La pompe à chaleur gaz intéressante pour le collectif BBC

Par Philippe NUNES - Ingénieur ENSAIS-ICG et Directeur Général d’XPAIR

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’électricité 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 brûleur 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.

Le fluide frigorigène capte la chaleur de la source froide au niveau de l’évaporateur, il sort sous forme gazeuse à basse pression et est porté à haute pression dans un absorbeur. Après avoir cédé la chaleur au niveau du condenseur, il sort sous forme liquide et passe par un détendeur pour revenir dans la partie basse pression du cycle. Puis il s’évapore de nouveau à l’évaporateur, etc, …

Les transferts de chaleur s’effectuent pour l’utilisateur au niveau de l’absorbeur, du condenseur, et de l’échangeur de récupération sur 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.

4) La pompe à chaleur gaz et le solaire

Schéma de réalisation  d’un immeuble résidentiel BBC avec chauffage 3 zones et eau chaude sanitaire  solaire

Schéma de réalisation d’un immeuble résidentiel BBC
avec chauffage 3 zones et eau chaude sanitaire solaire (appoint PAC)

5) Pompe à chaleur à absorption gaz et pompe à chaleur à moteur gaz : ne pas confondre !

Le développement de cette chronique concerne la pompe à chaleur gaz à absorption. Cette pompe à chaleur ne doit pas être confondue avec la pompe à chaleur gaz à moteur thermique. Cette dernière fonctionnant comme une pompe à chaleur électrique avec compresseur, si ce n’est que c’est le gaz qui, comme pour l’électricité, fait « tourner » le compresseur. Avec la pompe à chaleur à moteur à gaz, seule une part de l’énergie entrante est réellement utilisée dans le circuit; le reste part en rejets thermiques. C’est pourquoi on ne parle pas de coefficient de performance mais d’indice de chaleur.

Repères pour la pompe à chaleur à moteur gaz

  • Rendement ou coefficient de performance : autour de 140% sur PCI (pouvoir calorifique inférieur)
  • Stabilité du rendement selon la température extérieure
  • Production de chauffage, de climatisation et d’eau chaude sanitaire
  • Gamme de puissance de 20 à 80 kW
  • Applications : tertiaire basse consommation BBC, hôtels, bureaux,…
  • Distribution et marque : SANYO

Lire aussi

Fait par Philippe NUNES
Ingénieur ENSAIS-ICG et Directeur Général d’XPAIR, il intervient en apportant son éclairage et son expérience de plus de 20 ans dans les métiers du génie climatique et énergétique.

→ SOURCES & LIENS

Commentaires

  • Jacques
    0
    22/09/2013

    J'ai une chaudière fuel (puissance 60kw), je voudrai lui adjoindre une Pompe à chaleur sol-eau, existe-t-il une PAC gaz à absorption adaptée ?


  • m.soyeux fabric
    0
    29/09/2012

    nous somme a la recherche d'un systéme pompe a chaleur gaz air /air et air eau pour des puissance de 30 à 70 kw


  • virginie gavous
    0
    19/04/2012

    bonjour,

    je suis etudiante en Master genie urbain et je fais des recherche sur le BBC et s''il n''existe pas mieux que le BBC. Je me pose aussi la question de jusqu''ou faut-il aller dans la performance énergétique ?
    Je vous demande donc a tous votre avis sur ce sujet.

    Merci d''avance


  • alain
    0
    25/11/2011

    Bonjour, je suis très intéressé par votre système mais j'ai déjà un chauffage au bois traditionnel est-ce compatible en appoint ?


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

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.


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.


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.


Rénovation Net Zéro Carbone : HQE-GBC pose les bases

Rénovation Net Zéro Carbone : HQE-GBC pose les bases

La rénovation zéro carbone est au coeur des enjeux pour le secteur du bâtiment. Net Zéro Carbone est une nouvelle initiative visant à créer des guides d'application pour y participer au mieux.


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.


Enquête exclusive sur la RE2020 auprès des concepteurs

Enquête exclusive sur la RE2020 auprès des concepteurs

Que pensent les concepteurs MOA et MOE de la RE2020 ? Du label d'état RE2020 ? XPair et Tribu Energie ont mené l'enquête : voici leurs réponses.


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.


Economies d’énergie et qualité d’air intérieur grâce à la filtration d’air

Economies d’énergie et qualité d’air intérieur grâce à la filtration d’air

Découvrez les solutions afin de prendre soin de la qualité d'air intérieur tout en réalisant des économies d'énergie.


1ers Rooftops à faible impact environnemental avec la conformité PEP Ecopasseport®

1ers Rooftops à faible impact environnemental avec la conformité PEP Ecopasseport®

Les climatiseurs de toiture aussi appelés rooftops sont des solutions idéales pour climatiser les surfaces commerciales tout en bénéficiant d'un faible impact environnemental.


Station d’appartement conçue pour un COP maximal des pompes à chaleur

Station d’appartement conçue pour un COP maximal des pompes à chaleur

Les pompes à chaleur doivent fonctionner à basses températures afin de bénéficier du meilleur COP. Découvrez les solutions de station d'appartement.


Valeur verte, pour comprendre ce qui fait la valeur d’un bien ...

Valeur verte, pour comprendre ce qui fait la valeur d’un bien ...

Intéressons nous au Rapport Valeur Verte rédigé par l'OID - Xavier Pelton et Sabine Brunel - présentant un intérêt pédagogique pour comprendre comment se construit la valeur d’un bien.nn


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.


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 ?


Le logement, déterminant majeur de la santé

Le logement, déterminant majeur de la santé

Intéressons-nous aux facteurs environnementaux qui sont liés à notre santé : l’habitat compte particulièrement.


Décret tertiaire : comment atteindre les objectifs réglementaires en limitant les investissements ?

Décret tertiaire : comment atteindre les objectifs réglementaires en limitant les investissements ?

Le décret tertiare est désormais entré vigueur : comment respecter les objectifs réglementaires tout en limitant le coût des investissements ?