Solution

Rooftop hybride

Mis à jour le

Produit constitutif et fonctionnement de la solution

Produit constitutif

Rooftop hybride

Rooftop hybride

Principe de fonctionnement de la solution

Le rooftop hybride est une solution simple et performante pour assurer la ventilation, le chauffage et la climatisation des locaux de grand volume.

Un rooftop hybride est composé :

  • d’une pompe à chaleur (PAC) électrique air/air
  • d’un brûleur gaz
  • d’une régulation

Le rooftop hybride reprend les mêmes éléments constitutifs que le rooftop électrique à appoint gaz et permet d’assurer un confort de chauffage par gaz naturel et par électricité. La solution rootop hybride va plus loin : en garantissant à tout moment l’utilisation de l’énergie de chauffage la plus performante thermiquement ou économiquement, elle permet d’optimiser les consommations et par conséquent la facture énergétique.

Ainsi, le rootop hybride peut fonctionner en fonction de deux critères :

  • La performance énergétique : le générateur le plus performant en rendement ou COP démarre en premier.
  • La performance économique : le générateur qui produira le kWh de chauffage le moins cher démarre en premier.
Fonctionnement en mode performance énergétique

Par température extérieure douce (début et fin de l’hiver, les performances de la PAC sont meilleures que le rendement du brûleur. La PAC fonctionne donc seule ou en priorité.

Quand la température extérieure diminue, la puissance de la PAC baisse, mais son COP est toujours meilleur que le rendement du brûleur gaz. La PAC est donc toujours prioritaire et le gaz naturel vient l’appuyer pour satisfaire le besoin de chauffage.

Au cœur de l’hiver, le COP de la PAC, qui diminue avec la température extérieure, devient inférieur en énergie primaire au rendement du brûleur gaz. La PAC s’arrête et le brûleur gaz assure seul le besoin de chauffage.

Nous avons donc une température de bascule en énergie primaire : T bascule Ep

Illustration du fonctionnement en performance énergétique
Illustration du fonctionnement en performance énergétique
Fonctionnement en mode performance économique

Le fonctionnement en mode performance économique intègre le prix du gaz naturel et de l’électricité en plus des performances énergétiques.

A tout moment, le système compare le coût de production d’un kWh de chauffage par la PAC électrique (en fonction de son COP et du prix du kWh électrique) et le coût d’un kWh de chauffage par le gaz naturel (en fonction du rendement et du prix du kWh de  gaz naturel).

Nous avons donc une température de bascule en coût du kWh de chauffage ou en € : T bascule €. Cette température de bascule est différente de la température de bascule en énergie primaire car elle dépend non seulement des performances énergétiques des équipements, mais également du prix des deux énergies.

Illustration du fonctionnement en performance économique
Fonctionnement en mode performance économique

La solution Rooftop hybride est adaptée aux bâtiments de grands volumes, neufs ou existants, étanches et bien isolés :

de faible à moyenne hauteur (4 à 7 m) : au-delà, la stratification de l’air devient trop importante et la portée limitée, les solutions de chauffage par rayonnements sont alors souvent plus pertinentes

de surfaces plutôt importantes (> 3000 m2)

avec des besoins de renouvellement d’air importants

Les rooftops hybrides se déclinent en une multitude de gammes de puissance et de débits d’air, allant de 30 à 700 kW de puissance chaud et de 1000 à 60 000 m3/h pour les débits. Le rendement de la rampe gaz atteint environ 95 % sur PCI. Certains rooftops hybrides peuvent être munis d’un condenseur. Le rendement de l’appoint gaz peut alors atteindre 105% sur PCI.

La gamme de puissances de froid disponible est la même que la gamme des puissances chaudes, c'est-à-dire de 30 à 700 kW froid.

 

Atouts

  • La réversibilité de la PAC électrique qui peut aussi en été assurer un besoin de froid.
  • La garantie de fonctionnement avec la meilleure énergie au meilleur moment, soit en performance, soit en coût d’exploitation. Des coûts d’exploitation réduits grâce à l’arbitrage entre énergies à tout instant en mode chauffage : la garantie de la facture minimale.
  • Un confort de chauffage assuré grâce au gaz naturel : puissance toujours disponible (rendement de chauffage gaz atteignant 105 % sur PCI quelle que soit la température extérieure), montée en température rapide.
  • De très bonnes performances et un meilleur rendement en chauffage comparé à un rooftop électrique à appoint gaz, même par température extérieure basse.
  • Une durée de vie des équipements plus longue par rapport à un équipement réversible tout électrique.
  • Une sécurité de fonctionnement : si un équipement est défaillant, le basculement d’une énergie à l’autre est possible.
  • Une diminution de puissance électrique de pointe du bâtiment : en hiver le recours au gaz permet l’effacement de la pointe électrique.
  • Un éventail de solutions modulables, suivant les besoins et les moyens, grâce à l’association de la batterie gaz simple ou à condensation avec un groupe froid ou une PAC.
  • Pas de perturbation de la zone d’activité lors de la maintenance grâce à l’implantation possible en toiture.

Points de vigilance

  • Le coût d’investissement est d’au moins 15 à 20% supérieur au rooftop  électrique (pour la version sans condensation).
  • L’implantation nécessite 2 raccordements et 2 abonnements, l’un pour le gaz, l’autre pour  l’électricité.
  • La maintenance de la solution doit porter à la fois sur la partie électrique et la partie gaz.
  • Pour l’installation en toiture, s’assurer que la toiture peut supporter le poids du rooftop (environ 350 kg/m2)
  • Dans le cas des établissements recevant du public (ERP), plusieurs réglementations sont à respecter.

Saisie dans l’outil RT 2012

Le rooftop hybride est intégré dans la méthode de calcul Th-BCE de la RT2012. Il faudra donc veiller à dimensionner un appoint capable d’assurer 100% de la puissance chauffage et à spécifier au moteur de calcul comment se fait la bascule entre les deux équipements : généralement à une certaine température extérieure. 

Indication tarifaire

Le prix des rooftops hybrides varie fortement en fonction de la puissance, de la modulation des brûleurs et ventilateurs, des performances (condensation ou non) et du débit d’air. Il existe une large gamme de produits qui couvre tous les besoins.

D’une manière générale, le prix catalogue, hors installation, de ces équipements est de 200 €/kW chaud (pour les appareils les plus puissants) à 500 €/kW chaud (pour les appareils les moins puissants).

Le coût de ces appareils est de 10 à 15% supérieur à celui d’un appareil mono énergie tout électrique. Ce surcoût garantit néanmoins le fonctionnement avec l’énergie la plus rentable à chaque instant et permet une grande sécurité face à l’évolution future des coûts de l’énergie.

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