Départs chauffage
Si l’installation existante présente des départs hautes températures (aérothermes, sous station, …) il faudra se poser la question de n’hybrider qu’une partie des réseaux de chauffage. Cette hybridation partielle aura pour conséquence une PAC de plus faible puissance (gain d’investissement) mais aussi permettra de faire travailler la pompe à chaleur avec de meilleurs COP.
Ci-dessous l’exemple d’une installation composée d’un réseau aérotherme de 100 kW alimenté à 70°C constant et d’un réseau radiateur de 150 kW en 60/40°C pour analyser les débits et les températures en hybridant en différents point du circuit.
L’analyse des débits et des températures donne les résultats suivants :
| T=-10°C | T=5°C | T=20°C | Synthèse |
Hybridation sur le retour général (point B) | 8,63 m3/h 45 °C | 5,5 m3/h 51 °C | 4,3 m3/h 70 °C | Débit de plus en plus faible et de plus en plus chaud |
Hybridation avant vanne trois voies uniquement du réseau régulé. (Point A) | 6,5 m3/h 40°C | 6,5 m3/h 30°C | 6,5 m3/h 20°C | Débit constant, températures toujours inférieures à 40°C. |
Hybridation juste du réseau régulé après V3V (Point C) | 4,33 m3/h 40 °C | 0,75 m3/h 30 °C | 0 m3/h 20°C | Températures toujours inférieures à 40°C mais débit de plus en plus faible. |
Dans cette configuration, il parait pertinent de n’hybrider que le réseau de chauffage régulé avant vanne trois voies.
Ici plus de détail sur les schémas hydrauliques avec une PAC hybride : Hydraulique de la PAC hybride.
Eau chaude sanitaire
Il faudra tout d’abord prendre en compte le poids de celle-ci sur les consommations globales du bâtiment. Est-ce que cela vaut le coup d’hybrider cet usage ou pas ? Ensuite trois points sont à scruter de près : le nombre de boucles du bouclage, la présence ou non d’un mitigeur en chaufferie ainsi que la taille du ballon ECS ou du ballon de stockage primaire (ECS semi instantanée ou semi accumulée).
En effet, chaque retour de boucle de distribution d’eau chaude sanitaire représente 150 litres d’eau un peu au-dessus de 50°C qui reviennent vers la chaufferie. 150 litres pour respecter le 0,2 m/s dans un DN15. Un mitigeur en chaufferie permet d’en « absorber » 56% qui repartent directement vers le départ ECS et donc qui ne reviennent pas vers le ballon. Voir : ECS et condensation, des pistes pour une ECS performante avec une chaudière gaz | Cegibat
Vous l’aurez compris, un ballon d’ECS primaire ou secondaire conséquent (semi accumulé) permettra à la production de se déclencher moins souvent pour combattre les pertes de bouclage. L’installation sera donc plus longtemps en mode chauffage donc avec des températures plus froides à gérer. En effet, en combattant du 51°C (température de retour du bouclage) les températures de retour de l’échangeur ECS seront autour de 55°C ce qui nécessiterait une pompe à chaleur capable de travailler avec des bons COP à ce niveau de température.
Toujours pour l’eau chaude sanitaire, si le schéma hydraulique met en série la production ECS et les départs chauffage.
La mise en route du mode ECS, de part les retours chauds (ici du 60°C car stockage primaire) mettra à l’arrêt une PAC basse température, il faudra alors plutôt envisager une hybridation partielle en se concentrant juste sur les réseaux de chauffage.
Pour l’ECS, nous recommandons de travailler sur un préchauffage de l’eau chaude sanitaire afin de pouvoir travailler sur la température la plus froide de l’usage : la température de l’eau de ville.
Encombrement et nuisance sonore
La place disponible en toiture ou au sol est également un point important à prendre en compte.
La multiplication des machines engendrera un espace plus important de par les distances de maintenance à respecter entre les appareils. Les distances de sécurité en cas de fuite de R290 par exemple (distance par rapport à tout débouché en toiture y compris les évacuations d’eau pluviale) auront aussi une incidence sur la taille de l’emplacement nécessaire aux pompes à chaleur.
Par exemple, pour la rénovation d’un immeuble de 39 logements construits en 1977 et situés à Paris 12ème, le bureau d’étude Pouget Consultants est arrivé à un encombrement de 42 m² (installation de 5 PAC de 40 kW au R32) pour une rénovation 100% via des pompes à chaleur. Comme seulement 30 m² étaient disponibles en toiture, la solution hybride a été retenue avec un encombrement de 26 m² seulement pour 4 PAC de 23 kW.
La nouvelle nuisance sonore due à l’implantation des pompes à chaleur à l’extérieur sera également à prendre en compte et des protections acoustiques seront peut-être à prévoir.
Puissance électrique disponible
Point évidemment à prendre en compte parce que les coûts sont parfois non négligeables.
Ci-dessous, quelques ordres de grandeur de coûts de raccordement Enedis en fonction de la puissance électrique absorbée par la nouvelle PAC installée en y ajoutant la puissance existante.
Coût du périmètre Enedis | Difficulté de mise en œuvre | |
Raccordement sur le compteur existant | 0 k€ HT |
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Raccordement en pied de colonne | 3 à 8 k€ HT |
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Raccordement avec LR commune à l’immeuble Nouveau coffret. LR=Liaison Réseau. | 4 à 10 k€ HT |
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Raccordement réseau avec CCPI dédié Coupe Circuit Principal Individuel | 10 à 15 k€ HT |
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Raccordement sur le poste HTA/BT PExistante + Pabsorbée PAC > 250 kVA | 20 à 30 k€ HT |
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Création d’un poste HTA/BT dédié au projet P absorbée PAC > 250 kVA | 50 à 120 k€ HT |
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Les délais de raccordement augmentent aussi plus on descend dans le tableau ci-dessus.
Une PAC hybride mettant en œuvre une PAC de plus faible puissance aura son raccordement électrique facilité.
Difficile en un seul article de détailler tous les points induits par l’implantation d’une pompe à chaleur sur un site existant. Ci-dessous un tableau qui nous semble exhaustif de l’ensemble des questions à se poser.
