Produit

PAC absorption aérothermique

Mis à jour le
Solution innovante et très performante (rendement jusqu’à 165% / PCI), la PAC aérothermique à absorption gaz permet de répondre aux besoins thermiques (chauffage et l’eau chaude sanitaire) de bon nombre de bâtiment du secteur tertiaire. Elle peut également permettre de réaliser du rafraichissement grâce à ses versions réversibles.
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Fonctionnement de la PAC aérothermique à absorption gaz naturel

La pompe à chaleur (PAC) aérothermique à absorption gaz fonctionne selon le principe de récupération d'énergie gratuite présente dans l'environnement (l’air pour une PAC aérothermique). Ainsi, la chaleur récupérée est fournie à l'intérieur de la pièce ou du bâtiment à chauffer. La pompe à chaleur gaz est une pompe à chaleur qui fonctionne sur le principe de l'absorption gaz. Elle affiche des rendements saisonniers de l’ordre de 140 %.
La PAC aérothermique à absorption gaz est composée d'un « circuit noir » contenant une solution eau-ammoniac (7 kg d'ammoniac pour 10 kg d'eau environ). Ce « circuit noir » est scellé en usine afin de rendre impossible son ouverture. Seul le fabricant est habilité à intervenir sur le « circuit noir ». Aucune action de maintenance n’est à prévoir sur cette partie de la machine.
 

Schéma de fonctionnement d’une PAC aérothermique à absorption gaz
Schéma de fonctionnement d’une PAC aérothermique à absorption gaz

La PAC aérothermique à absorption gaz est aussi composée d'un bouilleur fonctionnant avec un brûleur gaz, d'un absorbeur, d'un évaporateur et d'un condenseur. Elle ressemble à une PAC classique sauf que le compresseur mécanique est remplacé par un compresseur thermochimique (mélange eau-ammoniac).

Ce sont les propriétés thermochimiques de ce mélange qui vont permettre de dépasser les 100 % de rendement en  valorisant trois sources de chaleur :

  • la condensation du fluide frigorigène (ammoniac) 
  • la réaction exothermique d’absorption entre l’ammoniac et l’eau 
  • la récupération sur les produits de combustion

 

Etapes de fonctionnement : 


1.    Dans un premier temps, le brûleur gaz chauffe le mélange eau-ammoniac ce qui va avoir pour effet de séparer les deux éléments (eau et ammoniac). 
2.    L'ammoniac sous forme de vapeur vient céder ses calories à la boucle du bâtiment en se condensant. 
3.    Il se re-vaporise en captant des calories dans l’air. 
4.    Les deux éléments se retrouvent dans l'absorbeur où l'eau liquide absorbe les vapeurs d'ammoniac. Cette réaction d'absorption est exothermique (dégage de la chaleur).
5.    La solution eau-ammoniac nouvellement formée vient elle aussi céder ses calories à la boucle de l'immeuble
6.    Elle retourne enfin dans le générateur pour que le cycle recommence.
Les modules actuellement disponibles permettent de fournir jusqu’à 38,4 kW de puissance de chauffage. Il existe des versions réversibles permettant de réaliser du rafraîchissement jusqu’à 17 kW de puissance. La PAC à absorption gaz peut produire de l’eau chaude sanitaire jusqu’à 70°C.
 

Carte d'identité du produit

 

PAC Absorption aerothermique gaz naturel - ht

Fonction

Chauffage seul

Rendement

152% ( A7/W50°C)

125% (A-7/W50°C)

Puissance

35.4 kW (A7/W50°C)

31.5 kW (A-7/W50°C)

Débit calorifique (gaz)

25.7 kW

Puissance electrique consommee

1 000 W

Plage de fonctionnement

[- 20°C, 45°C ]

tmax chauffage

65 °C

TMAX ECS

70°C à 50% de P

Delta T de fonctionnement

10°C

Débit eau machine (l/h) nominal

3 000

Maximal

4 000

Minimal 

 700

Volume d'eau dans l'appareil 

4 l

Poids

300 kg

Quantitité ammoniac

   7 kg

Eau

10 kg

 

Spécifications de la pac

Performance en chaud seul

Evolution des performances de la PAC en fonction de la température de génération et de la température extérieure

 

T amont (air extérieur , source froide) (°C)

T aval (eau) (°C)  
T production

- 15

- 7

2

7

20

30

1,27

1,41

1,66

1,75

1,75

35

1,27

1,41

1,66

1,75

1,75

45

1,14

1,27

1,44

1,52

1,75

50

1,05

1,17

1,37

1,44

1,66

60

0,92

1,02

1,17

1,24

1,42

Evolution des performances de la PAC en fonction de la température de génération et de la température extérieure
Evolution des performances de la PAC en fonction de la température de génération et de la température extérieure

Performance en froid (machine réversible)

Les rendements en production de froid se situent autour de 0,7. Ce produit est donc adapté aux bâtiments ayant des besoins en rafraîchissement limités tels que des bureaux peu climatisés ou des bâtiments de santé où l’on ne climatiserait que les pièces communes.

Pertinence de la PAC en fonction de la taille du projet et de son secteur d’activité
Pertinence de la PAC en fonction de la taille du projet et de son secteur d’activité

 Pour des puissances < 40 kW il n’existe pas à date de produit commercialisé et pour des puissances > 300 kW la multiplication des modules n’est plus pertinente. 

Pour des bâtiments climatisés, la PAC absorption n’est pas adaptée pour la part de climatisation mais reste très intéressante pour la production de chauffage et / ou d’ECS.

Pour des besoins entre 40 kW et 300 kW, peu ou pas climatisés, la PAC absorption est parfaitement adaptée
 

Télécharger l’ensemble des performances de la PAC absorption aérothermique réversible

Dimensionnement de la PAC aérothermique à absorption gaz

Le dimensionnement d’une installation avec une PAC aérothermique à absorption gaz doit permettre à la PAC de couvrir la base des besoins, l’appoint étant assuré par une chaudière à condensation, afin d’atteindre un optimum technico-économique. Habituellement, 70 % des besoins du site sont couverts avec 50 % de la puissance maximum[1].


Si le système de pompe à chaleur est dimensionné sur la pointe de puissance, il existe un risque de s’éloigner de cet optimum technico-économique.

[1] En dimensionnant en base + appoint, il faut donc trouver le nombre adéquat de PAC à installer pour qu’elles assurent la plus grosse part des besoins de chauffage.

Selon le projet, il est envisageable d’installer plusieurs PAC absorption :

Exemples de dimensionnements de la pac aérothermique
Exemples de dimensionnement de la PAC absorption aérothermique

Niveau de température lors du couplage avec une chaudière

La température maximum de génération d’une PAC en chauffage seul est de 65°C. La machine réversible peut monter jusqu'à 60°C. Toutes fonctionnent avec des boucles d'eau où la différence de température entre le départ et le retour chauffage est de 10°C.

Les températures maxi de retour de chauffage sont donc respectivement de 55°C et de 50°C

Lorsque la chaudière vient en appoint de la PAC en chauffage, il faut qu'elle soit au même régime d'eau. Sinon, si la température de retour augmente, la PAC va s’arrêter automatiquement par mesure de sécurité afin d’assurer la stabilité du mélange eau-ammoniac.

Suite à un arrêt dû à une température de retour trop haute, la PAC redémarre automatiquement sans intervention humaine.

Mise en oeuvre d'une PAC aérothermique à absorption gaz

Dimensions de la PAC aérothermique à absorption gaz (version insonorisée et standard)
Dimensions de la PAC aérothermique à absorption gaz (version insonorisée et standard)

Une pompe à chaleur aérothermique à absorption gaz doit échanger avec l'air extérieur : elle s'installe donc exclusivement dehors.

Implantation à l'extérieur

Les pompes à chaleur s’installent toujours dans des endroits non accessibles au public ou rendus inaccessibles via une clôture d’une hauteur minimale de 2 m. Elles peuvent s’installer soit au sol, soit en toiture terrasse, et sur un socle incombustible M0. Les exigences en termes de protection contre l’incendie définissent des distances à respecter entre la ou les PAC et :

  • La limite de propriété.
  • Toute propriété tierce (les voisins).
  • Le bâtiment qu’on dessert (soi-même).
     

Cette distance à respecter est déterminée en fonction du type de bâtiment (logement, bureau, établissement recevant du public) et de la puissance (calorifique ou utile) installée.

 

Télécharger la note d'information relative à l’implantation d’une PAC aérothermique à absorption gaz en immeubles de bureaux ou en ERP
Télécharger la note d'information relative à l'implantation d'une PAC aérothermique à absorption gaz en logements collectifs
Illustration d’une implantation au sol dans une zone rendue inaccessible au public pour un immeuble de logement
Illustration d’une implantation au sol dans une zone rendue inaccessible au public pour un immeuble de logement
Illustration d’une implantation au sol (ou en terrasse) dans une zone rendue inaccessible au public pour un bâtiment recevant du public
Illustration d’une implantation au sol (ou en terrasse) dans une zone rendue inaccessible au public pour un bâtiment recevant du public

Maintenance de la PAC aérothermique gaz

La maintenance d’une PAC absorption aérothermique est simple et n’implique que quelques opérations supplémentaires par rapport à une chaudière à condensation.


Retrouvez ci-dessous la liste des actions de maintenance ainsi que leur fréquence :

Actions annuelles

Vérifier l'état général de l'unité ( visuel, acoustique)
Vérifier  la propreté de la batterie de l'échangeur à air
Vérifier la fonctionnalité du dispositif de contrôle du débit d'eau
Vérifier /rétablir le débit hydraulique normal
Vérifier le pourcentage CO2 dans les fumées (unité à pleine puissance)
Vérifier la pression de gaz, statique et dynamique du brûleur
Vérifier / nettoyer l'évacuation des condensats
Vérifier / rétablir la pression hydraulique de l'installation
Vérifier que l’installation régule normalement
Vérifier que l’unité fonctionne sans courts cycles

Actions à reproduire tous les 2 ans

Nettoyer la chambre de combustion
Nettoyer le brûleur / remplacer les joints
Nettoyer les électrodes d'allumage et de détection de flamme / remplacer les joints

Actions à faire tous les 4 ans

Nettoyer le générateur / remplacer l'isolant thermique intérieur
Remplacer les électrodes d'allumage et d’ionisation
Remplacer le boîtier de contrôle de flamme Brahma
Remplacer le condensateur électrique
Nettoyer la batterie de l’échangeur à air

Actions à reproduire tous les 6 ans ou toutes les 12 000 heures de fonctionnement

Remplacer les courroies de la pompe à solution

 

Tableau de maintenance

Indication tarifaire de la PAC aérothermique gaz

Le prix installateur d’un module de 36,4 kW est généralement compris entre 13 et 15 k€ net.

Fabricants de la PAC aérothermique gaz

  • France Air
  • De Dietrich
  • Bosch

Solutions utilisant ce produit

PAC absorption aérothermique et Chaudière à condensation

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