Deux PAC gaz et solaire : une référence instrumentée

Par Olivier BROGGI – Ingénieur développement GrDF

Le site instrumenté est une résidence pour étudiants d'une superficie de 2200 m² située rue Dinetard à Toulouse. Elle comporte 4 étages et est composée de 119 logements de type T1, un logement pour le gardien de type T4 et plusieurs locaux communs (salles de travail, laverie…). Le bâtiment est chauffé mais non climatisé.

Résidence étudiants PAC gaz Robur

Cette chronique issue de conférences au sein d'ICO(*) vous livre les éléments de conception et le bilan énergétique de cette référence PAC gaz + Solaire.



N'hésitez pas à « blogger » et à donner commentaires et appréciation en fin de page et bonne lecture !




Solution choisie : 2 PAC gaz avec chaudière et solaire

Solution de référence : 2 chaudières à condensation de 110 kW + ECS solaire.

Solution choisie : 2 pompes à chaleur avec un ɳ de production moyen sur PCI estimé à 134 %

L’étude réalisée calculait des temps de retour et des rendements globaux d’installation (pac + chaudière) si on installait une, deux ou trois pompes à chaleur à absorption sur ce site.

Au regard de ces chiffres, le maître d’ouvrage à fait le choix de chauffer son bâtiment par une installation composée de deux pompes à chaleur (PAC) à absorption gaz naturel en base et d'une chaudière à condensation en  appoint.

Chaque PAC aérothermique a une puissance nominale de 35kW (chauffage seul)
L'eau chaude sanitaire est préchauffée grâce à un ensemble de panneaux solaires thermiques et le chauffage de l'ECS est complété par la chaudière gaz à condensation.
L'installation a été instrumentée et suivie sur une saison de chauffe, d'octobre 2011 à avril 2012.

Plus value de la solution PAC gaz : 31900 € TTC

Schéma de l'installation
schéma

schéma
Cliquez sur l'image pour l'agrandir

Instrumentation et performance de l'installation

Sur un an de fonctionnement l'instrumentation de ce site a permis de mettre en évidence quelques coquilles de programmation de sa régulation au moment de la mise en service de l'installation. En effet :

  • La  température d’émission des PAC a été en moyenne de 42°C sans loi d’eau apparente, et elle oscillait généralement entre 40 et 45°C. Une loi d’eau était prévue dans l’étude de manière à travailler à de plus basses températures en mi saison et donc d’avoir de meilleurs rendements des PAC.
  • Les deux PAC fonctionnaient alternativement et l’appoint par la chaudière se mettait en marche dès qu’une PAC ne suffisait pas à fournir l’énergie nécessaire au chauffage  du bâtiment.

    Un problème de paramétrage de la régulation qui ne laissait pas suffisamment de temps au régulateur des PAC pour qu’elles démarrent toutes les deux. La régulation centrale donnait trop vite l’ordre à la chaudière de se mettre en route.
  • L’appoint par la chaudière fonctionnait tous les jours à partir de 6h du matin. Il produisait environ 60 kW pendant 4h puis 10 kW à 30 kW en continu jusqu’à minuit  (sans compter la production d’ECS).

Cependant, et heureusement :

  • Le suivi de site a permis de quantifier les performances de l'installation en termes de confort des occupants par la mesure en hiver des températures et hygrométries des locaux : Température intérieure moyenne en janvier et février (les deux mois les plus froids) : 22,3°C avec une hygrométrie de l'ordre de 40%, donc ambiance très confortable.

  • Température intérieure moyenne en janvier et février (les deux mois les plus froids) : 22,3°C avec une hygrométrie de l'ordre de 40%, donc ambiance très confortable.

  • Taux de disponibilité de l'installation : 100%.

  • Un GUE(1) ou COP gaz(1) de 1.42 en moyenne sur la saison de chauffe, équivalent à une efficacité de production de 142% sur PCI (Pouvoir Calorifique Inférieur), pour une température d'émission variant entre 40 et 45°C sans loi d'eau.

  • Une performance proche à 11% des valeurs annoncées par le constructeur, qui présente une efficacité de 160% (pour une température d'émission de 40°C).


(1): GUE = COPgaz = rapport entre la production thermique et la consommation de GN de la PAC

  • Un COP sur énergie primaire(2) de 1.25 en moyenne sur la saison de chauffe, soit une consommation des auxiliaires électriques représentant 13% de la consommation totale d'énergie des PAC.


(2) : COPep = rapport entre la production thermique et les consommations de GN et d'électricité auxiliaire de la PAC

Graphique

  • Même en prenant en compte les consommations des auxiliaires, les PAC à absorption gaz restent donc très performantes.

Proportion d'Energie renouvelable de l'installation

Installation solaire Proportion d'EnR sur la consommation des deux PAC

Production d'EnR des 2 PAC : 19300 kWh
Consommation de gaz des 2 PAC : 48900 kWh
Taux d'EnR sur la consommation : 39%


Proportion d'EnR sur la consommation du système de chauffage

(PAC + appoint chauffage par chaudière, production d'ECS exclue)

Production d'EnR système de chauffage : 19300 kWh
Consommation de gaz système de chauffage : 96900 kWh
Taux d'EnR sur la consommation : 20%

De la théorie à la pratique …

schéma



2 PAC :
ɳ de production moyen sur PCI de 134 %
Plus value de 31900 € TTC


Un écart de 12% entre la théorie et la pratique…

Graphique théorie

Cependant, pour l’installation d’une seule pompe à chaleur, le bureau d’étude prévoyait un rendement global de l’installation de 122% sur PCI. Nous sommes donc très proches de ces valeurs.

Maintenant que la régulation a été corrigée (loi d’eau et cascade des machines) nous pouvons donc être confiant pour être très proche de nos 134% théorique l’an prochain.

Conclusion

Le site instrumenté de Toulouse a permis d'évaluer la technologie de pompe à chaleur aérothermique à absorption gaz naturel en fonctionnement basse température (40°C) et a montré un fonctionnement tout à fait satisfaisant :

  • Les performances en chauffage mesurées in situ sont en moyenne de 142% sur énergie primaire pour une température de production d’environ 42°C, soit 11% en dessous de la performance nominale (160% à A7/W40).

  • Le taux de disponibilité de l'installation a été de 100% avec un niveau de confort en température et hygrométrie très satisfaisant.

  • La part des auxiliaires électriques reste importante et représente de 10% à 15% des consommations globales.

Olivier BROGGI – Ingénieur développement GrDF
Olivier BROGGI est Ingénieur d'affaires national chargé chez GrDF du Développement de Réseau.

Ces conférences appelées Journées du Confort de l’Eau dites JCE sont accessibles dans plusieurs villes de France.

Pour assister aux prochaines JCE à Nantes (Octobre), Reims (Novembre) et Toulouse (date à préciser), inscrivez-vous gratuitement auprès du responsable formation ICO : info@association-ico.net

*ICO. L'association ICO, créée en 1991, a pour objectif la progression des idées et techniques permettant d'améliorer les performances énergétiques et environnementales des bâtiments.

→ Sources et Liens




Commentaires

Aucun commentaire actuellement, soyez le premier à participer !

LAISSER UN COMMENTAIRE

ABONNEZ-VOUS !
En validant ce formulaire, vous acceptez que les informations saisies soient transmises à l’entreprise concernée dans le strict respect de la réglementation RGPD sur les données personnelles. Pour connaitre et exercer vos droits, vous pouvez consulter notre politique de confidentialité
Suggestions

Bilan 2021 et perspectives 2022 des industries CVC en France par UNICLIMA

Bilan 2021 et perspectives 2022 des industries CVC en France par UNICLIMA

Découvrez la tendance dans le mouvement de la transition énergétique et écologique en 2021.


Guide de solutions pour répondre aux exigences de la RE2020

Guide de solutions pour répondre aux exigences de la RE2020

Schneider Electric a conçu un Guide pour répondre aux exigences de la Réglementation Environnementale 2020.


Retour d’expérience sur 106 maisons rénovées BBC et plus à énergie positive

Retour d’expérience sur 106 maisons rénovées BBC et plus à énergie positive

La rénovation en résidentiel, Enertech, Effinergie, Médiéco et négaWatt en ont démontré toute sa portée en rénovant 106 maisons devenues BBC.


Réseaux de chaleur et de froid urbains

Réseaux de chaleur et de froid urbains

Découvrez les solutions pour les réseaux de chaleur et de froid urbains développées par Wilo.


Solutions de rénovation globale de maisons individuelles : les 11 projets de référence « Rénostandard »

Solutions de rénovation globale de maisons individuelles : les 11 projets de référence « Rénostandard »

11 projets de référence Rénostandard sous les lumières du programme PROFEEL et du CSTB : découvrez les solutions de rénovation globale de maisons individuelles


Baromètre QUALIT’EnR 2022 : « Les Français et les EnR »

Baromètre QUALIT’EnR 2022 : « Les Français et les EnR »

Le baromètre QUALIT’EnR 2022 démontre que plus d’un Français sur trois envisagent d’équiper leur logement en EnR, soit 37 %.


Actions technico-économiques pour éradiquer les étiquettes F & G d’un patrimoine de logements sociaux

Actions technico-économiques pour éradiquer les étiquettes F & G d’un patrimoine de logements sociaux

Les étiquettes énergétiques F et G liées au DPE sont un fléau pour le patrimoine de logements sociaux, au coeur des enjeux du secteur bâtiment. Comment les éradiquer ?


La ventilation double-flux thermodynamique, sans contamination possible

La ventilation double-flux thermodynamique, sans contamination possible

Pour éviter toute contamination par la ventilation, il existe désormais des solutions telles que la ventilation double-flux thermodynamique.


Nouveau DPE : chronique d’un désastre annoncé

Nouveau DPE : chronique d’un désastre annoncé

Ce 1er avril 2022, la liste des logiciels permettant de réaliser le calcul du nouveau DPE a été publiée. Pour BBS Slama, c'est le désastre annoncé.


Nouveaux équipements de chauffage : exit le fioul, mais maintien du gaz et du « biofioul » !

Nouveaux équipements de chauffage : exit le fioul, mais maintien du gaz et du « biofioul » !

Avec la mise en application du nouveau décret, les nouveaux équipements de chauffage ne peuvent plus fonctionner au fioul mais le gaz et le biofoul demeurent acceptés !


Pompe à chaleur en rénovation : les 12 enseignements à connaître

Pompe à chaleur en rénovation : les 12 enseignements à connaître

Les pompes à chaleur en rénovation sont devenues légion. Voici 12 enseignements à connaitre pour faire le tour du sujet


Le biométhane : un gaz vert pour un système énergétique plus résilient

Le biométhane : un gaz vert pour un système énergétique plus résilient

Renouvelable et stockable, le biométhane est un gaz vert qui a de l'avenir dans la transition énergétique.


Le futur label RE2020 confié à un Groupement d’Intérêt Ecologique et au Plan Bâtiment Durable

Le futur label RE2020 confié à un Groupement d’Intérêt Ecologique et au Plan Bâtiment Durable

Le futur label RE2020 est en cours d'élaboration. C'est le Plan Bâtiment Durable et le Groupement d’Intérêt Ecologique qui en ont la charge


Rénover les quartiers : un projet ambitieux qui repose sur une démarche politique

Rénover les quartiers : un projet ambitieux qui repose sur une démarche politique

Intéressons-nous à la table ronde qui s'est tenue en Février dernier, organisée par Le CAH, Club de l’Amélioration de l’Habit sur la rénovation des quartiers.


Covid + présidentielles + RE2020 : un agenda en plomb pour 2022 !

Covid + présidentielles + RE2020 : un agenda en plomb pour 2022 !

Intéressons-nous à l'agenda 2022 se rapportant aux trois sujets importants : Covid + Présidentielles + RE2020.