage pour bénéficier de l’effet de plafond
La position de la bouche est telle qu’aucun obstacle d’air (poutre,
luminaire…) ne vienne faire dévier prématurément le jet vers la zone
occupée et engendrer un courant d’air indésirable (Figure 28).
La probabilité de ce décrochement de l’air augmente :
• avec la hauteur h de l’obstacle ;
• lorsque la distance d à l’obstacle diminue ;
• quand l’écart de température ΔT entre l’air soufflé froid et l’ambiance augmente.
Pour une distance et un écart de température donné, il existe donc
une hauteur critique hc de l’obstacle au delà de laquelle le jet d’air va
chuter. Cette hauteur critique peut s’estimer par la relation suivante :
hc = d (0,08 – 0,005 ΔT)
Avec ΔT en K, hc et d en m.
Si la hauteur de l’obstacle est inférieure à cette hauteur, le jet va être
freiné mais il ne décroche pas.
Rénovation
Dans le cas d’installations réversibles, il peut être utilisé des bouches
qui modifient la direction de leur jet à l’aide d’un mécanisme thermostatique selon la température de l’air soufflé (hauteur sous plafond
supérieure à 2,50 m).
56
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s Figure 28 : Décrochement du jet d’air
Montage en plafond
En absence d’obstacle, les diffuseurs de plafond doivent avoir une
direction de soufflage proche de l’horizontale pour que le jet ne
pénètre pas dans la zone d’occupation.
Montage en allège
Moins esthétique que les précédents, le soufflage en allège est le plus
adapté pour la diffusion d’air chaud et d’air froid. En effet, les volets
facilement orientables permettent de souffler l’air chaud en partie
basse de local, et en été, de bénéficier de l’effet Coanda.
En cas d’installation sous une fenêtre, il n’est pas installé de rideau
risquant de faire obstacle à la bonne diffusion de l’air.
Rénovation
s Figure 29 : Exemple d’orientation des jets de soufflage
57
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11.2. • Reprise et transfert de l’air
La reprise d’air est destinée à permettre le retour de l’air soufflé
dans un local vers l’unité de traitement, située en général dans la
circulation.
Les grilles de transfert sont constituées de lames fixes à chevrons suffisamment rigides pour éviter toute vibration au passage de l’air.
La section libre des bouches, prises en compte dans les calculs, est
celle fixée par le catalogue ou, à défaut, par une garantie écrite du
constructeur.
L’implantation de la reprise d’air doit également être étudiée, afin
d’éviter de créer des courts circuits (l’air soufflé est aspiré avant
d’avoir atteint la température de l’ambiance).
Commentaire
Au-delà de la portée de la bouche de soufflage, la quantité d’air court-circuité est
considérée comme négligeable.
Deux options sont à envisager :
• le transfert d’air du local vers la circulation avec une grille de
reprise centralisée ;
• le transfert d’air du local vers le faux-plafond de la circulation
servant de conduit de reprise.
Transfert d’air du local vers la circulation avec une grille de
reprise centralisée
Rénovation
Ce transfert d’air s’effectue en installant soit une grille de transfert
dans la porte (vitesse de 1 à 1,5 m/s), soit une grille de transfert acoustique dans la cloison, soit sous la porte en prévoyant un détalonnage.
Ce dernier est d’environ 3 cm si le débit à transférer est de 100 m3/h
pour une vitesse d’air de 1,5 m/s. Cette solution ne doit donc s’imposer qu’en dernier recours.
58
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s Figure 30: Exemple de grille de transfert avec cadre télescopique
La grille de reprise centralisée peut s’intégrer dans les plaques de
faux-plafond. Elle peut être équipée de charnières permettant son basculement et l’accès au filtre de reprise par simple pression.
Un conduit aéraulique peut relier la grille de reprise à l’unité intérieure
située en faux-plafond ou bien la reprise d’air par l’unité peut s’effectuer directement dans le faux-plafond.
Transfert d’air du local vers le faux-plafond de la
circulation servant de conduit de reprise
Ce transfert d’air s’effectue soit par une grille de reprise en paroi du local,
soit par une partie du diffuseur de soufflage utilisé en grille de reprise.
s Figure 31 : Exemple de grille de soufflage reprise
Rénovation
La reprise d’air par l’unité intérieure s’effectue directement dans le
faux plafond.
59
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11.3. • Conduits aérauliques
11.3.1. • Conception
Préalablement à toute étude, un schéma unifilaire du réseau doit
être effectué ; il consiste à relier sur plan, par un réseau unifilaire, les
composants de l’installation : bouches extérieures et intérieures, ventilateurs, filtres, échangeurs, etc. Chaque accident (coudes, branchement...) y est représenté ainsi que les filtres, registres et tout autre
équipement. Les débits d’air et la longueur des parties rectilignes sont
également indiqués sur chaque branche du réseau.
Les conduits peuvent être de forme circulaire ou rectangulaire.
L’étanchéité de l’installation doit être assurée tout le long du réseau,
en particulier aux raccordements des accessoires ou des branchements ainsi qu’au niveau des trappes de nettoyage. Ces dernières
sont prévues aux endroits nécessitant un accès dans le conduit pour le
nettoyage. Si la filtration est bien conçue, bien réalisée et bien entretenue, les conduits ne collectant que peu de poussières, il est possible de prévoir, par exemple, une trappe dans chacun des conduits
principaux.
Le degré d’étanchéité à l’air dans les réseaux de distribution d’air doit
correspondre à celui de la classe A selon la certification Eurovent 2/2.
L’étanchéité à l’air mesurée K doit être inférieure à la limite d’étanchéité à l’air du réseau KMAX = 0,027x10-3 m3/(s.m²).
L’étanchéité à l’air se calcule par la formule suivante :
Etanchéité à l’air K = (qvl) / (Aj x ptest0,65)
Avec :
- qvl : débit de fuite corrigé en m3/s ;
-Aj : surface du réseau de conduit en m2 ;
- ptest : pression d’essai égale à la pression de référence (± 80
Pa pour l’habitat individuel) en Pa.
11.3.2. • Constitution
Rénovation
Les conduits sont de préférence intérieurement lisses, non sujets à
arrachement de matière, non corrosifs, légers, non hygroscopiques et
doivent pouvoir résister aux différents régimes de températures d’air
auxquels ils sont soumis.
60
Les conduits les plus courants sont fabriqués soit en tôle d’acier galvanisée ou électrozinguée, soit en tôle d’alliage léger, soit à partir de
produits isolants (fibres de verre ou de roche agglomérées et recouvertes d’un tissu collé sur la face interne), soit en matières plastiques.
• à l’aide de conduits circulaires souples et insonorisés.
11.3.3. • Dimensionnement
Les données de départ pour le dimensionnement des conduits sont
les suivantes :
PROFESSIONNELS
DES
• à partir de panneaux en matériau isolant, type fibres de verre ou
de roche agglomérées si la pression n’est pas trop importante.
L’isolant doit être recouvert par un film pare-vapeur pour éviter
la migration de la vapeur en mode froid ;
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• dans un matériau rigide et calorifugés si besoin ;
« Règles de l’Art Grenelle Environnement 2012 »
Les conduits aérauliques peuvent être réalisés :
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POMPES À CHALEUR AIR EXTÉRIEUR/AIR INTÉRIEUR EN HABITAT INDIVIDUEL – CONCEPTION ET DIMENSIONNEMENT
• les débits d’air à insuffler ou à extraire dans chaque pièce en
fonction des charges thermiques à combattre ;
• l’emplacement des bouches de soufflage et de reprise à raccorder au réseau ;
• la présence d’obstacles liés au bâti.
La section des conduits est calculée pour ne pas dépasser les vitesses
maximales de la (Figure 32).
Pour des raisons d’acoustique, la vitesse doit être inférieure à 5 m/s
dans le conduit principal et inférieure à 3 m/s dans les conduits
terminaux.
Le calcul des pertes de charge se fait à partir du réseau aéraulique dessiné, des débits à mettre en œuvre et des contraintes dimensionnelles.
Il faut veiller à limiter au maximum les pertes de charge. Pour cela, il
convient de respecter quelques règles :
• le nombre d’accidents (coudes, changements de section,
piquage...) doit être limité ;
• les changements de section doivent être progressifs ;
• tous les coudes sont prévus avec un rayon de courbure égal à
une fois et demi le diamètre du conduit au minimum.
Débit
(m3/h)
Vitesse
(m/s)
Diamètre (mm)
(conduits circulaires)
Section (mm x mm)
(conduits rectangulaires)
130
3
125
100 x 100
200
3
160
200 x 100
350
3,2
200
200 x 150
700
3,8
250
250 x 200
1200
4,6
315
300 x 300
s Figure 32 : Choix des dimensions des conduits
Rénovation
La perte de charge linéaire recommandée est de 0,7 Pa/m.
61
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11.3.4. • Organes de réglage de débit
Réglage de débit dans le réseau
En cas de difficultés, il est nécessaire d’assurer l’équilibrage d’une
partie du réseau par un ou des registres indépendants.
Il faut les situer alors le plus loin possible des bouches de soufflage,
de façon à limiter les nuisances sonores. L’ensemble doit être exécuté en acier galvanisé et posséder un système de commande dont
le fonctionnement doit être possible manuellement et dont la position
doit être visible.
Tous les registres doivent avoir la dimension du conduit.
Réglage de débit aux bouches
Certains diffuseurs possèdent leur propre élément de réglage appelé
aussi « damper ».
Lors de la constitution du réseau, il est nécessaire d’assurer une distribution aéraulique ne nécessitant pas d’action importante sur la fermeture des éléments de réglage des diffuseurs, le bruit généré pouvant dépasser fortement la valeur voulue.
L’organe de réglage des bouches ne doit constituer que l’élément final
de réglage ; il ne peut pas être utilisé pour le réglage d'une branche
du réseau.
11.3.5. • Calorifuge
Tous les conduits de soufflage sont calorifugés. L’isolation des
conduits de reprise est à prévoir en cas de passage dans des zones
non traitées (garages, combles, caves…).
Le calorifugeage des conduits en tôle est effectué côté extérieur.
Il est par exemple réalisé avec de la laine de verre de 25 mm d’épaisseur lors du passage dans les locaux traités et de 50 mm d’épaisseur
quand les conduits cheminent dans les locaux non traités. Le matériau isolant est fourni sous forme :
• flexible pour les conduits circulaires ;
• de panneau semi-rigide ou rigide pour les conduits rectangulaires.
Rénovation
Le matériau isolant est ensuite complété par un revêtement de finition
avec revêtement pare vapeur (feuille d’aluminium laminée + un kraft +
un treillis de renfort en fibre de verre).
62
Les conduits souples sont choisis calorifugés à l’extérieur.
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12
Raccordements frigorifiques
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POMPES À CHALEUR AIR EXTÉRIEUR/AIR INTÉRIEUR EN HABITAT INDIVIDUEL – CONCEPTION ET DIMENSIONNEMENT
Les opérations nécessitant une intervention sur le circuit frigorifique
et la manipulation des fluides frigorigènes doivent être réalisées par
une entreprise disposant de l’attestation de capacité. L’intervenant
doit détenir l’attestation d’aptitude conformément à la réglementation
en vigueur, en particulier pour les opérations mentionnées dans les
articles R543-75 à R543-123 du code de l’environnement.
La distribution frigorifique assurant notamment la liaison entre l’unité
extérieure et l’unité intérieure est conçue selon les spécifications du
constructeur avec notamment :
•La longueur maximale de tuyauteries ;
•La longueur minimale de tuyauteries ;
• la différence de hauteur maximale entre les deux unités ;
• la longueur au-delà de laquelle il est nécessaire de rajouter du
fluide frigorigène ;
• la longueur en-dessous de laquelle il est nécessaire d’enlever
du fluide frigorigène ;
• la masse de fluide frigorigène par mètre linéaire de tuyauterie à
rajouter ;
• le diamètre nominal de la tuyauterie vapeur ;
• le diamètre nominal de la tuyauterie liquide.
Dénomination
du tube
Diamètre
Pouce
nominal
Diamètre
mm
extérieur
Epaisseur mm
1/4"
1/4"
5/16"
3/8"
3/8"
1/2"
1/2"
5/8"
3/4"
7/8"
1/4"
1/4"
5/16"
3/8"
3/8"
1/2"
1/2"
5/8"
3/4"
7/8"
6,35
6,35
7,94
9,53
9,53
12,70
12,70
15,88
19,05
22,23
0,8
1
0,8
0,8
1
0,8
1
1
1
1
s Figure 33 : Dénomination usuelle des tubes frigorifiques en couronnes standard-Europe
Rénovation
A titre informatif, le tableau de la (Figure 33) fournit les correspondances entre les dénominations usuelles des tuyauteries frigorifiques.
63
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12.1. • Tuyauteries frigorifiques enterrées
Les tuyauteries calorifugées sont disposées dans une tranchée de 0,40
à 0,60 m de largeur pour une profondeur de 0,40 à 0,50 m.
Elles reposent sur le sol sur toute leur longueur sous fourreau (par
exemple dans gaine TPC orange).
Le parcours du réseau est signalé par un dispositif tel qu’un grillage
avertisseur. Il peut être de couleur jaune (transport de gaz combustible
ou d’hydrocarbures) ou de couleur orange (transport de gaz, produits
chimiques, autres que hydrocarbures et gaz combustible). Ce grillage
avertisseur est placé à une distance de 0,20 à 0,30 m au-dessus de la
génératrice supérieure des tubes.
Au voisinage d’un tube gaz en polyéthylène, ce dernier ne doit pas
être soumis à l’influence continue d’une température supérieure à
30°C ni à une température inférieure à –20°C.
La distance entre les génératrices les plus proches d’une tuyauterie
frigorifique et d’une tuyauterie gaz doit être au moins égale en projection horizontale à 0,20 m. En cas de croisement, la distance entre les
deux tuyauteries est au moins égale à 0,05 m.
Au voisinage, avec ou sans croisement, d'une canalisation électrique
enterrée, une distance minimale de 0,20 mètre doit être respectée.
12.2. • Calorifuge des tuyauteries
frigorifiques
Toutes les tuyauteries de fluide frigorigène sont calorifugées.
Pour les tuyauteries intérieures, le calorifuge est réalisé au moyen d’un
isolant de conductivité thermique inférieure à 0,04 W/m.K. Dans le cas
d’un matériau souple à structure cellulaire fermée, l’épaisseur minimale
du matériau isolant est généralement de 13 mm jusqu’au diamètre
19,05 mm (3/4”) et de 19 mm à partir du diamètre 22,22 mm (7/8”).
Rénovation
Pour les tuyauteries extérieures éventuelles, le calorifuge est réalisé
au moyen d’un isolant de conductivité thermique inférieure à 0,04
W/m.K. Entre l’unité extérieure et l’unité intérieure, il convient d’utiliser un isolant de qualité M1. Dans le cas d’un matériau souple à structure cellulaire fermée, l’épaisseur minimale est de 19 mm. Une protection mécanique de l’isolant est prévue jusqu’à une hauteur de 2 m
tout en permettant l’accès aux tuyauteries calorifugées.
64
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Une marque durable dans le temps (peinture, ruban adhésif…) est
apposée sur l’isolant à l’endroit des brasures afin de visualiser les
raccords.
« Règles de l’Art Grenelle Environnement 2012 »
Pour les installations soumises au contrôle annuel d’étanchéité, il
convient de prévoir un manchon au niveau de l’isolant sur chaque
raccord.
PROGRAMME
12.3. • Repérage des raccords
Rénovation
POMPES À CHALEUR AIR EXTÉRIEUR/AIR INTÉRIEUR EN HABITAT INDIVIDUEL – CONCEPTION ET DIMENSIONNEMENT
65
Branchement
et raccordements électriques
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13.1. • Caractéristiques de la tension
d’alimentation
Le décret et l’arrêté du 24 décembre 2007 fournissent des prescriptions techniques en matière de qualité des réseaux publics de transport et de distribution d’électricité. Ils définissent notamment les
valeurs extrêmes de la tension délivrée aux utilisateurs du réseau
basse tension :
•La valeur efficace de la tension nominale (Un) est de 230 V en
monophasé et de 400 V en triphasé ;
•La tension efficace, moyennée sur 10 minutes, doit rester dans
la plage Un±10%.
13.2. • Règles de l’art pour la réalisation
des installations électriques
Rénovation
L’installation électrique des bâtiments d’habitation doit respecter les
dispositions des normes NF C 14-100 et NF C 15-100 en vigueur au
moment de la demande de permis de construire ou de la déclaration
préalable de construction.
66
La norme NF C 15-100 traite de la conception, de la réalisation, de la
vérification et de l'entretien des installations électriques intérieures
alimentées en basse tension. Cette norme préconise de limiter les
intensités de démarrage des moteurs de manière à éviter des perturbations excessives. Elle ne fournit cependant pas de préconisation
spécifique pour garantir un bon fonctionnement des matériels de
type pompe à chaleur qui peuvent avoir des courants de démarrage
importants.
En monophasé
Habitation
(branchement à puissance limitée)
45
45
En triphasé
Habitation
(branchement à puissance limitée)
60
60
s Figure 34 : Intensités maximales de démarrage des moteurs dans les installations, selon NF C 15-100
Pour les intensités comprises entre 30 et 45 A en monophasé et 50
et 60 A en triphasé, il convient de se rapprocher du gestionnaire du
réseau tel qu’il est indiqué sur la fiche SEQUELEC pour vérifier l’adéquation pompe à chaleur/réseau.
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Locaux
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Moteur raccordé
Intensité maximale de démarrage
(A)
Réseau
Réseau souterrain
aérien
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Au-delà de ces intensités, l’alimentation électrique est subordonnée à
l’accord préalable du distributeur d’énergie afin que ces dispositions
soient prises pour que leur utilisation reste compatible avec la conservation des installations de distribution et la desserte sans troubles
graves pour les usagers.
La norme NF C 15-100 définit également la limite admissible de la
chute de tension dans l’installation. Elle doit être inférieure ou égale à
5% de la tension nominale en général). Cela induit une tension d'utilisation aux bornes de la pompe à chaleur (des appareils à maintenir)
comprise entre Un + 10 % et Un – 15 %.
Concernant les pompes à chaleur une fiche SEQUELEC intitulée
« Fiche n°21 : la pompe à chaleur » a été mis en place par le comité
national SEQUELEC afin notamment de :
• prévenir de la compatibilité ou non de l’installation d’une
pompe à chaleur envisagée par rapport au réseau ;
• résoudre les problématiques de dysfonctionnements d’installations de pompes à chaleur liés au réseau.
Des fiches de liaison avec les services d’ERDF y sont jointes en
annexe. Cette fiche est disponible sur le site Internet d’ERDF par le
lien suivant :
http://www.erdf.fr/fiches_guides_SeQuelec_publiques
En considérant un rapport de 2 entre le calibre du disjoncteur de branchement et la puissance maximale d’un départ basse tension issu du
tableau de répartition, un départ de 6 kW est normalement le maximum pour une puissance de raccordement de 12 kVA en monophasé.
Rénovation
13.2.1. • Plan de protection des installations
67
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!
Pour la protection contre les surintensités du circuit alimentant une pompe à chaleur avec fort courant d’appel,
il convient de mettre en œuvre des disjoncteurs divisionnaires de type D.
Commentaire
Le disjoncteur divisionnaire de type D possède un seuil magnétique Im compris
entre 10 et 20 fois le courant nominal du disjoncteur alors que le disjoncteur
divisionnaire de type C, généralement utilisé dans les locaux d’habitation
possède un seuil magnétique Im compris entre 5 et 10 fois le courant nominal du
disjoncteur.
Pour rappel, les coupe-circuits fusible de type aM (accompagnement moteur), ne
sont pas autorisés en locaux d’habitation.
13.2.2. • Perturbations émises par les appareils
Les matériels installés doivent disposer a minima du marquage CE qui
implique en particulier la conformité aux normes d’émissions électromagnétiques des moteurs et des appareils à démarrage progressif.
En matière de fluctuations de tension, l’application de la norme NF
EN 61000-3-3 implique un courant de démarrage d’une intensité
inférieure :
• à environ 30 A pour les pompes à chaleur alimentées en
monophasé ;
• à environ 50 A pour les pompes à chaleur alimentées en triphasé.
Commentaire
Lorsque seules les résistances d’appoint électrique sont en triphasé, ce sont les
règles du monophasé qui s’appliquent pour le moteur de la pompe à chaleur.
En présence d’une pompe à chaleur ayant un courant de démarrage
plus élevé, le niveau de perturbations peut encore être maîtrisé si
l’impédance du réseau d’alimentation, au point de livraison du client,
est suffisamment faible.
Dans ce cas, le fabricant de l’équipement doit déclarer dans le manuel
d’instructions au client les exigences suivantes :
Rénovation
• la pompe à chaleur ne peut être raccordée qu’à un réseau ayant
une impédance inférieure à une valeur maximale ZMAX (valeur
à déclarer par le fabricant) ;
68
• ou bien, la pompe à chaleur est réservée aux locaux présentant
une capacité d’alimentation supérieure à 100 A par phase.
Les tableaux ci dessous fournissent des valeurs indicatives de courant nominal et de puissance nominale des pompes à chaleur pour
respecter les intensités de démarrage préconisées par la norme NF
Puissance* de
Intensité
Intensité nomi- Puissance nomiraccordement
maximale de
nale du moteur nale maximale du
du branchement
démarrage
In (A)
moteur (kVA)
(kVA)
Id (A)
Sans sytème de
démarrage
Id = 5 x In
30
6
≤ 1,2
12
Avec système de
démarrage
Id = 2 x In
30
15
≤3
12
Avec Inverter
30
30
6
12
30 pour
l’ensemble
30 pour l’ensemble
6 pour l’ensemble
12
Moteur + chauffage
d’appoint sur même
départ
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PAC ou moteur
monophasé
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EN 61000-3-3, selon les systèmes de démarrage utilisés. Elles sont
calculées à partir d’ordres de grandeur de courants de démarrage
(Idémarrage) et de courant nominal (Inominal) selon les technologies
de démarrage.
PROGRAMME
POMPES À CHALEUR AIR EXTÉRIEUR/AIR INTÉRIEUR EN HABITAT INDIVIDUEL – CONCEPTION ET DIMENSIONNEMENT
(*) La puissance de raccordement doit être déterminée en tenant compte de l’ensemble des besoins
électriques de l’installation
s Figure 35 : Valeurs préconisées d’intensités et puissances des pompes à chaleur selon NF EN 61000-33 – Cas des pompes à chaleur ou moteurs monophasés
PAC ou moteur
triphasé
Puissance* de
Intensité
Intensité nomi- Puissance nomiraccordement
maximale de
nale du moteur nale maximale du
du branchement
démarrage
In (A)
moteur (kVA)
(kVA)
Id (A)
Sans sytème de
démarrage
Id = 5 x In
50
10
6
36
Avec système de
démarrage
Id = 2 x In
50
25
15
36
Avec Inverter
30
30
18
36
30 pour
l’ensemble
30 pour l’ensemble
18 pour l’ensemble
36
Moteur + chauffage
d’appoint sur même
départ
(*) La puissance de raccordement doit être déterminée en tenant compte de l’ensemble des besoins
électriques de l’installation
s Figure 36 : Valeurs préconisées des intensités et puissances des pompes à chaleur selon NF EN 610003-3 – Cas des pompes à chaleur ou moteurs triphasés
13.3. • Conception et dimensionnement
Le raccordement de la pompe à chaleur doit s’effectuer sur un circuit
d’alimentation spécifique.
Rénovation
Le branchement et les raccordements électriques doivent respecter
les exigences de la norme NF C 15-100 et les spécifications du fabricant de la pompe à chaleur.
69
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PROGRAMME
POMPES À CHALEUR AIR EXTÉRIEUR/AIR INTÉRIEUR EN HABITAT INDIVIDUEL – CONCEPTION ET DIMENSIONNEMENT
!
Ne jamais raccorder la pompe à chaleur sur un circuit électrique alimentant un autre appareil.
Les éléments suivants relatifs à l’installation ou provenant des spécifications du fabricant de la pompe à chaleur doivent être connues pour
réaliser les raccordements électriques :
• la tension du réseau d’alimentation ;
• la tension admissible par la pompe à chaleur ;
• la tension admissible par l’appoint électrique ;
• la puissance électrique absorbée par la pompe à chaleur et ses
auxiliaires ;
• la puissance absorbée par l’appoint électrique ;
• la section du câble électrique préconisée pour l’alimentation de
la pompe à chaleur ;
• la section du câble électrique préconisée pour l’alimentation de
l’appoint électrique ;
• la longueur et la section du câble électrique préconisées par le
constructeur pour le raccordement entre l’unité extérieure et le
module hydraulique.
A défaut, les longueurs de câbles sont données dans les figures suivantes (Figure 37) et (Figure 38). La formule de calcul et les paramètres utilisés sont présentés en [ANNEXE 4].
section (mm²)
1,5
2,5
I (A)
0,5
0,75
1
4
6
10
500
2,72
57
86
114
171
285
455
679
1120
1000
5,43
43
57
85
142
227
339
560
1500
8,15
57
95
151
226
373
2000
10,87
42
71
113
169
280
2500
13,59
57
91
135
224
3000
16,30
47
75
113
186
3500
19,02
40
65
97
160
4000
21,74
56
84
140
P (W)
(1)
(2)
(1) Puissance nominale en W
(2) Intensité nominale en A
Rénovation
s Figure 37 : Longueurs maximales des liaisons pour des conducteurs cuivre compatibles avec une
chute de tension de 5% (230 V, monophasé, cos φ de 0,8)
70
1
500
0,90
601
901
1201
1800
2992
4769
6
7118
10
16
11742 18506
1000
1,80
300
152
166
900
1496
2384
3559
5871
9253
1500
2,71
200
300
400
600
997
1589
2372
3914
6168
2000
3,61
150
225
300
450
748
1192
1779
2935
4626
2500
4,51
180
240
360
598
953
1423
2348
3701
3000
5,41
150
200
300
498
794
1186
1957
3084
3500
6,31
171
257
427
681
1016
1677
2643
4000
7,22
150
225
374
596
889
1467
2313
4500
8,12
193
332
529
790
1304
2056
5000
9,02
180
299
476
711
1174
1850
5500
9,92
163
272
433
647
1067
1682
6000
10,83
150
249
397
593
978
1542
6500
11,73
138
230
366
547
903
1423
7000
12,63
213
340
508
838
1321
7500
13,53
199
317
474
782
1233
8000
14,43
187
298
444
733
1156
8500
15,34
176
280
418
690
1088
9000
16,24
166
264
395
652
1028
9500
17,14
157
251
374
618
974
10000
18,04
149
238
355
587
925
10500
18,94
142
227
338
559
881
11000
19,85
136
216
323
533
841
11500
20,75
207
309
510
804
12000
21,65
198
296
489
771
12500
22,55
192
289
469
740
13000
23,45
183
273
451
711
13500
24,36
176
263
434
685
14000
25,26
170
254
419
660
PROFESSIONNELS
0,75
DES
0,5
section (mm²)
1,5
2,5
4
D ’ A C C O M P A G N E M E NT
I (A)
(2)
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P (W)
(1)
PROGRAMME
POMPES À CHALEUR AIR EXTÉRIEUR/AIR INTÉRIEUR EN HABITAT INDIVIDUEL – CONCEPTION ET DIMENSIONNEMENT
(1) Puissance nominale en W
(2) Intensité nominale en A
Rénovation
s Figure 38 : Longueurs maximales des liaisons (en m) pour des conducteurs cuivre compatibles avec
une chute de tension de 5 % (400 V, triphasé, cos φ de 0,8)
71
Régulation
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14
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POMPES À CHALEUR AIR EXTÉRIEUR/AIR INTÉRIEUR EN HABITAT INDIVIDUEL – CONCEPTION ET DIMENSIONNEMENT
14.1. • Régulation de la pompe à chaleur
en éléments séparés avec réseau aéraulique
Il existe deux principaux modes de régulation.
Commentaire
Dans le cas d’une unité intérieure par zone, chaque zone totalise une surface au
plus égale à 100 m².
14.1.1. • Régulation avec une unité intérieure
par zone (régulation sans registre)
Dans ce type d’installation, la pompe à chaleur est composée des unités suivantes :
• une unité extérieure ;
• une ou plusieurs unités intérieures avec un dispositif de
commande.
La température ambiante est contrôlée en un seul point de la zone,
soit dans la pièce principale, soit dans la circulation commune.
Rénovation
L’installation d’une sonde au niveau de la reprise d’air générale n’est
pas préconisée car elle ne permet pas d’obtenir une température
représentative de la zone traitée lors de l’arrêt du ventilateur.
72
Une sonde de température ambiante permet d’agir sur la variation
de vitesse du compresseur de l’unité extérieure et sur la variation de
vitesse du ventilateur de l’unité intérieure. Cela fait ainsi varier la température de l’air soufflé de façon à maintenir la température ambiante
au niveau souhaité.
Il est possible de limiter la vitesse par une action manuelle.
s Figure 39 : Schéma de principe de régulation pour une unité intérieure par zone
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POMPES À CHALEUR AIR EXTÉRIEUR/AIR INTÉRIEUR EN HABITAT INDIVIDUEL – CONCEPTION ET DIMENSIONNEMENT
14.1.2. • Régulation par zone indépendante
avec un registre piloté par zone
Chaque zone est équipée d’un registre modulant motorisé et d’une
sonde de température.
Un dispositif permet d’adapter le débit dans le réseau de distribution en fonction des besoins des zones (par exemple soit par vitesse
variable, soit par bipasse…).
Chaque zone est équipée d’une sonde de température ambiante, qui
agit sur le registre modulant motorisé correspondant et fait varier le
débit d’air soufflé de façon à maintenir la température ambiante au
niveau souhaité.
Le régulateur central ajuste la température de soufflage en fonction
des températures ambiantes de chaque zone et éventuellement de la
température extérieure. Le régulateur central agit ensuite sur la variation de vitesse du compresseur de l’unité extérieure et sur la variation
de vitesse du ventilateur de l’unité intérieure.
s Figure 40 : Exemple de schéma de principe de régulation par zone indépendante avec un registre
piloté par zone et volet de bipasse
Rénovation
La liaison entre les sondes d’ambiance et le régulateur central peut
s’effectuer de manière filaire ou par ondes radio.
73
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POMPES À CHALEUR AIR EXTÉRIEUR/AIR INTÉRIEUR EN HABITAT INDIVIDUEL – CONCEPTION ET DIMENSIONNEMENT
14.2. • Régulation de la pompe à chaleur
air/air en éléments séparés avec unités
intérieures à émission directe
Dans ce type d’installation, la pompe à chaleur est composée des unités suivantes :
• une unité extérieure ;
• plusieurs unités intérieures disposées dans chaque pièce principale avec un dispositif de commande.
L’unité intérieure peut être du type mural, console, plafonnier, gainable selon les modèles proposés par les constructeurs. Chaque unité
intérieure doit conserver un fonctionnement indépendant.
La régulation est de type électronique avec une télécommande ou une
commande à distance par unité intérieure. Elle permet au minimum
les actions suivantes :
• la fonction marche/arrêt ;
• la variation de vitesse du ventilateur de l’unité intérieure ;
• la régulation de la température par variation de vitesse du
compresseur ;
• le dégivrage automatique de l’unité extérieure en hiver par
inversion de cycle frigorifique ;
• l’arrêt du dégivrage piloté soit par un dispositif chronologique, soit par un seuil haut du paramètre ayant enclenché le
dégivrage ;
• l’orientation du volet de soufflage…
La gestion de l’unité intérieure permet les fonctions suivantes :
• une programmation journalière ou hebdomadaire du temps de
fonctionnement ;
• un déplacement du point de consigne la nuit ou le jour pour
réduire la puissance calorifique.
14.3. • Régulation de la pompe à chaleur
air/air monobloc avec réseau aéraulique
Rénovation
Dans ce type d’installation, la pompe à chaleur regroupe tous les éléments entrant dans sa composition.
74
La pompe à chaleur est raccordée à un réseau aéraulique permettant
la distribution de l’air chauffé. L’air de la pièce est ensuite repris par
un autre réseau aéraulique permettant son traitement par la pompe à
chaleur puis est réinjecté dans les locaux.
Dans le cas d’une unité intérieure par zone, chaque zone totalise une surface au
plus égale à 100 m².
14.4. • Régulation des systèmes à débit
de réfrigérant variable
Dans ce type d’installation, la pompe à chaleur est composée des unités suivantes :
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Commentaire
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Les principes de régulation sont identiques à ceux présentés pour la
pompe à chaleur en éléments séparés avec réseau aéraulique.
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POMPES À CHALEUR AIR EXTÉRIEUR/AIR INTÉRIEUR EN HABITAT INDIVIDUEL – CONCEPTION ET DIMENSIONNEMENT
• une unité extérieure ;
• plusieurs unités intérieures disposées dans chaque pièce principale avec un dispositif de commande ;
• un bus de liaison entre chaque unité intérieure et l’unité
extérieure.
14.4.1. • Communication entre les unités
Le fonctionnement de l’installation est contrôlé en permanence par
l’intermédiaire de capteurs qui détectent la pression du fluide frigorigène et de sondes qui contrôlent les températures.
Un panel de cartes électroniques, intégrées dans le système, permet
de gérer individuellement toutes les unités intérieures par la collecte
de toutes les informations provenant des détecteurs.
La transmission de l'information entre les unités intérieures, l’unité
extérieure et les cartes électroniques est réalisée par une connexion
de type « bus » à deux fils.
Commentaire
L'avantage d'installer un bus non polarisé se situe au niveau du câblage. En
effet, il n'y a aucun risque d'inversion de polarité et donc de perturbation du
système DRV.
Commentaire
La régulation indépendante de chaque unité intérieure permet de maintenir une
température ambiante confortable à un niveau sensiblement constant.
Rénovation
Par ailleurs, un système de réglage automatique d’adressage des unités intérieures, ainsi qu’une fonction de contrôle de cet adressage
permettent d’attribuer immédiatement à chaque unité intérieure un
numéro d’identité.
75
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POMPES À CHALEUR AIR EXTÉRIEUR/AIR INTÉRIEUR EN HABITAT INDIVIDUEL – CONCEPTION ET DIMENSIONNEMENT
14.4.2. • Gestion technique
Tous les constructeurs possèdent les éléments de contrôle et de commande suivants :
Télécommande individuelle
Chaque télécommande individuelle a un affichage à cristaux liquides
et peut maîtriser individuellement :
• la direction et la vitesse du flux d'air ;
• la fonction de balayage automatique ;
• le contrôle du filtre ;
• le réglage de la température ;
• l'auto-diagnostic des anomalies de fonctionnement ;
• le mode de fonctionnement ;
• le programme horaire pour la journée.
Commande centralisée
Le pilotage des installations peut être prévu centralisé en option. Dans
ce cas, la mise en place de cette commande centralisée s’effectue par
simple raccordement au groupe extérieur sans modifier les unités
intérieures.
Cette commande permet, sur un écran de contrôle à cristaux liquide,
de visualiser l’ensemble des unités, de les gérer et d’afficher un historique complet des défauts, ainsi qu'un report des alarmes.
Compatibilité d’un système DRV avec une GTB
Rénovation
Toutes les fonctionnalités peuvent être gérées par un système de GTB
(Gestion technique du bâtiment) : températures, pressions, défauts,
pannes… Le raccordement du système DRV à la GTB s’effectue par le
biais d’un boîtier d’interfaçage en option.
76
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15
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Annexes
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POMPES À CHALEUR AIR EXTÉRIEUR/AIR INTÉRIEUR EN HABITAT INDIVIDUEL – CONCEPTION ET DIMENSIONNEMENT
[ANNEXE 1] : ELEMENTS D’ACOUSTIQUE
[ANNEXE 2] : SOLUTIONS D’IMPLANTATION EXTERIEURE DES
POMPES A CHALEUR
[ANNEXE 3] : DETERMINATION DE LA CHARGE MAXIMALE EN
FLUIDE FRIGORIGENE
Rénovation
[ANNEXE 4] : LONGUEURS MAXIMALES DES LIAISONS ELECTRIQUES
77
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ANNEXE 1 : ELEMENTS D’ACOUSTIQUE
Les performances acoustiques des appareils sont définies par les
grandeurs suivantes :
• Le niveau de puissance acoustique (Lw)
La puissance acoustique exprimée en dB(A) caractérise la
source sonore, indépendamment de son environnement. Elle
permet ainsi de comparer les pompes à chaleur entre elles.
Cette valeur est fournie par Eurovent et les laboratoires de
mesures.
• Le niveau de pression acoustique (Lp)
La pression acoustique exprimée en dB(A) caractérise le niveau
de bruit que l’oreille perçoit et dépend de paramètres indépendants de la source sonore tels que la distance par rapport à la
source, la taille et la nature des parois du local… Les réglementations se basent sur cette valeur.
Pompe à chaleur
Lw [dB(A)]
Un appareil a un niveau de puissance
acoustique Lw exprimé en dB(A).
x Lp [dB(A)]
Le niveau de pression acoustique Lp est fonction
d [m]
de l’environnement et de sa distance par rapport
à la source. Il est exprimé en dB(A).
s Figure A. 1.1 : Grandeurs principales utilisées en acoustique
Le tableau suivant permet d’obtenir une approche du niveau de pression acoustique (niveau sonore) obtenu en champ libre en fonction
du niveau de puissance acoustique (source sonore) et de la distance à
laquelle se trouve l’élément de réception par rapport à la source pour
une pompe à chaleur au contact avec une paroi réverbérante (par
exemple posée sur un socle béton).
d [m]
Rénovation
X Lp [dB(A)]
78
Lw [dB(A)] / d[m]
1
5
56
48
60
52
10 15
20
34
28
24
22
38
32
28
26
62
54
40
34
30
28
66
58
44
38
34
32
70
62
48
42
38
36
s Figure A. 1.2 : Approche du niveau sonore obtenu pour une pompe à chaleur posée sur un socle en
béton : niveau de pression Lp en dB(A) selon la distance d en m
Le tableau permet d’obtenir une approche du niveau de pression
acoustique (niveau sonore) en fonction du niveau de puissance acoustique (source sonore) et de la distance à laquelle se trouve l’élément
de réception par rapport à la source.
10 [cm]
X Lp [dB(A)]
Lw [dB(A)] / d[m]
20 [cm]
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d [m]
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L’exemple suivant reprend le cas d’une pompe à chaleur ou d’une
unité extérieure de pompe à chaleur en éléments séparés installée sur
des supports muraux.
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POMPES À CHALEUR AIR EXTÉRIEUR/AIR INTÉRIEUR EN HABITAT INDIVIDUEL – CONCEPTION ET DIMENSIONNEMENT
1
5
10
15
20
56
51
37
31
27
25
60
55
41
35
31
29
62
57
43
37
33
31
66
61
47
41
37
35
70
65
51
45
41
39
Rénovation
s Figure A. 1.3 : Approche d’un niveau sonore obtenu pour une pompe à chaleur montée sur supports
muraux : niveau de pression Lp en dB(A) selon la distance d en m
79
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ANNEXE 2 : SOLUTION D’IMPLANTATION
ACOUSTIQUE DES POMPES A CHALEUR
L’implantation de la pompe à chaleur doit prendre en compte le sens
des vents dominants qui peuvent entraîner des contraintes mécaniques sur le ventilateur de l’unité extérieure pouvant aller jusqu’à la
destruction du moteur.
Afin d’éviter cet aléa, il convient d’adapter l’orientation de la pompe
à chaleur par rapport aux vents dominants comme il est indiqué en
(Figure A. 2.1).
Direction du vent
Direction du vent
Mauvaise implantation
Bonne implantation
s Figure A. 2.1 : Action des vents dominants sur le ventilateur de la pompe à chaleur
L’écran anti-bruit doit être placé le plus près possible de la source
sonore tout en permettant la libre circulation de l’air dans l’évaporateur et les interventions d’entretien.
Une attention particulière est portée sur le risque potentiel de
réflexion des ondes sonores par une mauvaise implantation de l’unité
extérieure.
Aspiration d’air
Façade
maison
0,5 m
mini
Soufflage
de l'air
0,5 m
mini
0,5 m
mini
Accès libre
1,50 m environ
Écran anti-bruit
éventuel
Rénovation
s Figure A. 2.2 : Exemple d’implantation d’une pompe à chaleur et d’un écran anti-bruit
80
S.d.B
Pompe
à chaleur
Garage
Ch. 2
Écran
Ondes réfléchies
Ondes réfléchies
Mauvaise disposition
Bonne disposition
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DES
Écran
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Ch. 1
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Pompe
à chaleur
PROGRAMME
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Rénovation
s Figure A. 2.3 : Exemples de dispositions d’un écran acoustique
81
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ANNEXE 3 : DETERMINATIONN DE LA CHARGE
MAXIMALE EN FLUIDE FRIGORIGENE
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POMPES À CHALEUR AIR EXTÉRIEUR/AIR INTÉRIEUR EN HABITAT INDIVIDUEL – CONCEPTION ET DIMENSIONNEMENT
Implantation en local spécifique
Lorsque la charge de fluide frigorigène est supérieure à la limite calculée par la norme NF EN 378-1, la pompe à chaleur est installée dans
un local technique ou une salle des machines spécifique ou encore à
l’air libre.
Pour calculer la charge maximale, les paramètres à prendre en compte
sont les suivants :
• classement du fluide frigorigène (Figure A. 3.1) ;
• occupation des locaux : les locaux résidentiels sont dans la
classe A – occupation générale. Les locaux techniques ou salles
de machines sont considérés comme inoccupés ;
• catégorie du système : il est direct du fait que le condenseur ou
l’évaporateur est en contact direct avec l’air ou le milieu à chauffer ou à refroidir ;
• emplacement du système : le système peut être en partie
(pompe à chaleur en éléments séparés) ou en totalité (pompe
à chaleur monobloc) dans un local technique voire même en
dehors d’un local technique c’est à dire dans un espace occupé
par l’homme ou à l’air libre.
Désignation du fluide frigorigène
Classement
R404A, R407C, R410A, R417A
R134a
R744 (Dioxyde de carbone)
A1 : non inflammable et toxicité inférieure
R32*
R413A*
A2 : faible inflammabilité et toxicité inférieure
R290 (propane)*, R600 (butane)*
A3 : inflammabilité élevée et toxicité inférieure
(*) Seuls les systèmes scellés en usine ayant une charge inférieure à 150 g de fluide frigorigène A2 ou A3
peuvent être installés dans un espace occupé qui n’est pas une salle des machines, sans restriction.
s Figure A. 3.1 : Classement des fluides frigorigènes pouvant être utilisés dans les pompes à chaleur en
habitat individuel
Rénovation
Pompe à chaleur avec fluide frigorigène de type A1 (R134a,
R410A…)
82
Le tableau de la (Figure A. 3.2) présente la charge maximale à respecter pour les fluides frigorigènes de la famille A1 utilisés couramment dans les pompes à chaleur air/air installées en habitat individuel
quand elles ne sont pas installées dans un local spécifique. Dans le
cas d’une pompe à chaleur en éléments séparés, il faut considérer le
plus petit volume de local où peut se trouver une unité intérieure.
Le tableau de la (Figure A. 3.4) permet une lecture directe de la charge
maximale en fluide frigorigène en fonction du plus petit volume de local
où se trouve l’unité intérieure et du type de fluide frigorigène utilisé.
Compresseur et réservoir de liquide
dans un local technique ou une
Charge MAXIMALE (kg) = Concentration limite (*) (kg/m3) x
salle des machines inoccupée ou à Volume du local (m3) où est installée la PAC (**)
l’air libre
Toutes les parties contenant du
fluide frigorigène dans un local
technique ou salle des machines
inoccupée ou à l’air libre
Aucune restriction de masse
(*) voir le tableau de la (Figure A. 3.3) pour la concentration limite.
(**) dans le cas d’une pompe à chaleur en éléments séparés, il faut considérer le volume du local où est
installée l’unité intérieure.
DES
Charge MAXIMALE (kg) = Concentration limite (*) (kg/m3) x
Volume du local (m3) où est installée la PAC (**)
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Espace occupée par l’homme qui
n’est pas une salle des machines
PROGRAMME
Groupe de sécurité de fluide frigorigène A1 (R134a, R407C, R410A…)
Emplacement de la PAC
Occupation générale – locaux résidentiels
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POMPES À CHALEUR AIR EXTÉRIEUR/AIR INTÉRIEUR EN HABITAT INDIVIDUEL – CONCEPTION ET DIMENSIONNEMENT
s Figure A. 3.2 : Calcul de la charge maximale (kg) de fluide frigorigène pour les pompes à chaleur air/air
en habitat individuel selon la norme NF EN 378-1
Fluide frigorigène utilisé
R134a
R404A
R407C
R410A
R417A
R744
Limite pratique (kg/m )
0,25
0,48
0,31
0,44
0,15
0,10
3
s Figure A. 3.3 : Concentrations limites (kg/m3) pour les fluides frigorigènes couramment utilisés dans
les pompes à chaleur air/air en habitat individuel selon la norme NF EN 378-1
Fluide frigorigène
utilisé
Volume du local en m3
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
R410A
4,4
8,8
13,2
17,6
22
26,4
30,8
35,2
39,6
44
R407C
3,1
6,2
9,3
12,4
15,5
18,6
21,7
24,8
27,9
31
R134a
2,5
5
7,5
10
12,5
15
17,5
20
22,5
25
R404A
4,8
9,6
14,4
19,2
24
28,8
33,6
38,4
43,2
48
R417A
1,5
3
4,5
6
7,5
9
10,5
12
13,5
15
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
R744
s Figure A. 3.4 : Charge maximale (kg) en fluide frigorigène en fonction du volume du local pouvant
recevoir une pompe à chaleur ou une unité intérieure
Par exemple, pour une maison individuelle équipée d’une pompe à
chaleur contenant du fluide frigorigène R410A, le volume de la plus
petite pièce dans laquelle est installée une unité intérieure est de
30 m3. Dans ce cas, la charge maximale en fluide frigorigène de l’installation est de 13,2 kg.
Le tableau de la (Figure A. 3.5) présente la charge maximale à respecter pour les fluides frigorigènes de la famille A2 utilisés dans les
pompes à chaleur installées en habitat individuel quand elles ne sont
pas installées dans un local spécifique. Dans le cas d’une pompe à
chaleur en éléments séparés, il faut considérer la surface du local où
peut se trouver une unité intérieure.
Rénovation
Pompe à chaleur avec fluide frigorigène
de type A2 (R32, R413A…)
83
PROFESSIONNELS
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PROGRAMME
POMPES À CHALEUR AIR EXTÉRIEUR/AIR INTÉRIEUR EN HABITAT INDIVIDUEL – CONCEPTION ET DIMENSIONNEMENT
Le tableau de la (Figure A. 3.7) permet une lecture directe de la charge
maximale en fluide frigorigène R32 en fonction du local avec la plus
petite surface où se trouve une unité intérieure et de la hauteur d’implantation de l’unité intérieure.
Groupe de sécurité de fluide frigorigène A2 (R32, R413A …)
Emplacement de la PAC
Occupation générale – locaux résidentiels
Espace occupée par l’homme qui
n’est pas une salle des machines
Si charge [kg] > 4 [m3] x Limite inférieure d’inflammabilité
(**) [kg/m3], alors :
Charge MAXIMALE [kg] = 2,5 x Limite inférieure d’inflammabilité (5/4) [kg/m3] x Hauteur installation appareil [m] x surface
de la pièce (1/2) [m²] où est installée la PAC
Si charge [kg] > 4 [m3] x Limite inférieure d’inflammabilité
Compresseur et réservoir de liquide
(**) [kg/m3], alors :
dans un local technique ou une
Charge MAXIMALE [kg] = 2,5 x Limite inférieure d’inflammasalle des machines inoccupée ou à
bilité (5/4) [kg/m3] x Hauteur installation appareil [m] x surface
l’air libre
de la pièce (1/2) [m²] où est installée la PAC
Toutes les parties contenant du
fluide frigorigène dans un local
technique ou salle des machines
inoccupée ou à l’air libre
Aucune restriction de masse si sortie à l’air libre et pas de
communication directe avec des pièces
(*) voir le tableau de la (Figure A. 3.6) pour la concentration limite.
(**) voir le tableau de la (Figure A. 3.6) pour la limite inférieure d’inflammabilité.
s Figure A. 3.5 : Calcul de la charge maximale (kg) de fluide frigorigène de type A2 pour les pompes à
chaleur air/air en habitat individuel selon la norme NF EN 378-1
Fluide frigorigène utilisé
Concentration limite [kg/m ]
3
Limite inférieure d’inflammabilité LFL [kg/m ]
3
R32
R413A
0,054
0,08
0,307
0,375
s Figure A. 3.6 : Concentrations limites (kg/m3) et limites inférieures d’inflammabilité (kg/m3) pour les
fluides frigorigènes du groupe A2 utilisés dans les pompes à chaleur air/air en habitat individuel selon la
norme NF EN 378-1
10
Surface du local en m²
20
30
40
50
h=0,6m
1,1
1,5
1,9
2,2
2,4
h=1,0m
1,8
2,6
3,1
3,6
4
h=1,8m
3,3
4,6
5,6
6,5
7,3
h=2,2m
4
5,6
6,9
7,9
8,9
Hauteur installation appareil
s Figure A. 3.7 : Charge maximale (kg) en fluide frigorigène R32 en fonction de la surface du local
pouvant recevoir une unité intérieure et de la hauteur d’installation de l’appareil
Rénovation
Par exemple, pour une pompe à chaleur contenant une charge de 3 kg
de fluide frigorigène R32 dont une unité intérieure est installée dans
un local de 10 m² à une hauteur de 1,80 m, la limite inférieure d’inflammabilité est de 0,307 kg/m3.
84
La charge est supérieure à 1,23 kg (4 m3 x limite inférieure
d’inflammabilité).
La masse maximale de fluide frigorigène dans l’installation est déterminée selon le tableau 16 soit 3,3 kg.
Le tableau de la (Figure A. 3.10) permet une lecture directe de la
charge maximale en fluide frigorigène R290 en fonction du local avec
la plus petite surface où se trouve une unité intérieure et de la hauteur
d’implantation de l’unité intérieure.
Le tableau de la (Figure A. 3.11) permet la même procédure avec le
fluide frigorigène R600.
PROFESSIONNELS
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Le tableau de la (Figure A. 3.8) présente la charge maximale à respecter pour les fluides frigorigènes de la famille A3 utilisés dans les
pompes à chaleur installées en habitat individuel quand elles ne sont
pas installées dans un local spécifique. Dans le cas d’une pompe à
chaleur en éléments séparés, il faut considérer la surface du local où
peut se trouver une unité intérieure.
« Règles de l’Art Grenelle Environnement 2012 »
Pompe à chaleur avec fluide frigorigène de type A3
PROGRAMME
POMPES À CHALEUR AIR EXTÉRIEUR/AIR INTÉRIEUR EN HABITAT INDIVIDUEL – CONCEPTION ET DIMENSIONNEMENT
Groupe de sécurité de fluide frigorigène A3 (R290, R600 …)
Emplacement de la PAC
Occupation générale – locaux résidentiels
Espace occupée par l’homme qui
n’est pas une salle des machines
Si charge [kg] > 4 [m3] x Limite inférieure d’inflammabilité
(**) [kg/m3], alors :
Charge MAXIMALE [kg] = 2,5 x Limite inférieure d’inflammabilité (5/4) [kg/m3] x Hauteur installation appareil [m] x surface
de la pièce (1/2) [m²] où est installée la PAC
Si charge [kg] > 4 [m3] x Limite inférieure d’inflammabilité
Compresseur et réservoir de liquide
(**) [kg/m3], alors :
dans un local technique ou une
Charge MAXIMALE [kg] = 2,5 x Limite inférieure d’inflammasalle des machines inoccupée ou à
bilité (5/4) [kg/m3] x Hauteur installation appareil [m] x surface
l’air libre
de la pièce (1/2) [m²] où est installée la PAC
Toutes les parties contenant du
fluide frigorigène dans un local
technique ou salle des machines
inoccupée ou à l’air libre
Si charge [kg] > 4 [m3] x Limite inférieure d’inflammabilité
(**) [kg/m3], alors :
Charge MAXIMALE [kg] = 2,5 x Limite inférieure d’inflammabilité (5/4) [kg/m3] x Hauteur installation appareil [m] x surface
de la pièce (1/2) [m²] où est installée la PAC
(*) voir le tableau de la (Figure A. 3.9) pour la concentration limite.
(**) voir le tableau de la (Figure A. 3.9) pour la limite inférieure d’inflammabilité.
s Figure A. 3.8 : Calcul de la charge maximale (kg) de fluide frigorigène de type A3 pour les pompes à
chaleur géothermiques en habitat individuel selon la norme NF EN 378-1
Fluide frigorigène utilisé
Concentration limite [kg/m ]
3
Limite inférieure d’inflammabilité LFL [kg/m ]
3
R290
R600
R600a
0,008
0,0089
0,011
0,038
0,048
0,038
0
Surface du local en m²
10
20
30
40
50
h=0,6m
0
0,1
0,1
0,1
0,2
0,2
h=1,0m
0
0,1
0,2
0,2
0,3
0,3
Hauteur installation appareil
h=1,8m
0
0,2
0,3
0,4
0,5
0,5
h=2,2m
0
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
s Figure A. 3.10 : Charge maximale (kg) en fluide frigorigène R290 en fonction de la surface du local
pouvant recevoir une unité intérieure et de la hauteur d’installation de l’appareil
Rénovation
s Figure A. 3.9 : Concentrations limites (kg/m3) et limites inférieures d’inflammabilité (kg/m3) pour
les fluides frigorigènes du groupe A3 utilisés dans les pompes à chaleur géothermiques en habitat
individuel selon la norme NF EN 378-1
85
PROFESSIONNELS
D ’ A C C O M P A G N E M E NT
DES
« Règles de l’Art Grenelle Environnement 2012 »
PROGRAMME
POMPES À CHALEUR AIR EXTÉRIEUR/AIR INTÉRIEUR EN HABITAT INDIVIDUEL – CONCEPTION ET DIMENSIONNEMENT
Hauteur installation appareil
h=0,6m
0
Surface du local en m²
10
20
30
40
50
0
0,2
0,2
0,2
0,2
0,4
h=1,0m
0
0,2
0,3
0,3
0,4
0,4
h=1,8m
0
0,3
0,5
0,6
0,6
0,7
h=2,2m
0
0,4
0,6
0,7
0,8
0,9
s Figure A. 3.11 : Charge maximale (kg) en fluide frigorigène R600 en fonction de la surface du local
pouvant recevoir une unité intérieure et de la hauteur d’installation de l’appareil
Par exemple, pour une pompe à chaleur contenant une charge de
0,200 kg de fluide frigorigène R290 dont une unité intérieure est installée dans un local de 10 m² à une hauteur de 1,80 m, la limite inférieure d’inflammabilité est de 0,038 kg/m3.
La charge est supérieure à 0,152 kg (4 m3 x limite inférieure
d’inflammabilité).
Rénovation
La masse maximale de fluide frigorigène dans l’installation est déterminée selon le tableau de la (Figure A. 3.10) soit 0,3 kg.
86
∆U = b (ρ1 x (L/S) x cos φ + λ x L x sin φ ) x IB
Avec :
- ΔU : chute de tension, en volt
- b : coefficient égal à 1 pour les circuits triphasés et égal à
2 pour les circuits monophasés. Attention, les circuits triphasés avec neutre complètement déséquilibré (une seule phase
chargée) sont considérés comme des circuits monophasés
PROFESSIONNELS
DES
D ’ A C C O M P A G N E M E NT
Les chutes de tension sont déterminées à l’aide de la formule
suivante :
« Règles de l’Art Grenelle Environnement 2012 »
ANNEXE 4 : LONGUEURS MAXIMALES
DES LIAISONS ELECTRIQUES
PROGRAMME
POMPES À CHALEUR AIR EXTÉRIEUR/AIR INTÉRIEUR EN HABITAT INDIVIDUEL – CONCEPTION ET DIMENSIONNEMENT
- ρ1 : résistivité des conducteurs en service normal, considérée égale à la résistivité à la température en service normal,
soit 1,25 fois la résistivité à 20 °C, soit 0,023 Ω.mm²/m pour le
cuivre et 0,037 Ω.mm²/m pour l’aluminium
-L : longueur simple de la canalisation, en m
-S : section des conducteurs, en mm²
-cos φ : facteur de puissance (en l’absence d’indications précises, le facteur de puissance est considéré égal à 0,8 (sin φ
de 0,6))
- λ : réactance linéique des conducteurs (considérée égale à
0,08 10-3 Ω/m en l’absence d’autres indications)
Rénovation
-IB : courant d’emploi en ampère
87
PROFESSIONNELS
I (A)
500
2,72
D ’ A C C O M P A G N E M E NT
1000
5,43
1500
8,15
57
95 151 226 373 588 899 1229 1695 2268
2000
10,87
42
71 113 169 280 441 674 922 1271 1701
2500
13,59
57
91 135 224 353 539 737 1017 1361
3000
16,30
47
75 113 186 294 449 614 847 1134
3500
19,02
40
65
97 160 252 385 526 726 972
4000
21,74
56
84 140 220 337 461 635 850
4500
24,46
50
75 124 196 299 409 565 756
5000
27,17
45
67 112 176 269 368 508 680
5500
29,89
41
61
101 160 245 335 462 618
6000
32,61
56
93
147 224 307 423 567
6500
35,33
52
86
135 207 283 391 523
7000
38,04
48
80
126 192
7500
40,76
45
74
117 190 245 339 453
8000
43,48
42
71
110 168 230 317 425
8500
46,20
39
65
103 158 216 299 400
9000
48,91
62
98
149 204 282 378
9500
51,63
58
92
142 194 267 358
10000
54,35
56
88
134 184 254 340
10500
57,07
53
84
128 175 242 324
11000
59,78
50
80
122 167 231 309
11500
62,50
48
76
117 160 221 295
12000
65,22
46
73
112 153 211 283
12500
67,93
44
70
107
13000
70,65
43
67
103 141 195 261
13500
73,37
41
65
99
136 188 252
14000
76,09
40
63
96
131 181 243
14500
78,80
60
93
127 175 234
15000
81,52
58
89
122 169 226
DES
P (W)
(1)
(2)
0,5 0,75 1
57
1,5 2,5
section (mm²)
4 6 10 16
PROGRAMME
« Règles de l’Art Grenelle Environnement 2012 »
POMPES À CHALEUR AIR EXTÉRIEUR/AIR INTÉRIEUR EN HABITAT INDIVIDUEL – CONCEPTION ET DIMENSIONNEMENT
25
35
50
70
86 114 171 285 455 679 1120 1766 2698 3688 5086 6806
43
57
85 142 227 339 560 883 1349 1844 2543 3403
263
84
363
486
203 272
(1) Puissance nominale en W
(2) Intensité nominale en A
Rénovation
s Figure A. 4.1 : Longueurs maximales des liaisons en m pour des conducteurs cuivre compatibles avec
une chute de tension de 5 % (230 V, monophasé, cos φ de 0,8)
88
50
70
500
0,90
601 901 1201 1800 2992 4769 7118 11742 18506 28278 38643 53293 71319
1000
1,80
300 152 166 900 1496 2384 3559 5871 9253 14139 19321 26646 35659
1500
2,71
200 300 400 600 997 1589 2372 3914 6168 9426 12881 17764 23773
2000
3,61
150 225 300 450 748 1192 1779 2935 4626 7069 9660 13323 17829
2500
4,51
180 240 360 598 953 1423 2348 3701 5655 7728 10658 14263
3000
5,41
150 200 300 498 794 1186 1957 3084 4713 6440 8882 11886
3500
6,31
171 257 427 681 1016 1677 2643 4039 5520 7613 10188
4000
7,22
150 225 374 596 889 1467 2313 3534 4830 6661 8914
4500
8,12
193 332 529 790 1304 2056 3142 4293 5921 7924
5000
9,02
180 299 476 711
5500
9,92
163 272 433 647 1067 1682 2570 3513 4844 6483
6000
10,83
150 249 397 593
978
1542 2356 3220 4441 5943
6500
11,73
138 230 366 547
903
1423 2175 2972 4099 5486
7000
12,63
213 340 508
838
1321 2019 2760 3806 5094
7500
13,53
199 317 474
782
1233 1885 2576 3552 4754
8000
14,43
187 298 444
733
1156 1767 2415 3330 4457
8500
15,34
176 280 418
690
1088 1663 2273 3134 4195
9000
16,24
166 264 395
652
1028 1571 2146 2960 3962
9500
17,14
157 251 374
618
974
1488 2033 2804 3753
10000
18,04
149 238 355
587
925
1413 1932 2664 3565
10500
18,94
142 227 338
559
881
1346 1840 2537 3396
11000
19,85
136 216 323
533
841
1285 1756 2422 3765
11500
20,75
207 309
510
804
1229 1680 2317 3100
12000
21,65
198 296
489
771
1178 1610 2220 2971
12500
22,55
192 289
469
740
1131 1545 2131 2852
13000
23,45
183 273
451
711
1087 1486 2049 2743
13500
24,36
176 263
434
685
1047 1431 1973 2641
14000
25,26
170 254
419
660
1009 1380 1903 2547
14500
26,16
164 245
404
638
975
1332 1837 2459
15000
27,06
158 237
391
616
942
1288 1776 2377
1174 1850 2827 3864 5329 7131
PROFESSIONNELS
35
DES
25
D ’ A C C O M P A G N E M E NT
1,5 2,5
« Règles de l’Art Grenelle Environnement 2012 »
I (A)
(2)
0,5 0,75 1
section (mm²)
4
6
10
16
P (W)
(1)
PROGRAMME
POMPES À CHALEUR AIR EXTÉRIEUR/AIR INTÉRIEUR EN HABITAT INDIVIDUEL – CONCEPTION ET DIMENSIONNEMENT
(1) Puissance nominale en W
(2) Intensité nominale en A
Rénovation
s Figure A. 4.2 : Longueurs maximales des liaisons en m pour des conducteurs cuivre compatibles avec
une chute de tension de 5 % (400 V, triphasé, cos φ de 0,8)
89
PARTENAIRES du Programme
« Règles de l’Art Grenelle
Environnement 2012 »
n Agence de l’environnement et de la maîtrise de l’énergie
(ADEME) ;
n Association des industries de produits de construction
(AIMCC) ;
n Agence qualité construction (AQC) ;
n Confédération de l’artisanat et des petites entreprises
du bâtiment (CAPEB) ;
n Confédération des organismes indépendants de
prévention, de contrôle et d’inspection (COPREC
Construction) ;
n Centre scientifique et technique du bâtiment (CSTB) ;
n Électricité de France (EDF) ;
n Fédération des entreprises publiques locales (EPL) ;
n Fédération française du bâtiment (FFB) ;
n Fédération française des sociétés d’assurance (FFSA) ;
n Fédération des promoteurs immobiliers de France (FPI) ;
n Fédération des syndicats des métiers de la prestation
intellectuelle du Conseil, de l'Ingénierie et du Numérique
(Fédération CINOV) ;
n GDF SUEZ ;
n Ministère de l'Écologie, du Développement Durable et de
l'Énergie ;
n Ministère de l'Égalité des Territoires et du Logement ;
n Plan Bâtiment Durable ;
n SYNTEC Ingénierie ;
n Union nationale des syndicats français d’architectes
(UNSFA) ;
n U
nion nationale des économistes de la construction
(UNTEC) ;
n Union sociale pour l’habitat (USH).
N
BAT I M
D
UR
ENT
PLA
Les productions du Programme « Règles de l’Art Grenelle
Environnement 2012 » sont le fruit d’un travail collectif
des différents acteurs de la filière bâtiment en France.
ABL
E
POMPES A CHALEUR AIR
EXTERIEUR / AIR INTERIEUR
EN HABITAT INDIVIDUEL
CONCEPTION
ET DIMENSIONNEMENT
S E P TE M
BRE 2015

RRRR
RRRR RR
Ces Recommandations professionnelles concernent les installations de pompes
à chaleur air extérieur/air intérieur (air/air) de puissance calorifique inférieure
à 50 kW destinées au chauffage de l’habitat individuel existant, lors d’une
rénovation.
Les systèmes concernés par ces Recommandations sont les suivants :
• la pompe à chaleur air/air en éléments séparés avec une ou plusieurs unités
intérieures équipées d’un réseau aéraulique ;
• la pompe à chaleur air/air en éléments séparés avec plusieurs unités
intérieures à émission directe (une unité intérieure dans chaque pièce
principale) ;
• la pompe à chaleur air/air monobloc intérieure ;
• le système à débit de réfrigérant variable (DRV).
Afin d’aider le professionnel à juger de la faisabilité du projet, un pré-diagnostic
de l’installation existante est proposé. Des fiches de relevés sont ensuite mises
à disposition pour regrouper les informations utiles à l’évaluation des besoins
à couvrir et la détermination de la solution à retenir selon les caractéristiques
de l’installation en place.
Elles fournissent les prescriptions relatives à la conception et au dimensionnement
de la pompe à chaleur, des composants du circuit aéraulique (conduits, registre,
diffuseurs…) et de la régulation en mode chauffage. Sont également traitées les
spécifications des raccordements, frigorifiques et électriques.
Des points de vigilance mettent en avant les spécifications essentielles pour
la pérennité de l’installation : implantation, dimensionnement, équipements de
sécurité…
P R O G R A M M E
D ’ A C C O M P A G N E M E N T
D E S
P R O F E S S I O N N E L S
« Règles de l’Art Grenelle Environnement 2012 »
Ce programme est une application du Grenelle Environnement. Il vise à revoir l’ensemble des règles de construction, afin de réaliser des économies d’énergie dans le bâtiment et de réduire les émissions de gaz à effet de serre.
www.reglesdelart-grenelle-environnement-2012.fr
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