Pompe à chaleur double service

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Votre étude thermique

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Principe d’une pompe à chaleur double service

Daikin Altherma
PAC air /eau double service

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Pompe à chaleur air / eau double service

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Le principe de la pompe à chaleur double service est  d’assurer la production de l’eau chaude sanitaire et le chauffage (et rafraîchissement) de la maison à partir de la même machine. On parle de pompe à chaleur air extérieur/eau : la chaleur est récupérée dans l’air extérieur pour être transférée dans un réseau hydraulique.

L’avantage premier de la pompe à chaleur double service est de réduire l’encombrement de la production de chauffage et d’eau chaude. La pompe à chaleur double service comprend un module hydraulique qui contient la plupart des éléments hydrauliques (circulateur, vase d’expansion, ballon d’eau chaude…).

La pompe à chaleur avec ballon intégré présente l’avantage d’une conception optimisée par le constructeur et un encombrement moindre (équivalent à celui d’un réfrigérateur : 180x600x730 (hxLxP) et peut facilement être installée dans un cellier ou une buanderie).

Un appoint électrique inclus dans ces machines permet d’atteindre des températures d’eau chaude suffisamment élevées et permet d’assurer le chauffage et la production d’eau chaude en cas de défaillance de la pompe à chaleur.

Ces machines sont performantes et bien valorisées par la RT2012.
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Notre bureau d’étude prend en compte toutes ces considérations pour vous préconiser des pompes à chaleur qui soient adaptées à votre projet. Ainsi vous pouvez choisir une pompe à chaleur double service en toute sécurité !
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a) Dimensionnement

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Le bon dimensionnement d’une pompe à chaleur double service est un élément important pour le confort de l’habitant.

Si la puissance de la pompe à chaleur double service est trop faible l’équipement aura du mal à fournir les températures de consignes demandées par l’utilisateur. Ce dernier risque de se retrouver avec une sensation d’inconfort dûe à des températures trop faibles. De plus pour essayer d’atteindre les températures demandées la pompe à chaleur fonctionnera en permanence au maximum de sa puissance, ce qui provoquera une usure précoce et un risque de gêne acoustique.

En revanche un surdimensionnement de la pompe chaleur double service entraînera un fonctionnement en sous-régime ce qui aura pour conséquence de dégrader les performances de la machine et d’augmenter le coût des consommations.

Il est donc important de confier le dimensionnement d’une pompe à chaleur double service à un professionnel

Le dimensionnement d’une pompe à chaleur double service va dépendre de la puissance à fournir dans chaque local déterminée par un bilan thermique local par local.

Nous réalisons un bilan thermique précis qui repose sur la modélisation thermique de votre projet.

Ce bilan thermique va dépendre principalement :

  • de la constitution des différentes parois,
  • de la compacité du projet,
  • de son orientation
  • de la zone géographique
  • du renouvellement d’air hygiénique

Seront également pris en compte la configuration et le volume des locaux à traiter.
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b)  Mise en œuvre

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Implantation groupe extérieur
Exemple d’implantation d’une unité extérieure

A défaut de préconisations de la part du fabricant les distances minimales suivantes sont à respecter :

  • Coté aspiration : 50cm
  • Coté soufflage : 1,5m
  • Au-dessus : 50cm
  • Autre coté : 50cm

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(1) Unité extérieure

Dès la conception, il est important d’étudier l’implantation de l’unité extérieure. Il faudra prévoir un accès à ce groupe de façon à pouvoir y réaliser les opérations de maintenance facilement. De plus les échanges thermiques avec l’air extérieur vont demander une bonne circulation de l’air autour du groupe. Il est donc important d’avoir un espace suffisamment dégagé autour du groupe.

Il peut être intéressant de positionner le groupe extérieur au sud ce qui favorisera le dégivrage de la machine grâce aux apports solaires.

Attention aux chutes de neige ou de glace qu’il pourrait y avoir en positionnant le groupe extérieur sous un pan de toit. Cela risquerait d’endommager la machine. Une casquette de protection peut être prévue.

Le groupe extérieur possède une liaison frigorifique avec l’unité intérieure. La distance à respecter entre le groupe extérieur et l’unité intérieure ne doit pas dépasser 30 mètres (en fonction des préconisations du constructeur). Il faut donc prendre cette donnée en compte lorsque l’on choisit la position de l’unité extérieure.
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Intégration acoustique :

Bien que les pompes à chaleur aient fait d’énormes progrès sur le plan acoustique ces dernières années, il convient toutefois de prendre certaines précautions pour intégrer au mieux les unités placées à l’extérieur vis-à-vis du voisinage :

  • Placer de préférence l’appareil hors de vue du voisinage direct, à partir d’une terrasse ou à partir d’une baie vitrée : abriter le groupe extérieur derrière un obstacle naturel formant un écran tel qu’un rideau d’arbustes, une haie, une butte de terre ou un mur de clôture en conservant une distance minimale ;
  • Ne pas le placer à proximité des chambres de la maison voisine ou de la maison équipée
  • Eviter la proximité d’une ou de plusieurs parois fortement réverbérantes.

Une fois la position du groupe extérieur définie il convient de le fixer proprement à son support de façon à éviter toute transmission vibratoire au bâtiment. Les points suivants seront à respecter :

  • Pour une mise en œuvre sur dalle béton : la dalle doit être désolidarisée du bâtiment (sans liaison rigide), prévoir un matériau résilient à base de caoutchouc entre la dalle est la structure ; l’unité extérieure devra reposer sur une paire de supports sol antivibration en caoutchouc ;
  • Pour une mise en œuvre sur châssis: des plots antivibratiles sont à prévoir entre l’unité extérieure et le support : plots en élastomère (type silent-bloc), plots à ressorts

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 Module hydraulique en cours d’installation :

Module hydraulique en cours d’installation 

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(2)   le module hydraulique

Pour faciliter les opérations d’entretien et permettre l’accès aux différents organes, il est conseillé de prévoir un espace suffisant tout autour du module hydraulique.

Il faut également avoir à l’esprit que le local qui accueillera le module hydraulique devra également accueillir les raccordements d’alimentation hydraulique avec tous les organes de protection (voir ci-dessous « raccordement hydraulique »).

Prévoir l’espace pour les nourrices avec les différents départs qui alimenteront les émetteurs de chauffage et les départs pour l’eau chaude sanitaire.

Prévoir à proximité une évacuation d’eaux usées pour évacuer les eaux lors de la vidange du ballon et le raccordement du disconnecteur.

Prévoir le passage des liaisons frigorifiques avec le groupe extérieur, et le raccordement électrique.
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(3)   Raccordement hydraulique

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(1) Groupe de sécurité

(2) Vanne d’isolement

(3) Filtre

(4) Compteur d’eau éventuelle

(5) Clapet de non retour type CA

(6) Disconnecteur non contrôlable Type CA

(7) Mitigeur thermostatique
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Raccordements hydrauliques - Alféa excellia duo - ATLANTIC Raccordements hydrauliques – Alféa excellia duo – ATLANTIC

Disconnecteur : un ensemble de protection de type CA est installé sur l’alimentation en eau (conduite de remplissage) du réseau de chauffage. Selon la norme NF EN 1717, le dispositif de protection doit être implanté dans un lieu aéré et non inondable. Il doit aisément être accessible et protégé contre le gel ou les températures extrêmes.

Le compteur est installé pour qualifier les apports d’eau (en option), il est situé en amont du dispositif de protection. Un ou des robinets d’isolement sont prévus.

Un ensemble de protection type EA, composé d’un clapet de non-retour anti-pollution contrôlable associé à une vanne placée en amont, doit être prévu en complément à une distance inférieure ou égale à 3 mètres du point de piquage, conformément au NF DTU 60.1 P1-1-1.

L’ensemble de protection de type CA installé sur la tuyauterie de remplissage du circuit de chauffage doit comporter les éléments suivants :

  • Un disconnecteur à zone de pression différente non contrôlable CA avec un filtre en amont ;
  • Une vanne d’isolement en amont pourvue d’un robinet d’essai ;
  • Une tuyauterie d’évacuation de la décharge du disconnecteur pouvant recevoir tout le débit de recharge, doit être raccordée au réseau d’eaux usées.

Les exigences suivantes sont à respecter :

  • Des points de fixation (colliers, équerres par exemple) maintiennent solidement l’ensemble de protection ;
  • Le sens du flux indiqué par une flèche sur le corps des composants est respecté ;
  • L’orifice de décharge est orienté vers le bas ;
  • L’entonnoir de décharge fourni avec le disconnecteur est impérativement utilisé ;
  • La tuyauterie de décharge du disconnecteur est raccordée au réseau d’eaux usées par une tuyauterie rigide diamètre 32mm. Une pente minimale de 3% est conservée. La tuyauterie ne comporte pas de contre pente. Un siphon est interposé sur la tuyauterie de décharge ;
  • En cas d’installation de compteur d’eau, celui-ci est positionné de manière à faciliter la lecture.

Raccordement hydraulique : il est préférable d’utiliser des flexibles de liaison pour éviter de transmettre le bruit et les vibrations au bâtiment.

Réducteur de pression : un réducteur de pression sur l’alimentation d’eau est à prévoir si la pression au point de puisage dépasse 4 bar. Ce réducteur est à installer au point de départ de la distribution d’eau froide de la maison et non au niveau de la production d’eau chaude sanitaire de manière à éviter un déséquilibre de pressions entre l’eau froide et l’eau chaude aux points de puisage.
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(4)   Vidange

Le ballon d’eau chaude sanitaire doit être vidangeable. La vidange doit comporter : un siphon et une canalisation d’un diamètre nominal de 32mm raccordée à la conduite d’évacuation des eaux usées.

Dans le cas d’un raccordement sur les réseaux d’eaux usées il faut prévoir un siphon à grande capacité de façon à éviter son désamorçage.

Il est important d’avoir un réseau d’évacuation à proximité de façon à faciliter les raccordements des évacuations des eaux provenant de la machine : disconnecteur hydraulique + vidange du ballon
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(5)  Raccordement électrique

La pompe à chaleur double service doit être alimentée directement (sans interrupteur externe) par des lignes spécifiques protégées en départ du tableau électrique par des disjoncteurs bipolaires dédiés à cette pompe à chaleur double service .

  • courbe D pour l’unité extérieure,
  • courbe C pour les appoints électriques chauffage et sanitaire

L’installation électrique doit obligatoirement être équipée d’une protection différentielle de 30 mA.

La section des câbles et le calibre des disjoncteurs sont donnés par les constructeurs. Leur valeur dépendra du type d’alimentation (mono ou Tri) et de la puissance absorbée par la machine.
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(6)  Distribution

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Liens utiles :

Tube pré-isolé – Rehau

Tube PER pré-gainé – Frans Bonhomme
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 –  Le réseau

Le plus souvent les réseaux de distribution sont réalisés en matériaux de synthèse. Leur facilité de mise en œuvre, l’absence de soudure, l’absence de corrosion, l’affaiblissement acoustique ainsi que les gains économique entre autres, ont permis un développement rapide de ces nouvelles technologies et une prise de part de marché significative.

Ils se présentent sous différentes formes qui pourront être utilisées en fonction de leur mise en œuvre.

Pour les passages, en faux plafond ou en apparent à l’air libre

Il est avantageux de choisir des tubes pré-isolés. Généralement livrés en couronnes, ces tubes se composent d’une gaine externe mince en PE ou en polypropylène, d’un isolant (calorifuge) continu en mousse de polyéthylène ou en polyuréthane. Ces produits permettent d’importantes économies sur les déperditions de chaleur. Ils permettent également d’éviter les phénomènes de condensation pour les réseaux d’eau froide (indispensable pour les PAC air/eau réversibles).

Pour les passages en ravoirage

Tout tube mis en œuvre dans un ravoirage doit pouvoir être remplacé en cas de défaillance. La mise en œuvre de ces réseaux se fait au travers d’un fourreau. Il existe des tubes pré-gainés qui permettent de gagner du temps sur les mises en œuvre. Les extrémités des fourreaux doivent dépasser du sol fini est être colmatées par une mousse en polyuréthane de façon à éviter les risque de condensation qu il pourrait y avoir dans le fourreau.
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Schéma de principe d’un collecteur

Schéma de principe d’un collecteur

Il est possible de se fournir en nourrice pré-équipée

EFIMATIC de Frans bonhomme

Collecteur modulable – Rehau
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–  Les nourrices / collecteurs

La position du collecteur doit être choisie judicieusement. Son emplacement doit :

  • Etre dissimulé
  • Etre accessible pour les opérations de maintenance
  • Doit limiter les longueurs de canalisation (un emplacement central peut être recommandé)
  • Etre à proximité de la pompe à chaleur double service

Il est judicieux d’indiquer sur chaque départ du collecteur la zone desservie.

Prévoir le calorifuge des collecteurs en laiton si la pompe à chaleur est réversible.
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Liens utiles :

purgeurs d’air automatiques

robinet de vidange
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 –  Purge et vidange

Des purgeurs d’air devront être prévus sur les points hauts des circuits. Leur rôle sera d’évacuer l’air présent à l’intérieur des réseaux qui peut apparaître avec la montée en température. Ces purgeurs devront être accessibles. Il est important lors de la pose et la conception du réseau de limiter la présence de point haut.

Les points bas du réseau devront eux être équipés de robinets de vidange de façon à pouvoir vider intégralement les réseaux. Il est judicieux de prévoir à proximité des points de vidange un réseau d’évacuation des eaux usées.
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(7)   Régulation

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La régulation et la programmation de la pompe à chaleur double service se fait à partir d’un boitier de commande. Il permettra de fixer les températures de consigne du logement.

La hauteur standard d’installation est de 1,50 m environ. Pour les logements soumis à l’accessibilité aux personnes handicapées, la hauteur d’installation du boîtier de commande doit être comprise entre 0,90 m et 1,30 m. Le boîtier doit être installé dans l’unité de vie.

Ce boitier devra être relié à un thermostat d’ambiance qui mesurera les températures au sein de l’habitation.

La figure ci-contre représente les règles à respecter pour la pose des thermostats d’ambiance ou sondes de température.
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c)   Maintenance

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Au moins une fois par an, le technicien de maintenance s’assure du bon fonctionnement général et effectue les opérations listées ci-après. Les opérations ne portant pas uniquement sur les pompes à chaleur double service sont également rappelées ci-après.

  • Vérification du fonctionnement de la pompe à chaleur et des appoints électrique éventuels ;
  • Vérification des connexions électriques ;
  • Vérification de la régulation
  • Contrôle visuel et auditif de l’ensemble (bruit anormal, panneau détaché, calorifuge, trace d’eau…) ;
  • Vérification de toutes les vis et écrous (capot, support…) ;
  • Contrôle d’étanchéité des installations contenant plus de 2kg de fluide frigorigène

Le technicien effectue un relevé de fonctionnement de l’installation. Ce relevé est reporté sur le carnet d’entretien et comparé avec la fiche de mise en service. Toute anomalie est signalée.
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