La pompe à chaleur gaz pour l'habitat collectif BBC

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La pompe à chaleur gaz permet des rendements élevés avec l’énergie gaz ainsi qu’un faible taux d’émission de GES, soit une solution avantageuse pour la réalisation de bâtiments BBC.

pompe à chaleur Xinoé

Pompes à chaleur gaz, fonctionnement air/eau (aérothermie) ou eau/eau (géothermie)



Rappelons qu’à partir du 1er janvier 2013, toutes les constructions neuves devront consommer en moyenne moins de 50 kWh(ep)/m².an pour tous les usages de chauffage, d’eau chaude sanitaire, de climatisation éventuelle, et de consommation électriques pour l’éclairage et les auxiliaires (pompes et ventilateurs).

La notion « ep » d’énergie primaire est essentielle car elle caractérise « le caractère écologique » de l’énergie utilisée. Par exemple pour l’életricité produite à l’origine augmentée des pertes diverses, ce coefficient est de 2,58, c’est à dire que 1 kWh d’énergie finale = 2,58 kWh d’énergie primaire, quand il est de 1 pour le gaz naturel, soit 1 kWh d’énergie finale = 1 kWh d’énergie primaire.
En d’autres termes, le contenu du CO2 du kWh électrique est de l’ordre de 600 grammes de CO2 / kWh.

En comparaison, le gaz naturel pour le chauffage émet environ 230 grammes de CO2/kW.


avantages des pompes à chaleur gaz


Repères pour la pompe à chaleur à absorption gaz

  • Rendement ou coefficient de performance : autour de 150% sur PCI (pouvoir calorifique inférieur) – Avec coefficient d’énergie primaire cela correspond à un COP de 1,5 x 2,58 = 3,87
  • Stabilité du rendement selon la température extérieure
  • Production de chauffage et d’eau chaude sanitaire
  • Applications : logements collectifs basse consommation BBC
  • Gamme de puissance de 20 à 70 kW (montage multiple possible)



1°) Pompe à chaleur gaz : principe de fonctionnement

La pompe à chaleur à gaz fonctionne sur le principe de l’absorption. Le chauffage direct au gaz permet le transfert de chaleur d’une source froide vers une source chaude via un fluide frigorigène, comme toute pompe à chaleur. La différence est que le cycle n’est pas à compression mécanique comme pour la pompe à chaleur électrique, mais de type thermochimique. Le fluide frigorigène est tout d’abord un fluide composé d’un mélange eau/ammoniac, sans impact sur l’effet de serre.; et le compresseur est si l’on peut dire remplacé par un brûeur gaz identique à une chaudière.

Schéma montrant les 3 sources de chaleur

3 sources de chaleur :
la production de chaleur est assurée par la condensation du fluide frigorigène (amoniac), par la réaction d’absorption entre le fluide et un absorbant (eau), et par la récupération de chaleur latente contenue dans les fumées.




2) Pompe à chaleur gaz et pompe à chaleur électrique

Si d’un côté pour la pompe à chaleur électrique le COP machine peut être de l’ordre de 3 voire plus dans des conditions nominales qui sont souvent favorables - exemple température extérieure de +7° pour les pompes à chaleur aérothermie - ce coefficient de performance chute quand la température extérieure est la plus basse pour atteindre dans certains cas 2 voire moins. C’est la prochaine problématique qui viendra nécessairement et prochainement classer les pompes à chaleur électriques et qui conduira à une notion de COP saisonnier ou de COP global, car seule compte la performance énergétique annuelle en kWh/an !

La pompe à chaleur gaz ne souffre pas de cet inconvénient. Elle délivre des performances constantes même par température extérieures basses.

Graphique des performances thermiques de la PAC Xinoé

Graphique des rendements sur PCI de la PAC Xinoé



En géothermie

Grâce à la récupération de chaleur au niveau de l'absorbeur, le dimensionnement des sondes est réduit par rapport à une pompe à chaleur électrique. Cette réduction est de l’ordre de 50 à 70%, ce qui diminue le prix des travaux extérieurs.


Aérothermie avec PAC gaz

Aérothermie avec PAC gaz



Géothermie avec PAC gaz

Géothermie avec PAC gaz



Réglementation thermique

Notons également que la pompe à chaleur gaz naturel a décroché un titre V au niveau de la réglementation thermique actuelle, la RT 2005, ce qui permet de valoriser cette PAC au niveau des calculs réglementaires (arrêté du 13 janvier 2010).



Comparaison des coefficients de performance machine

  • Pompe à chaleur électrique : admis 3
  • Pompe à chaleur gaz : admis 1,5 x coeff ep de 2,58 = équivalent élec de : 3,87



Production d’eau chaude

La pompe à chaleur gaz produit de l’eau chaude comme une chaudière avec des températures autour de 70° à 75°. Soit un régime d’eau chaude sanitaire qui peut être callé à 60°C et sans risque de légionellose.




3) La pompe à chaleur gaz est-elle sans inconvénients ?

Pompe à chaleur gaz

La pompe à chaleur est un concept « émergeant » en France. Sa commercialisation est encore limitée à une gamme de puissances autour de 20 à 70 kW, ce qui prédispose cette PAC pour des bâtiments de logements collectifs ou petits collectifs de type BBC.

Des marques comme ROBUR et France Air distribuent des pompes à chaleur avec deux régimes de températures.

La pompe à chaleur gaz est en passe de devenir un concurrent sérieux de la pompe à chaleur électrique. D’un concept moins commun, elle risque d’avoir besoin du soutien des prescripteurs tels que bureaux d’études, architectes et maîtres d’ouvrages, envieux de soutenir un concept de très haute performance énergétique.

L’installateur doit également suivre cette nouvelle technologie et se former avec l’aide des industriels fabricants à une technique qui ne s’avère pas plus difficile sinon moins que la technique de la pompe à chaleur électrique.




Sources et liens utiles
www.france-air.com
www.dolcevita.gazdefrance.fr
www.gaz-naturel.ch

www.xpair.com





Pour en savoir plus, consultez le dossier
" CHAUFFAGE GAZ A CONDENSATION "


Septembre 2010

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