1 Sélection et dimensionnement des pompes à chaleur

1.1 Pompes à chaleur pour le marché de la rénovation - dimensionnement pour un système de chauffage existant

1.1.1 Besoin en chaleur de la maison à chauffer

Dans le cas des systèmes de chauffage existants, la demande de chaleur du bâtiment à chauffer doit être redéfinie, car la puissance calorifique de la chaudière existante n'est pas une mesure de la demande de chaleur. Les chaudières sont généralement surdimensionnées et conduiraient donc à des pompes à chaleur surdimensionnées. Le calcul exact des besoins en chaleur est basé sur des normes spécifiques à chaque pays (par ex. EN 12831). Une détermination approximative peut être faite à partir de la consommation d'énergie précédente, de la surface habitable à chauffer et des besoins spécifiques en chaleur. La demande de chaleur peut être grossièrement déterminée comme suit :
Calcul pour l'huile :

B._une * eta * H_vous Q_N = -------------------- B._vh Calcul pour le gaz :
B._une * eta Q_N = ---------------- B._vh Calcul simplifié :
B._une Q_N = --------- 250 avec:

• Q_N = Demande de chaleur du bâtiment

• B._une = Consommation annuelle de gaz (en kWh) ou de fioul (en l)

• eta = rendement du chauffage au gaz ou au fioul

• B._vh = Heures complètes annuelles d'utilisation

• H_vous = Pouvoir calorifique du fioul (en kWh/l)

Les heures complètes annuelles d'utilisation dépendent du type de bâtiment et de la région climatique. Le tableau suivant indique les heures de pleine utilisation annuelles selon VDI 2067 pour différents types de bâtiments.

Tab 1.1 : Heures complètes annuelles d'utilisation pour différents types de bâtiments

Le besoin en chaleur spécifique pour les maisons individuelles et bifamiliales construites entre 1980 et 1994 est d'environ 80 W / m². Pour les maisons construites avant 1980 et qu'aucune mesure d'isolation thermique supplémentaire n'a encore été prise, elle est de 100 W/m² jusqu'à 120 W/m². Dans le cas de systèmes existants, l'état actuel du système doit être pris en compte.

1.1.2 Détermination de la température de départ requise

Dans la plupart des systèmes de chaudières au fioul et au gaz, le thermostat de la chaudière est réglé sur une température de 70°C à 75°C. Cette température élevée n'est généralement requise que pour la préparation d'eau chaude. Les systèmes de contrôle en aval du système de chauffage tels que les vannes mélangeuses et les vannes thermostatiques empêchent le bâtiment de surchauffer. En cas de modernisation d'une pompe à chaleur, les températures de départ et de retour réellement nécessaires doivent être déterminées afin de pouvoir déterminer les mesures de rénovation appropriées.
Il existe deux manières différentes de procéder :

• Le calcul de la demande de chaleur et la demande de chaleur de chaque pièce sont connus.
  Dans les tableaux de puissance calorifique des radiateurs, la puissance est indiquée en fonction de la température de départ et de retour (voir Tab. 1.2). La pièce pour laquelle la température la plus élevée est requise est alors déterminante pour la température de départ maximale dans l'installation de chauffage.

Tableau 1.2 : Puissance calorifique des sections de radiateurs (à température ambiante t_je= 20 ° C, selon DIN 4703)

• Détermination expérimentale pendant la saison de chauffage (voir Fig. 1.1)
  Pendant la saison de chauffage, les températures de départ et de retour sont réduites lorsque les vannes thermostatiques sont complètement ouvertes jusqu'à ce qu'une température ambiante d'environ 20 à 22 °C soit atteinte. Une fois la température ambiante souhaitée atteinte, les températures de départ et de retour actuelles ainsi que la température extérieure sont relevées et inscrites dans le diagramme ci-dessous. A l'aide du schéma, le En réalité le niveau de température requis (basse, moyenne, haute température) peut être lu.

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Fig. 1.1 : Diagramme pour la détermination expérimentale des températures de système réellement requises

1.1.3 Quelles mesures de rénovation doivent être prises pour un fonctionnement de pompe à chaleur économe en énergie ?

Basse température
Température de départ pour toutes les pièces max. °C
Si la température de départ requise est inférieure à 55 °C, aucune mesure supplémentaire n'est requise. Toute pompe à chaleur basse température peut être utilisée pour des températures de départ allant jusqu'à 55°C.

Température moyenne
Température de départ dans certaines pièces de plus de 55 °C
Si la température de départ requise est supérieure à 55 °C uniquement dans certaines pièces, des mesures doivent être prises pour réduire la température de départ requise. Pour ce faire, seuls les radiateurs des pièces concernées sont remplacés afin de permettre l'utilisation d'une pompe à chaleur basse température.

Température moyenne
Températures de départ dans presque toutes les pièces entre 55 °C et 65 °C
Si des températures comprises entre 55 ° C et 65 ° C sont requises dans presque toutes les pièces, les radiateurs de presque toutes les pièces doivent être remplacés ou une pompe à chaleur moyenne température peut être utilisée.

Haute température
Températures de départ dans presque toutes les pièces entre 65 °C et 75 °C Si des températures de départ de 65 °C à 75 °C sont requises, l'ensemble du système de chauffage doit être converti ou adapté. Si ce changement n'est pas possible ou non souhaité, une pompe à chaleur haute température doit être utilisée.

Une réduction de la demande de chaleur grâce

• Échange de fenêtres

• Réduction des pertes de ventilation

• Isolation des plafonds d'étage, des fermes de toit ou des façades

permet de réaliser des économies de quatre manières différentes lors de la rénovation d'un système de chauffage avec pompe à chaleur.

• En réduisant les besoins en chaleur, une pompe à chaleur plus petite et donc moins chère peut être installée.

• Un besoin en chaleur plus faible entraîne une réduction du besoin annuel en énergie de chauffage qui doit être fourni par la pompe à chaleur.

• Le besoin en chaleur plus faible peut être couvert par des températures de départ plus basses et améliore ainsi le coefficient de performance annuel.

• Une meilleure isolation thermique entraîne une augmentation des températures moyennes de surface des zones environnantes de la pièce. En conséquence, le même niveau de confort est atteint à des températures ambiantes plus basses.

Exemple:

Une maison avec un besoin en chauffage de 20 kW et un besoin en énergie de chauffage annuel d'environ 40 000 kWh est chauffée avec un chauffe-eau avec une température de départ de 65 °C (retour 50 °C). Des mesures d'isolation thermique ultérieures réduisent les besoins en chaleur de 25 % à 15 kW et les besoins annuels en énergie de chauffage à 30 000 kWh. En conséquence, la température de départ moyenne peut être réduite d'environ 10 K, ce qui réduit la consommation d'énergie de 20 à 25 %. L'économie totale d'énergie pour un système de chauffage par pompe à chaleur est alors d'environ 44%.

1.1.4 Sélection de la source de chaleur (rénovation)

Sur le marché de la rénovation de maisons existantes et de jardins paysagers, il est rarement possible de construire un capteur géothermique, une sonde géothermique ou un système de puits. Dans la plupart des cas, la seule source de chaleur possible reste l'air extérieur. L'air comme source de chaleur est disponible partout et peut toujours être utilisé sans permis. Les facteurs de performance annuels attendus sont inférieurs à ceux des systèmes hydrauliques et souterrains, mais l'effort de développement du système de source de chaleur est moindre. Pour le dimensionnement du système de source de chaleur pour les pompes à chaleur à eau glycolée et eau/eau, veuillez vous référer aux chapitres correspondants.

1.2 Pompes à chaleur pour les nouveaux systèmes à construire

1.2.1 Détermination de la demande de chaleur du bâtiment

Le calcul exact de la demande de chaleur horaire maximale est basé sur des normes spécifiques à chaque pays. Une détermination approximative du besoin en chaleur est à faire en utilisant la surface habitable à chauffer A (m²) possible:

Besoin en chaleur [kW] = surface chauffée [m²] * spéc. Demande de chaleur [kW / m²]

Tableau 1.3 : Valeurs approximatives de la demande de chaleur spécifique pour les maisons unifamiliales

1.2.2 Calcul des températures de départ

Lors de la conception du système de distribution de chaleur des systèmes de chauffage par pompe à chaleur, il faut veiller à ce que la chaleur requise soit transférée aux températures de départ les plus basses possibles, car chaque degré de réduction de la température de départ entraîne une économie de consommation d'énergie d'environ 2,5 %. Les grandes surfaces de chauffe telles que le chauffage au sol sont idéales. En général, la température de départ requise ne doit pas dépasser 55°C afin de permettre l'utilisation de pompes à chaleur basse température. Si des températures de départ plus élevées sont requises, des pompes à chaleur moyenne ou haute température doivent être utilisées (chapitre 1.1.3). Afin de chauffer les bâtiments avec la température de départ la plus basse possible (installation de chauffage basse température) et donc de manière efficace sur le plan énergétique, le circuit consommateur doit être conçu pour ces températures de système. Les dissipateurs thermiques suivants, par exemple, conviennent pour un fonctionnement avec des températures de départ basses :

• Chauffage par le sol

• Ventilo-convecteurs

• Panneaux de plafond rayonnants

• Registre de ventilation (avec grande surface d'échangeur de chaleur)

• Activation du noyau de béton

Un réglage de la régulation en fonction des conditions météorologiques est préférable afin d'éviter des températures d'eau de chauffage inutilement élevées pendant le fonctionnement à charge partielle de la pompe à chaleur. En abaissant la température de départ lorsque la température extérieure augmente, on obtient une augmentation de l'efficacité énergétique. La régulation à valeur fixe de la pompe à chaleur, qui est également possible, doit être réglée pour les pompes à chaleur eau glycolée/eau avec système de sonde, car la source de chaleur a le même niveau de température toute l'année.

1.2.3 Sélection de la source de chaleur

La décision d'utiliser la source de chaleur air, eau glycolée (collecteur de chaleur géothermique, sonde géothermique) ou eau (système de puits) doit être prise en fonction des variables d'influence suivantes.

• Coûts d'investissement Outre les coûts de la pompe à chaleur et du système de récupération de chaleur, les coûts d'investissement sont fortement influencés par les coûts de développement de la source de chaleur.

• le coût d'exploitation Les facteurs de performance annuels attendus du système de chauffage par pompe à chaleur ont une influence décisive sur les coûts d'exploitation. Celles-ci sont principalement influencées par le type de pompe à chaleur, la température moyenne de la source de chaleur et les températures de départ de chauffage requises.

1.3 Exigences de puissance supplémentaires

1.3.1 Temps de blocage des EF

La plupart des entreprises de fourniture d'énergie (EVU) proposent un accord spécial avec un prix de l'électricité moins cher pour les pompes à chaleur. À cette fin, selon l'Ordonnance fédérale sur les tarifs, le fournisseur d'électricité doit pouvoir éteindre et bloquer les pompes à chaleur en cas de pointe de charge sur le réseau d'alimentation. Le système de pompe à chaleur pour produire de la chaleur dans la maison n'est pas disponible pendant les heures d'arrêt. Par conséquent, de l'énergie doit être ajoutée dans les temps d'activation de la pompe à chaleur, ce qui signifie que la pompe à chaleur ou le deuxième générateur de chaleur doit être dimensionné en conséquence.

Dimensionnement Les valeurs de demande de chaleur calculées pour le chauffage et la préparation d'eau chaude doivent être ajoutées. En cas de fonctionnement monovalent sans consigne, un 2ème générateur de chaleur supplémentaire n'est pas allumé pendant la période de blocage, la somme des valeurs de demande de chaleur doit être multipliée par le facteur de dimensionnement f et la pompe à chaleur conçue en conséquence plus grande. Dans le cas de systèmes mono-énergétiques ou bivalents, le deuxième générateur de chaleur peut également fournir la puissance supplémentaire nécessaire.

Base de calcul :

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Tableau 1.4 : Facteur de dimensionnement f pour la prise en compte des temps de blocage

En raison du grand nombre d'opérateurs de réseau, le bloc EVU est utilisé de manière très différente. La bande passante va des verrous quotidiens fixes aux verrous sporadiques et dépendants de la charge qui ne sont utilisés que sporadiquement pendant les pics de charge sur le réseau.

En général, dans les maisons solidement construites, en particulier avec un chauffage par le sol, la capacité de stockage de chaleur existante est suffisante pour combler la période de blocage maximale de deux heures avec seulement une légère perte de confort, de sorte que le deuxième générateur de chaleur (par exemple chaudière) n'a pas besoin à allumer pendant la période de blocage. Cependant, l'augmentation de la puissance de la pompe à chaleur ou du deuxième générateur de chaleur est nécessaire en raison du réchauffement nécessaire des masses de stockage.

1.3.2 Production d'eau chaude sanitaire

La demande d'eau chaude dans les bâtiments dépend fortement du comportement d'utilisation.

Avec des exigences de confort normales, on peut supposer un besoin quotidien moyen approximatif en eau chaude de 1,45 kWh par personne. A une température de stockage de 60°C, cela correspond à une quantité d'eau de 25 l par personne. Dans ce cas, une puissance de pompe à chaleur supplémentaire de 0,2 kW par personne pour l'eau chaude doit être prise en compte.

Processus simplifié

Dans les maisons unifamiliales et bifamiliales avec un équipement sanitaire standard, la taille du réservoir de stockage requise et la puissance de chauffage requise peuvent être déterminées à l'aide d'une procédure simplifiée.

Cette valeur est doublée pour une capacité de stockage jusqu'à environ 10 personnes - ainsi le volume de stockage minimum requis est obtenu. Ce volume minimum est converti en température réelle de stockage.

Si la production d'eau chaude sanitaire a lieu au point de conception de la pompe à chaleur au moyen d'un réchauffeur à bride, il n'est pas nécessaire d'ajouter les besoins énergétiques supplémentaires pour la production d'eau chaude sanitaire aux besoins en chauffage.

Lignes de circulation
Les conduites de circulation augmentent les besoins en chaleur pour le chauffage de l'eau chaude côté installation. L'exigence supplémentaire dépend de la longueur de la conduite de circulation et de la qualité de l'isolation de la conduite et doit être prise en compte en conséquence. Si la circulation ne peut pas être supprimée en raison des longs trajets de canalisation, une pompe de circulation doit être utilisée qui est activée par un capteur de débit si nécessaire. Le besoin en chaleur pour la ligne de circulation peut être considérable.

La déperdition thermique surfacique de la distribution d'eau potable dépend de la surface utilisable ainsi que du type et de l'emplacement de la circulation utilisée. Avec une surface utilisable de 100 à 150 m² et une distribution au sein de l'enveloppe thermique entraîne des pertes de chaleur liées à la surface selon l'EnEV de :

n (avec circulation) = 9,8 [kWh / m²une]

n (sans circulation) = 4,2 [kWh/m²une]

1.3.3 Chauffage de l'eau de piscine

piscine extérieure Les besoins en chaleur pour le chauffage de l'eau de la piscine extérieure dépendent fortement des habitudes d'utilisation. En termes de grandeur, il peut correspondre à la demande de chaleur d'un bâtiment résidentiel et doit être calculé séparément dans de tels cas. Cependant, s'il n'y a qu'un chauffage occasionnel en été (temps sans chauffage), la demande de chaleur peut ne pas être prise en compte. La détermination approximative du besoin en chaleur dépend de la position du vent de la piscine, de la température de la piscine, des conditions climatiques, de la période d'utilisation et de la couverture ou non de la surface de la piscine.

_{1 Les valeurs réduites pour les piscines avec couverture ne s'appliquent qu'aux piscines privées lorsqu'elles sont utilisées jusqu'à 2 heures par jour}

Tab.1.5 : Valeurs de référence pour la demande de chaleur des piscines extérieures lorsqu'elles sont utilisées de mai à septembre

Pour le chauffage initial de la piscine à une température supérieure à 20°C, une quantité de chaleur d'environ 12 kWh/m est nécessaire³ Contenu de la piscine requis. Selon la taille de la piscine et la puissance calorifique installée, des durées de chauffe d'un à trois jours sont nécessaires.

Piscine intérieure

• Réchauffement de l'espace
  La pièce est généralement chauffée via un radiateur ou un chauffage au sol et/ou un registre de chauffage dans le système de déshumidification/ventilation. Dans les deux cas, un calcul de la demande de chaleur est nécessaire - en fonction de la solution technique.

• Chauffage de l'eau de piscine
  Le besoin en chaleur dépend de la température de l'eau de la piscine, de la différence de température entre l'eau de la piscine et la température ambiante et de l'utilisation de la piscine.

Tab 1.6 : Valeurs de référence pour le besoin en chaleur des piscines couvertes

Dans le cas des piscines privées avec couverture et utilisation d'un maximum de 2 heures par jour, ces services peuvent être réduits jusqu'à 50%.

1.3.4 Détermination de la puissance de la pompe à chaleur

1.3.4.1 Pompe à chaleur à un niveau de puissance (Fix-Speed)

Les pompes à chaleur Fix-Speed sont commandées en allumant et en éteignant le compresseur. Le circuit de refroidissement, y compris les surfaces de l'échangeur de chaleur, est optimisé pour les pleines performances du compresseur. Les avantages de fonctionnement sont particulièrement évidents dans les systèmes qui ont un besoin en chaleur élevé à environ 2 ° C, par exemple dans les systèmes bivalents ou les systèmes avec des masses de stockage élevées, par exemple les systèmes de chauffage par le sol ouverts, car le compresseur fonctionne avec une efficacité maximale même en cas de besoin de chaleur élevé.

Un surdimensionnement lié à un manque de masse de stockage conduit à des temps d'exécution courts, la machine synchronise. Ce comportement se produit plus intensément dans la période de transition.

_{Capacité de chauffage en kW}

_{Température extérieure en °C}

_{- caractéristique de puissance calorifique}

_{- Caractéristique à vitesse fixe}

Fig. 1.2 : Courbe de puissance de chauffage, pompe à chaleur avec un niveau de puissance (vitesse fixe)

1.3.4.2 Pompes à chaleur à régulation de puissance avec deux niveaux de puissance (régulation échelonnée)

Les pompes à chaleur à commande par paliers sont commandées en allumant et en éteignant deux compresseurs. Le circuit de refroidissement, y compris les surfaces de l'échangeur de chaleur, est optimisé pour un fonctionnement avec un compresseur, car un compresseur peut souvent couvrir plus de 80 % des travaux de chauffage annuels. Lorsque la température extérieure est basse, une puissance supplémentaire est disponible en mettant en marche le deuxième compresseur. À des températures extérieures plus élevées, seule la capacité d'un compresseur est disponible.

Le surdimensionnement (par exemple, conception monovalente) est moins critique, car il augmente simplement la proportion de fonctionnement à un seul compresseur plus efficace. Idéalement, la pompe à chaleur couvre les besoins en chaleur du bâtiment avec une température extérieure d'environ 2°C avec la sortie d'un compresseur. Dans les systèmes bivalents, le point de bivalence doit être inférieur à 0°C.

_{Capacité de chauffage en kW}

_{Température extérieure en °C}

_{- caractéristique de puissance calorifique}

_{- Niveau de performance 1 (2 niveaux)}

_{- Niveau de performance 2 (2 niveaux)}

Fig.1.3 : Courbes de puissance de chauffage pour les pompes à chaleur à deux niveaux de puissance (régulation échelonnée)

1.3.4.3 Pompes à chaleur à régulation de puissance avec onduleurs

Dans le cas des pompes à chaleur Inverter à régulation continue, la puissance du compresseur est régulée via la fréquence. Le circuit de refroidissement incluant les surfaces de l'échangeur de chaleur est optimisé pour un fonctionnement à charge partielle dans le but d'atteindre un coefficient de performance annuel élevé. Idéalement, le système est dimensionné pour que la plage de réglage de l'onduleur soit suffisante pour permettre un fonctionnement continu de la pompe à chaleur entre environ -7°C et +7°C de température extérieure. La pompe à chaleur n'a besoin d'être soutenue par un deuxième générateur de chaleur que lorsque la température extérieure est plus basse. A des températures extérieures plus élevées, en dehors de la plage de régulation, la régulation s'effectue en éteignant le compresseur (analogue à Fix-Speed).

Le surdimensionnement conduit au fait que l'onduleur fonctionne de plus en plus en dehors de sa plage de contrôle, ce qui entraîne à son tour une synchronisation accrue et donc un comportement de contrôle similaire à celui d'une pompe à chaleur à vitesse fixe, contrôle par mise en marche et arrêt.

_{Capacité de chauffage en kW}

_{Température extérieure en °C}

_{- caractéristique de puissance calorifique}

_{- courbe de performance minimale (variable)}

_{- Courbe de performance maximale (variable)}

Fig. 1.4 : Courbes de puissance de chauffage pour les pompes à chaleur à régulation de puissance avec onduleurs

1.3.4.4 Pompe à chaleur air/eau (fonctionnement monoénergétique)

Les pompes à chaleur air/eau fonctionnent principalement comme des systèmes mono-énergétiques. Selon la zone climatique, la pompe à chaleur doit couvrir complètement la demande de chaleur de –2 °C à environ -5 °C de température extérieure (point d'équilibre). En cas de basses températures et de besoins calorifiques élevés, un générateur de chaleur à commande électrique est activé selon les besoins. Le dimensionnement de la puissance de la pompe à chaleur influence le niveau d'investissement et les dépenses annuelles de chauffage, notamment dans le cas des systèmes monoénergétiques. Plus le rendement de la pompe à chaleur est élevé, plus l'investissement dans la pompe à chaleur est élevé et plus les coûts de chauffage annuels sont faibles. L'expérience a montré que l'objectif est d'obtenir une puissance de pompe à chaleur qui coupe la courbe de chauffe à une température limite (ou point d'équilibre) d'environ -5°C. Avec cette conception, selon VDI 4650 DIN 4701 T10, un système à commande parallèle bivalente donne une part du 2ème générateur de chaleur (par ex. élément chauffant) de 2%. La figure 1.5 suivante montre, par exemple, la courbe caractéristique annuelle de la température extérieure à Essen. D'après cela, il y a moins de 10 jours par an avec une température extérieure inférieure à -5°C.

• Une conception monovalente des pompes à chaleur air/eau est autorisée

• Le système doit être optimisé hydrauliquement de manière à ce qu'il n'y ait pas de fonctionnement cyclique permanent (taille du ballon tampon, équilibrage hydraulique, réglage de la courbe de chauffe, ...)

• Le surdimensionnement pour des raisons de sécurité ou en raison de blocs EVU doit être évité

Dans le cas d'une pompe à chaleur monovalente, il faut s'assurer que des masses de stockage suffisantes empêchent le cyclage de la pompe à chaleur. Cela peut être fait en augmentant le volume tampon ou en utilisant la masse de stockage du chauffage par le sol. L'équilibrage hydraulique et le réglage correct de la courbe de chauffe sont essentiels. La combinaison idéale avec le contrôle intelligent de la température ambiante, qui adapte la température du système à la demande de chaleur réelle et contribue ainsi, entre autres, à des durées de fonctionnement plus longues de la pompe à chaleur.

Fig. 1.5. : Courbe caractéristique annuelle : Nombre de jours pendant lesquels la température extérieure est inférieure à la valeur indiquée

Exemple pour le tableau 1.7 : Avec un point de bivalence de 5 °C, une part de pompe à chaleur d'environ 98 % entraîne un fonctionnement en parallèle bivalent.

Tab.1.7 : Part de couverture de la pompe à chaleur dans un système mono-énergétique ou bivalent en fonction du point de bivalence et du mode de fonctionnement (source : Tableau 5.3-4 DIN 4701 T10)

1.3.4.5 Exemple de conception d'une pompe à chaleur air/eau

La pompe à chaleur est dimensionnée à l'aide de la demande de chaleur du bâtiment en fonction de la température extérieure (simplifiée sous forme de ligne droite) dans le diagramme de puissance calorifique et les courbes de puissance calorifique des pompes à chaleur. La demande de chaleur du bâtiment en fonction de la température extérieure est saisie à partir de la température ambiante sélectionnée (correspondant au point de température extérieure 1) en abscisse (axe des x) jusqu'à la puissance calorifique calculée (point 2) à la température extérieure standard selon les normes spécifiques au pays.

Fig. 1.6 : Courbes de puissance calorifique de deux pompes à chaleur air/eau avec différentes puissances calorifiques pour des températures de départ de 35 °C et des besoins de chauffage du bâtiment en fonction de la température extérieure

L'exemple de la Fig. 1.6 avec un besoin de chauffage total de la maison de 11,0 kW à une température extérieure standard de 16 °C et une température ambiante sélectionnée de +20 °C illustre la procédure. Le schéma montre les courbes de puissance calorifique de deux pompes à chaleur pour une température de départ d'eau de chauffage de 35°C. Les points d'intersection (température limite ou points de bivalence) de la droite de la demande de chaleur du bâtiment en fonction de la température extérieure et des courbes de puissance calorifique des pompes à chaleur sont d'environ -5 °C pour la PAC 1 et d'environ -9 °C pour HP 2. pour l'exemple choisi, d'utiliser le GT 1. Pour que le chauffage puisse avoir lieu toute l'année, la différence entre les besoins en chaleur du bâtiment en fonction de la température extérieure et la puissance calorifique de la pompe à chaleur à la température d'entrée d'air correspondante doit être compensée par un chauffage électrique supplémentaire.

Conception du chauffage d'appoint électrique :

Exemple:

Pour l'exemple choisi, la PAC 1 est à dimensionner avec une puissance électrique des éléments chauffants de 6,0 kW.

1.3.4.6 Conception des pompes à chaleur eau glycolée/eau et eau/eau (fonctionnement monovalent)

La figure 1.7 montre les courbes de puissance calorifique des pompes à chaleur eau glycolée/eau. La pompe à chaleur dont la puissance calorifique est supérieure à l'intersection de la demande de chaleur totale requise et de la température de source de chaleur disponible doit être sélectionnée.

Fig. 1.7 : Courbes de puissance calorifique des pompes à chaleur eau glycolée // eau avec différentes puissances calorifiques pour des températures de départ de 35 °C.

Avec un besoin en chaleur total de 13,8 kW et une température d'eau glycolée minimale de 0 °C, la courbe de performance du WP 5 doit être sélectionnée avec une température de départ maximale requise de 35 °C. Dans les conditions aux limites mentionnées ci-dessus, cela fournit une puissance calorifique de 14,5 kW.

1.3.4.7 Conception des pompes à chaleur eau glycolée/eau et eau/eau (fonctionnement monoénergétique)

Les systèmes de pompe à chaleur eau glycolée/eau ou eau/eau monoénergétiques sont équipés d'un deuxième générateur de chaleur également à commande électrique, par exemple un ballon tampon avec un thermoplongeur électrique. La planification de systèmes de pompe à chaleur eau glycolée / eau ou eau / eau mono-énergétiques ne doit être effectuée que dans des cas exceptionnels, si un supplément de performance très élevé est nécessaire en raison de temps de blocage ou d'une pompe à chaleur avec une performance nettement supérieure par rapport au total les besoins en chaleur devraient être sélectionnés en raison de la portée. De plus, le fonctionnement mono-énergétique est idéal pour la première saison de chauffage lorsque le bâtiment s'assèche en automne ou en hiver.

1.3.4.8 Conception des pompes à chaleur air/eau (fonctionnement bivalent - systèmes hybrides)

À bivalent-parallèle En fonctionnement (bâtiment ancien et/ou systèmes hybrides), un deuxième générateur de chaleur (fossile : chaudière fioul ou gaz ; régénératif : poêle à granulés, solaire thermique) prend en charge la pompe à chaleur à partir du point de bivalence. Au-dessous du point de bivalence pouvez les deux générateurs de chaleur fonctionnent en parallèle.

Dans les bâtiments existants avec des radiateurs classiques (fonte) comme système de distribution de chaleur, des températures de départ de chauffage de 50 ° C et plus sont possibles dans certains cas. Si une optimisation du système de distribution de chaleur n'est pas possible, un bivalent-alternatif Fonctionnement des pompes à chaleur et des chaudières, car les pompes à chaleur air/eau notamment ont des coefficients de performance nettement meilleurs à des températures extérieures plus élevées. En cas de températures extérieures basses (voir point d'équilibre), le 2ème générateur de chaleur prend en charge le chauffage du bâtiment.

Fig. 1.8 : Part de couverture d'une pompe à chaleur dans différents modes de fonctionnement

Le diagramme montre la part de couverture d'une pompe à chaleur pour les modes de fonctionnement bivalent-parallèle et bivalent-alternatif en fonction de la demande de chaleur du bâtiment pour un exemple de bâtiment.

1.3.4.9 Conception des pompes à chaleur eau glycolée/eau et eau/eau (fonctionnement bivalent)

En cas de fonctionnement bivalent des pompes à chaleur eau/eau et eau glycolée/eau, les mêmes relations s'appliquent en principe que pour les pompes à chaleur air/eau. Selon le système du système de source de chaleur, les autres facteurs de dimensionnement de la source de chaleur (capacité d'extraction de la pompe à chaleur, heures de pleine utilisation) doivent être pris en compte et ajustés.

1.3.4.10 Séchage de bâtiment / séchage de chape

Lors de la construction d'une maison, selon la méthode de construction, une certaine quantité d'eau est utilisée pour le mortier, le plâtre, le plâtre et le papier peint, qui ne s'évapore que lentement de la structure. De plus, la pluie peut augmenter l'humidité dans le bâtiment. En raison du taux d'humidité élevé dans l'ensemble du bâtiment, les besoins en chauffage de la maison augmentent au cours des deux premières saisons de chauffage.

Le bâtiment doit être séché avec des dispositifs spéciaux sur site. Si la puissance calorifique de la pompe à chaleur est limitée et que le bâtiment s'assèche en automne ou en hiver, un thermoplongeur électrique supplémentaire ou un chauffage de remplacement doit être installé conformément à VDI 4645. Ceci doit être pris en compte, en particulier avec les pompes à chaleur eau glycolée/eau, afin de compenser la demande de chaleur accrue et de soulager la source de chaleur.

1.3.5 Généralités sur le raccordement hydraulique des pompes à chaleur

Raccordement côté chauffage
Le raccordement côté chauffage doit être effectué par du personnel qualifié utilisant un équipement de protection individuelle. Vous trouverez les tailles de raccordement et les types de filetage respectifs dans les informations sur l'appareil de la pompe à chaleur. Lors du raccordement à la pompe à chaleur, les transitions doivent être maintenues en place avec une clé. Les tuyaux vides doivent être scellés après l'installation sur la pompe à chaleur.

Avant de raccorder la pompe à chaleur côté eau de chauffage, le système de chauffage doit être rincé afin d'éliminer les impuretés, les résidus de matériau d'étanchéité ou similaire. Une accumulation de résidus dans le condenseur peut entraîner une panne totale de la pompe à chaleur.
Une fois l'installation côté chauffage terminée, le système de chauffage doit être rempli, purgé et pompé.
Veuillez noter les points suivants lors du remplissage du système :

• l'eau de remplissage et d'appoint doit être de qualité eau potable (incolore, claire, sans dépôt)

  et être préfiltré (taille des pores max. 5 m). Pour plus d'informations, voir le chapitre 8.9 - Formations de pierre ...

• De plus, les instructions d'installation et d'utilisation des composants utilisés sur site (par exemple pompes, vannes, réservoirs de stockage ...) doivent être respectées.

1.3.6 Généralités sur le raccordement électrique des pompes à chaleur

1.3.6.1 Disjoncteur miniature et disjoncteur différentiel (RCD)

La taille et le type du disjoncteur requis peuvent être trouvés dans les documents fournis (documentation électrique, informations sur l'appareil, instructions) ou sur la plaque signalétique de la pompe à chaleur respective. L'utilisation d'un disjoncteur avec une caractéristique de déclenchement différente ou une valeur de déclenchement plus élevée n'est pas autorisée.

Selon les conditions d'utilisation et l'environnement d'installation, l'utilisation d'un RCD en amont est nécessaire. Les informations et conditions aux limites pour l'utilisation d'un disjoncteur différentiel comprennent : peuvent être trouvées dans les réglementations VDE généralement applicables. Si un disjoncteur différentiel est installé, il doit au moins correspondre au type de RCD spécifié dans les informations de l'appareil ou la documentation électrique de la pompe à chaleur.

1.3.6.2 Pose des câbles

Les conditions environnementales (ex. installation intérieure ou extérieure, pièce humide, ...) sont déterminantes pour la bonne exécution de l'installation électrique. Conformément à ces exigences, un type de câble approprié doit être utilisé et les câbles doivent être acheminés conformément à la réglementation.

1.3.6.3 Conception, planification du projet et installation de protection contre les surtensions / protection contre la foudre

À l'ère de la numérisation, du confort de vie et de la technologie du bâtiment en réseau, la protection contre la foudre et les surtensions des bâtiments résidentiels revêt également une importance capitale. Dans tous les nouveaux bâtiments résidentiels ainsi qu'en cas de modifications et d'extensions de l'installation électrique, une attention particulière doit être portée à l'utilisation de mesures de protection contre les surtensions. La conception, la planification et l'installation de la protection contre les surtensions/la protection contre la foudre relèvent de la responsabilité du planificateur ou de l'installateur.
Les parties suivantes de la norme DIN VDE 0100 réglementent :

-443 : QUAND des mesures de protection contre les surtensions doivent être prévues dans les installations et les bâtiments.

-534 : COMMENT le parafoudre doit être sélectionné, installé et installé dans le système électrique.

Selon l'interprétation technique de ces normes, il est possible de différencier les mesures obligatoires des mesures recommandées pour la protection contre les surtensions dans les bâtiments résidentiels.

Des mesures pour les lignes d'alimentation électrique introduites dans le bâtiment d'habitation sont actuellement obligatoires. Pour les lignes Internet, téléphoniques et câblées à large bande, la norme DIN VDE 0100-443 n'exige pas de mesures de protection contre les surtensions, mais les recommande seulement. Cependant, un concept de protection contre les surtensions sûr et efficace ne peut être atteint que si des parafoudres sont utilisés pour toutes les lignes électriques introduites, et donc également pour les lignes de communication.

Un parafoudre est donc requis à l'entrée du bâtiment pour chacune de ces lignes (alimentation, ligne téléphonique et câble haut débit). Dans le cas d'appareils terminaux sensibles de haute qualité ou si une partie du système nécessite une protection spéciale (par exemple une pompe à chaleur), il est nécessaire de vérifier si d'autres mesures de protection contre les surtensions sont nécessaires. Car malgré un parafoudre déjà installé à l'entrée du bâtiment, le couplage peut endommager les terminaux ou les pièces du système qui se trouvent à plus de 10 mètres du dernier parafoudre en raison de la longueur de leur câble. L'installation de dispositifs de protection contre les surtensions supplémentaires garantit que la tension est limitée en fonction de la résistance d'isolement des appareils électriques ou électroniques et que les dommages aux appareils sensibles sont évités.

L'aspect de la longueur du câble peut également être trouvé dans la norme DIN VDE 0100-534. La norme parle de la soi-disant "zone de protection efficace des dispositifs de protection contre les surtensions". Comme dans d'autres normes, celle-ci a été spécifiée à 10 mètres. Cela signifie que l'efficacité du dispositif de protection contre les surtensions dans l'alimentation peut ne plus être suffisante après 10 mètres.

Il est donc conseillé de vérifier si d'autres mesures de protection sont nécessaires. Ceux-ci doivent être installés au plus près de l'appareil à protéger (pompe à chaleur par exemple) ou dans le dernier sous-distributeur amont. Une protection supplémentaire contre les surtensions est donc particulièrement recommandée pour les composants d'une pompe à chaleur si

• la longueur du câble vers les terminaux sensibles ou les pièces du système est supérieure à 10 mètres,

• Des câbles s'étendant au-delà du bâtiment vers les composants externes du système (par exemple, la pompe à chaleur de l'unité externe) sont disponibles,

• Des boucles sont mises en place dans l'installation (par exemple lors de la pose de routeurs WLAN à courant fort/faible),

• il y a d'autres ou de grands bâtiments (par exemple des églises ou des gratte-ciel) à proximité.

Coordonner les mesures pour les parafoudres en aval avec le propriétaire et les adapter aux besoins de protection individuels du bâtiment ou du propriétaire. Ces exigences/recommandations s'appliquent exclusivement aux bâtiments sans système de protection externe contre la foudre. Un concept possible de protection contre la foudre et les surtensions pour protéger tous les composants d'un système de pompe à chaleur est illustré à la Figure 1.6.

Fig . : 1.9 Concept de protection contre la foudre et les surtensions utilisant le système M / M Flex comme exemple

Légende de la figure 1.9

Vous trouverez des informations supplémentaires, des fiches techniques et des documents de planification au sujet de la protection contre la foudre, par exemple sous www.dehn.de.

1.3.6.4 Raccordement électrique des pompes à chaleur (général)

Le raccordement électrique de la pompe à chaleur s'effectue à l'aide d'un câble standard à 5 conducteurs. Le câble doit être fourni par le client et la section de ligne choisie en fonction de la consommation électrique de la pompe à chaleur (voir annexe information appareil) et des réglementations VDE (EN) et VNB en vigueur.
Dans l'alimentation électrique de la pompe à chaleur, une déconnexion omnipolaire avec un écart de contact d'au moins 3 mm (par ex. être fourni (courant de déclenchement selon les informations de l'appareil de la pompe à chaleur respective).
Les composants concernés de la pompe à chaleur contiennent une protection interne contre les surcharges.

Lors du raccordement, le champ de rotation dans le sens horaire de l'alimentation de charge doit être assuré.

Ordre des phases : L1, L2, L3.

• La tension de commande est fournie via le gestionnaire de pompe à chaleur. Pour ce faire, un câble tripolaire doit être posé sur la base de la documentation électrique. Vous trouverez de plus amples informations sur le câblage du gestionnaire de pompe à chaleur dans la notice d'utilisation.

• Une ligne de communication blindée (J-Y (ST) Y ..LG) (fournie par le client - non comprise dans la livraison de la pompe à chaleur) relie le gestionnaire de pompe à chaleur au contrôleur WPIO intégré à la pompe à chaleur. Des instructions plus détaillées sont disponibles dans la notice d'utilisation du gestionnaire de pompe à chaleur et la documentation électrique.

Mention légale imprimer