Hybridation performante : Comment maitriser les schémas hydrauliques de référence ?

Ce webinaire présente un outil opérationnel, basé sur des schémas hydrauliques de référence validés par des experts, pour des projets résidentiels et tertiaires.
Il aide à comparer les stratégies d’hybridation et à identifier les points de vigilance afin de sécuriser les choix techniques et optimiser les performances (PAC + chaudière).

Cegibat est heureux de participer à cet événement organisé par notre partenaire ICO.

Au programme :

• La genèse et les objectifs de l’outil
• Les différentes stratégies d’hybridation : Hybridation totale, partielle et mono-circuit, Impacts sur les performances et les usages
• Choix techniques et points de vigilance
• Les schémas hydrauliques de référence : Schémas simple service (chauffage seul), Schémas double services (chauffage / ECS), Schémas triple services (chauffage / rafraîchissement / ECS)
• Prise en main de l’outil : Comment l’utiliser concrètement ? Cas d’usage

1- L'hybridation des productions de chaleur pour les réseaux de chaleur et notamment la problématique de fonctionnement simultané de moyens de productions fonctionnant à des régimes de températures différents seront-ils abordés?

Nous n'allons pas l'aborder ici mais dans ce cas aussi l'hybridation est tout à fait envisageable, la PAC ayant un rôle de préchauffage et le RCU tout comme une chaudière gaz étant l'appoint. Aucun problème concernant les régimes de température différents entre la PAC et l'appoint car les PAC au R290 peuvent atteindre de stempératures de 80°C.

2- Quid des équipements avec des MTA ?

La logique reste la même. Raccorder le retour le plus froid de l'installation (donc le retour MTA) à la PAC. Complément par la chaudière. Compte tenu des températures nous pensons qu'il vaut mieux privilégier une PAC R290. Une installation de MTA ayant des températures de retour se situant entre 40 et 20°C pour une alimentation primaire à 65°C, le préchauffage des retours par la PAC est tout à fait pertinent .

3- Pourrait-on imaginer une production d'ECS à la place de la CTA ?

Oui, ou une sous station pour le second bâtiment. Pour comparer réellement la CTA en demande continue à une production ECS, il faut que cette dernière soit semi-instantanée plutôt que semi-accumulée et elle aussi en demande continue.

4- Qu'est ce que la Tbase de dimensionnement ?

 La Tbase de dimensionnement est la température de référence pour la zone climatique concernée : Dans l'exemple présenté -7°C pour la zone H1a.

5- Comment se gère le relais entre les PAC et la chaudière en cas de grand froid ?

Sur le schéma SS1 par exemple la sonde T7 va détecter le manque de chaleur et s'ouvrir pour que la chaudière vienne compléter. Suivant la logique de régulation choisie les deux générateurs vont fonctionner en même temps. On peut aussi choisir de couper la pompe à chaleur en dessous d'une certaine température.

6- Avons-nous du taux de couverture qui permet d'avoir des aides en MPR Copro?

Pour avoir les aides en MPR, il faut un taux de couverture > 70% et un gain d'efficacité énergétique de 35%.

7- Circulateurs primaire et secondaire en série ?

Avec un ballon PAC 3 piquages, le piquage entre l'arrivée de la PAC et le départ vers les circuits est commun mais le surplus de débit du primaire ou du secondaire passe par le ballon PAC. Le ballon sert donc de découplage hydraulique.

8- Sur le ballon 3 piquages ne faut-il pas favoriser les retours les plus froids pour favoriser les DT les plus hauts possible ?

Quelque soit le type de générateur, chaudière ou PAC, les retours les plus froids apporteront toujours plus de performance. C'est pourquoi il faut toujours sélectionner le bon type de raccordement de la PAC selon les circuits présents sur l'installation : Hybridation Totale, Partielle ou Mono-circuit.

9- Est-ce que les schémas d'hybridation sont intégrés en préconisation par les fabricants au sein de leur notice de mise en oeuvre?

Concernant Atlantic, on retrouve dans les notices d'installations et les référentiels techniques, les différents schémas d'hybridation qui sont accompagnés d'une analyse fonctionnelle, du paramétrage à réaliser au niveau de la régulation et du schéma de raccordement électrique. La formule est sensiblement la même chez les autres fabricants.

10- Comment gérez-vous le minimum technique de la chaudière gaz sur le schéma SS1 ?

Les contraintes des chaudières (contrainte de débit ou contrainte de débit et de température) sont prises en compte dans les schémas SS1 bis et SS1 ter. Le schéma SS1 quant à lui, présente une chaudière sans contraintes de débit et de température.

11- En présence d'un circuit CTA on prend les schémas DS ?

Les schémas DS3 et DS5 sont des schémas en hybridation mono circuit si le choix a été fait de ne pas hybrider un réseau.

12- Quid de la volonté du gouvernement d'écarter, même dans la réno, toute production en gaz ?

Les solutions gaz restent tout à fait possibles en rénovation et l’hybridation est une solution très pertinente, économiquement et techniquement, qui permet de répondre aux objectifs d’électrification du gouvernement, à coût raisonnable puisque les consommations sont assurées en moyenne à 70% par la PAC.

13- Sur une chaufferie gaz double service, hybrideriez-vous l'ECS ou non ? Comparatif des rendements avec des cycles de prod ECS rapprochés en raison des pertes de bouclage avec une température haute constante, et le maintien de la PAC à température d'eau de chauffage généralement plus bas.

Tout dépend de l'objectif de votre client. Pour une décarbonation et un taux de couverture maximal avec un fonctionnement de la PAC même en été le schéma DS est tout à fait pertinent. De plus, sa performence peut être au rendez-vous l'hiver, si comme sur le schéma DS4, la PAC suit la loi d'eau des circuits régulés chauffage et lorsque les retours primaire de l'échangeur ECS sont favorables, ils viennent se cumuler dans le ballon PAC grâce à l'ouverture de la V3V V4. En mode été, la consigne PAC peut être calée sur la température primaire d'alimentation de la production d'ECS pour maximiser son taux de couverture (Cf. analyse fonctionnelle du schéma DS4).

14- Les schémas de principe devraient être complétés chacun d'un tableau de mode fonctionnement et statut ouverture/fermeture des Vannes , % Débit Pompe ... Est-ce prévu ?

Les analyses fonctionnelles seront jointes aux schémas pour préciser les différents points, status ouverture/fermeture des vannes...

15- Y-a-t-il un secours possible entre les deux pac ?

Oui bien sûr mais il faut le prévoir hydrauliquement.

16- Est-ce que le schéma est éligible au dispositif coup de pouce CEE dans l'hypothèse où on a une PAC qui ne traite que le chauffage et une PAC qui ne traite que l'ECS ?

Sur les fiches CEE PAC A/E, seuls sont éligibles les appareils dimensionnés pour répondre intégralement ou en partie aux besoins du bâtiment en chauffage ou en chauffage et en eau chaude sanitaire. Ne donnent pas lieu à la délivrance de certificats d’économies d’énergie les pompes à chaleur utilisées uniquement pour la production d'eau chaude sanitaire.

17- Comment dimensionner intelligemment la PAC ?

Nous préconisons un dimensionnement entre 15 et 40% des déperditions du bâtiment. Ce pourcentage dépendra de l'objectif du maitre d'ouvrage (décarbonation, …)

18- Comment est calculé le gain d'efficacité ?

On vient comparer l'énergie transmise à l'installation par la PAC par rapport à celle de la chaudière en tenant compte de l'évolution du COP de la PAC et du rendement de la chaudière.

19-  Prévoyez-vous toujours une chaudière qui couvre 100% du besoin?

Dans notre esprit oui, mais on peut aussi faire autrement. Le kW de la chaudière gaz étant beaucoup moins coûteux que celui d'une PAC, mettre en place une chaudière qui représente 100% du besoin permet aussi d'assurer un secours total. Mais on peut aussi envisager une puissance chaudière venant seulement compléter celle de la PAC pour les conditions extérieures de base. Attention ! à la seule condition que la PAC puisse fonctionner le jour le plus froid et que la stratégie adoptée au niveau de la régulation et du fonctionnement des générateurs soient prévus en ce sens. Mais à ce jour, les PAC au R290 peuvent généralement fonctionner sur des températures extérieures très basses avec tout de même des COP > à 2.

20- Aura-t-on également les analyses fonctionnelles pour chaque configuration ?

Oui ils sont présents dans cet outil pour chaque schéma.

21- Sur quel site avez-vous fait le tableau de fonctionnement totale, partielle et mono circuit (cout ,consommation et pourcentage de couverture?

Logiciel ThermoDim accessible depuis le site internet d'ATLANTIC.

22- Ne faut t-il pas prévoir un ballon tampon sur la chaudière car il peut y avoir des cycles très courts au vu des besoins réduits grace à la PAC ?

Non, sauf en cas de contrainte de débit ou de température de la chaudière. Mais dans ce cas, on partira sur une bouteille de découplage et non sur un ballon tampon.
 

23- Pour obtenir les CEE il est question de rester sur une couverture annuelle de 70 % de la PAC.Donc certaines configurations ne répondent pas à cette contrainte : vous confirmez ?

Notre retour d'expérience sur 21 instrumentations nous montre qu'une PAC dimensionnée à 25% des déperditions couvre les 70% des besoins demandés.

24- Est-ce qu'on aura aussi les points de vigilances pour chaque configuration ?

Oui, nous vous invitons à lire les analyses fonctionnelles des schémas qui vous intéressent.

25- Préconisez vous, quand les batteries terminales le permettent, de passer les circuits constants sur loi d'eau (avec V3V) pour optimiser fortement l'hybridation totale dans certains cas propices ?

Oui, plus les retours seront froids, meilleure sera la performance de la PAC et de la chaudière.

26- Comment sont gérés les detlaT max des PAC ?

Par la régulation des PAC.

27- Plus globalement n'y a-t-il pas confusion dans les statistiques de ventes, entre PAC hybride et Hybridation tant pour le neuf ( RE2020) qu'en rénovation ?

PAC hybride est généralement le nom appropié à la solution PAC+chaudière en maison individuelle. On différencie les PAC individuelles des PAC     collectives par leur niveau de puissance en kW.

28- Avez vous des installations fonctionnelles sur ces schématiques?

Oui les schémas proposés ont été mis en pratique.

29- Avez-vous des règles de dimensionnement du volume tampon en fonction du type de compresseur en L / KW ?

Cela dépend des fabricants de PAC. Ils n'ont pas tous les mêmes préconisations sur le sujet. Sinon il faut voir le guide RAGE sur la conception et le dimensionnement des volumes tampons.

30- J'ai un projet pour 2026/2027, vos schémas seront utiles, êtes-vous disponibles pour des questions ultérieurement ?

Oui, dans un premier temps via la rubrique contact du site de l'association ICO.