LES CLES DU DIMENSIONNEMENT
Ouvrages en commandePhotovoltaïque autonome
Photovoltaïque raccordé au réseau
Conception de la PAC Air/Eau à haute efficacité énergétique
Les spécifications usuelles des pompes à chaleur résidentielles prenaient en compte un chauffage additionnel. De nombreuses pompes à chaleur ont été dimensionnées pour une production de chaleur maximale à 0 °C, le complément étant produit par des résistances électriques. Cette stratégie n’a pas d’avenir si des objectifs forts de limitation des émissions de CO2 sont fixés pour le chauffage résidentiel. Le dimensionnement nominal doit alors fournir la totalité du besoin de chauffage à la température extérieure minimale.
D’autre part, pour que la pompe à chaleur puisse se substituer en grande partie à une chaudière traditionnelle utilisant un combustible il faut, pour limiter les coûts d’investissement, que la puissance de chauffage soit délivrée sur le réseau hydraulique existant avec des modifications les plus limitées possibles. Cette contrainte amène à chauffer l’eau à un plus haut niveau de température au point de sortie de la chaudière et donc au point de sortie du condenseur de la PAC. Dans le cadre de cette étude, la température de départ d’eau maximale est limitée à 65 °C.
De plus, une PAC en substitution de chaudière doit aussi assurer la production d’eau chaude sanitaire (ECS) à la fois en conditions d’hiver et hors de la saison de chauffage.
Compte tenu de ces différentes contraintes, une conception d’un système à puissance variable est indispensable pour atteindre un COP saisonnier élevé.
La conception et le développement d’une nouvelle pompe à chaleur air/eau pour les régions à climat froid et répondant partiellement au cahier des charges de la réhabilitation en France, constitue la base de la présente étude. Les systèmes de chauffage demandant une température de sortie d'eau de la PAC supérieure à 65 °C sont exclus.
Dans ce chapitre, les différentes voies d’amélioration des PAC air/eau sont rappelées. L'inversion PAC/machine de froid, le contrôle de la puissance, le fonctionnement sans appoint dans les conditions extrêmes de températures froides et la production combinée d’eau de chauffage et d’ECS, sont analysés. Un prototype intégrant les meilleures solutions disponibles est ensuite conçu avec le mélange de référence, le R-407C.
Sommaire du chapitre sur la conception de la PAC Air/Eau à haute efficacité énergétique
- Analyse des options techniques pour les PAC air/eau
- Description de la pompe à chaleur air/eau combinant les différentes fonctions
- Analyse du cycle thermodynamique