Arrêté du 17/04/15 abrogeant et remplaçant l’arrêté du 5 mars 2013 relatif à l’agrément de la demande de titre V relative à la prise en compte du système pompe à chaleur double service dans la réglementation thermique 2012

(BO du MEDDE n° 2015/9 du 25 mai 2015)

NOR : ETLL1506328A

Vus

La ministre de l’écologie, du développement durable et de l’énergie et la ministre du logement, de l’égalité des territoires et de la ruralité,

Vu la directive 2010/31/UE du Parlement européen et du Conseil en date du 19 mai 2010 sur la performance énergétique des bâtiments (refonte) ;

Vu le code de la construction et de l’habitation, notamment ses articles L. 111-9 et R. 111-20 ;

Vu l’arrêté du 26 octobre 2010 relatif aux caractéristiques thermiques et aux exigences de performance énergétique des bâtiments nouveaux et des parties nouvelles de bâtiments ;

Vu l’arrêté du 28 décembre 2012 relatif aux caractéristiques thermiques et aux exigences de performance énergétique des bâtiments nouveaux et des parties nouvelles de bâtiments autres que ceux concernés par l’article 2 du décret du 26 octobre 2010 relatif aux caractéristiques thermiques et à la performance énergétique des constructions ;

Vu l’arrêté du 30 avril 2013 portant approbation de la méthode de calcul Th-B-C-E prévue aux articles 4, 5 et 6 de l’arrêté du 26 octobre 2010 relatif aux caractéristiques thermiques et aux exigences de performance énergétique des bâtiments nouveaux et des parties nouvelles de bâtiments ;

Vu l’arrêté du 11 décembre 2014 relatif aux caractéristiques thermiques et aux exigences de performance énergétique applicables aux bâtiments nouveaux et aux parties nouvelles de bâtiment de petite surface et diverses simplifications ;

Vu l’arrêté du 19 décembre 2014 modifiant les modalités de validation d’une démarche qualité pour le contrôle de l’étanchéité à l’air par un constructeur de maisons individuelles ou de logements collectifs et relatif aux caractéristiques thermiques et aux exigences de performance énergétique applicables aux bâtiments collectifs nouveaux et aux parties nouvelles de bâtiment collectif,

Arrêtent :

Article 1er de l'arrêté du 17 avril 2015

L’arrêté du 5 mars 2013 relatif à l’agrément de la demande de titre V relative à la prise en compte du système pompe à chaleur double service dans la réglementation thermique 2012, est abrogé et remplacé par le présent arrêté.

Article 2 de l'arrêté du 17 avril 2015

Conformément à l’article 50 de l’arrêté du 26 octobre 2010 susvisé et à l’article 40 de l’arrêté du 28 décembre 2012 susvisé, le mode de prise en compte des pompes à chaleur double service dans la méthode de calcul Th-B-C-E 2012, définie par l’arrêté du 30 avril 2013 susvisé, est agréé selon les conditions d’application définies en annexe.

Article 3 de l'arrêté du 17 avril 2015

Le directeur de l’habitat, de l’urbanisme et des paysages et le directeur général de l’énergie et du climat sont chargés, chacun en ce qui le concerne, de l’exécution du présent arrêté, qui sera publié au Bulletin officiel du ministère du logement, de l’égalité des territoires et de la ruralité et du ministère de l’écologie, du développement durable et de l’énergie.

Fait le 17 avril 2015.

Pour la ministre du logement, de l’égalité des territoires et de la ruralité et par délégation :
La sous-directrice de la qualité et du développement durable dans la construction,
K. Narcy

Pour la ministre de l’écologie, du développement durable et de l’énergie et par délégation :
Le chef du service du climat et de l’efficacité énergétique,
P. Dupuis

Annexe

1. Définition du système « pompe à chaleur double service »

Au sens du présent arrêté, le système « pompe à chaleur double service » concerne les pompes à chaleur, à compression électrique ou à absorption gaz, double service, c’est-à-dire pouvant assurer le chauffage et l’ECS, en fonctionnement alterné, c’est-à-dire que les deux fonctions sont dissociées au travers d’une régulation permettant le basculement de l’une à l’autre.

Les pompes à chaleur double service à fonctionnement alterné sont désignées par les abréviations suivantes :

- PAC DS élec lorsque la PAC est à compression électrique,

- GAHP DS lorsque la PAC est à absorption gaz.

1.1. Description des systèmes considérés

1.1.1. Principe général

Les systèmes pris en compte dans le cadre du présent arrêté comprennent les composants suivants :

- Une « pompe à chaleur double service » en générateur de base de production ECS. Cette « pompe à chaleur double service » peut être en appoint ou en base en ce qui concerne le chauffage. Par extension, on peut également inclure le cas de plusieurs pompes à chaleur strictement identiques fonctionnant en parallèle (au même taux de charge),

- Un ballon de stockage principal pour l’ECS,

- Eventuellement un appoint pour la production ECS. Cet appoint peut être intégré au ballon ou séparé. Il peut s’agir d’un second ballon d’appoint avec son générateur propre.

Le choix de recourir à un appoint de production ECS dépend uniquement des contraintes de dimensionnement de chaque projet.

- Un échangeur serpentin ou double-enveloppe compris dans l’enveloppe isolante du ballon de stockage,

- Un circulateur pour le fonctionnement en production ECS,

- D’un dispositif de basculement entre les fonctions chauffage et production ECS basé sur une ou plusieurs vannes et circulateurs. Ce dispositif donne la priorité à la fonction ECS,

- Eventuellement un ou plusieurs autres générateurs de chauffage. Le choix de recourir à d’autres générateurs de chauffage dépend uniquement des contraintes de dimensionnement de chaque projet.

En termes de fonctionnement, une vanne 3 voies ou un autre organe de basculement à base de vannes et circulateurs permet une permutation du réseau d’eau chaude aval entre le réseau de chauffage et le ballon d’ECS. La permutation s’accompagne d’un ordre de commande à la « pompe à chaleur double service » afin que celle-ci adapte la température de l’eau chauffée au niveau requis par la production d’ECS. Cette régulation impose une priorité à la production d’ECS, qui se déclenche en fonction d’une mesure de température de ballon de stockage. Le raccordement hydraulique ne permet pas d'avoir une production simultanée eau chaude de chauffage / ECS, la vanne 3 voies de permutation chauffage / ECS étant une vanne tout ou rien.

Le basculement peut également être réalisé directement au niveau de la « pompe à chaleur double service », via deux condenseurs distincts pour le chauffage et l’ECS.

1.1.2. Technologies de « pompe à chaleur double service »

Les technologies de « pompe à chaleur double service » visées par le présent arrêté sont les suivantes :
- PAC DS élec air extérieur/eau ou eau glycolée/eau ou eau (de nappe)/eau ou sol/eau,
- GAHP DS air extérieur/eau haute température ou eau glycolée/eau haute température ou eau (de nappe)/eau haute température.

1.1.3. Normes d’essai

Technologie	Mode	Norme de référence
PAC DS élec air extérieur/eau, eau de nappe/eau, eau glycolée/eau	Mode chauffage	NF EN 14511 Climatiseurs, groupes refroidisseurs et PAC avec compresseur entraîné par moteur électrique pour le chauffage et la réfrigération
	Mode production ECS	NF EN 16147 Pompes à chaleur avec compresseur entraîné par moteur électrique – Essais et exigences pour le marquage des appareils pour ECS. La température de référence de l’essai est fixée à 52,5°C.
PAC DS élec Sol/eau	Mode chauffage	NF EN 15879 Essais et détermination des caractéristiques des pompes à chaleur à détente directe avec le sol avec compresseur entraîné par moteur électrique pour le chauffage et/ou la réfrigération des locaux
PAC DS élec Sol/eau	Mode production ECS	NF EN 16147 Pompes à chaleur avec compresseur entraîné par moteur électrique – Essais et exigences pour le marquage des appareils pour ECS.
GAHP DS air extérieur/eau, eau de nappe/eau, eau glycolée/eau	Mode chauffage	NF EN 12309-2 (août 2000) Appareils de climatisation et/ou pompes à chaleur à ad- et absorption fonctionnant au gaz de débit calorifique sur PCI n’excédant pas 70 kW – Partie 2 : utilisation rationnelle de l’énergie.
	Mode production ECS	NF EN 12309-2 (août 2000) Appareils de climatisation et/ou pompes à chaleur à ad- et absorption fonctionnant au gaz de débit calorifique sur PCI n’excédant pas 70 kW – Partie 2 : utilisation rationnelle de l’énergie.

Tableau 1: normes de caractérisation des performances (coefficient de performance et puissance absorbée) pour les « pompes à chaleur double service »

2. Domaine d’application

La présente méthode s’applique pour tout type de bâtiment, et dans toute zone climatique.

Elle concerne les générateurs thermodynamiques quelle que soit la gamme de puissance, et quel que soit le volume de la capacité de stockage d’ECS.

Le présent arrêté ne concerne que les « pompes à chaleur double service » intégrées dans l’une des configurations définies précédemment. Il ne concerne notamment pas les « pompes à chaleur double service » employées en tant qu’appoint en production ECS d’un autre générateur ou dispositif (par exemple solaire thermique). Il exclut également la présence d’un ballon de chauffage chargé par la « pompe à chaleur double service » en plus du ballon de stockage ECS.

Le présent arrêté ne prévoit pas de valorisation des générateurs thermodynamiques doubleservice réversibles, offrant une fonction de refroidissement ou de rafraîchissement en période d’été.

3. Méthode de prise en compte dans les calculs pour la partie non directement modélisable

3.1. FICHE ALGORITHME C_Gen_Pompe à chaleur à compression électrique double service à fonctionnement alterné

3.1.1. Introduction

La présente fiche algorithme décrit la prise en compte des PAC à compression électrique doubleservice à fonctionnement alterné.

Les technologies de PAC DS élec visées par la présente fiche sont les suivantes :
- PAC DS élec air extérieur/eau,
- PAC DS élec eau glycolée/eau,
- PAC DS élec eau (de nappe)/eau,
- PAC DS élec sol/eau

3.1.2. Nomenclature

Le tableau suivant donne la nomenclature des différentes variables du modèle.

Tableau 2 : Nomenclature du modèle

3.1.3. Description mathématique

3.1.3.1. Description des performances à pleine charge

Pour les différentes technologies concernées, la description des données à pleine charge (COP et Pabs) repose sur les mêmes hypothèses que celle des PAC à compression électrique de chauffage et de production ECS. Les paramètres de performance sont donc définis de manière indépendante pour le mode chauffage et pour le mode production ECS.

Les formats des paramètres pour un mode donné ainsi que les traitements réalisés en fonction des statuts de données sont identiques à ceux de la machine mono-fonction décrite dans les chapitres « 10.21 C_Gen_Thermodynamique électrique » et « 10.26 C_Gen_Generateurs thermodynamiques electriques sur source sol » de la méthode Th-BCE.

La ou les puissances absorbées à pleine charge ont toujours le statut de valeur déclarée. Aucune correction liée au statut de données n’est appliquée à ce niveau. A minima, une valeur de puissance absorbée doit être saisie pour chaque valeur de COP saisies.

Pour les coefficients de performance (COP) saisis par l’utilisateur, les différents statuts de données associées sont les suivants :

- certifiée : la valeur est certifiée par un organisme indépendant accrédité selon la norme en vigueur par le COFRAC ou tout autre organisme d’accréditation signataire de l’accord européen multilatéral pertinent pris dans le cadre de la coordination européenne des organismes d’accréditation, sur la base des normes de caractérisation.

- justifiée : la valeur utilisée dans la calcul est mesurée au cours d’un essai réalisé par un laboratoire indépendant et accrédité selon la norme NF EN ISO/CEI 17025 par le COFRAC ou tout autre organisme d’accréditation signataire de l’accord européen multilatéral pertinent pris dans le cadre de la coordination européenne des organismes d’accréditation sur la base des normes de caractérisation.

- déclarée : la valeur pivot est déclarée par le fabricant du produit.

- par défaut : aucune information disponible.

En fonction du statut des données, la valeur de COP, COPutil, utilisée dans le calcul est définie dans le tableau suivant :

Concernant les statuts « Déclaré » et « Par défaut », seule la valeur pivot peut être saisie.

PAC DS élec air extérieur/eau (idsyst_ther_ds = 1)

PAC DS élec eau de nappe/eau (idsyst_ther_ds = 2)

PAC DS élec eau glycolée/eau (idsyst_ther_ds =3)

PAC DS sol/eau (idsyst_ther_ds =4)

3.1.3.2. Description des performances à charge partielle

La description des performances à charge partielle n’est renseignée qu’une fois pour les deux postes et est identique à celle d’un générateur monoposte de chauffage. En outre, on ne renseigne qu’une seule fois la puissance d’auxiliaire de la machine pour les deux postes.

Voir méthode Th_BCE, paragraphes « 10.21.3.6 Fonctionnement à charge partielle ou nulle » pages 784 à 787, et « 10.21.3.6.2.1 : Valeurs déclarées et par défaut » page 789.

Une vue d’ensemble est proposé ci-dessous :

Figure 1: processus de paramétrage du fonctionnement à charge partielle ou nulle

Les différents statuts pour les paramètres Taux, LRcontmin et CcpLRcontmin sont les suivants :

- certifiée : la valeur est certifiée par un organisme indépendant accrédité selon la norme NF EN 45011 par le COFRAC ou tout autre organisme d’accréditation signataire de l’accord européen multilatéral pertinent pris dans le cadre de la coordination européenne des organismes d’accréditation. La valeur utilisée dans le calcul est égale à la valeur certifiée.

- justifiée : la valeur est justifiée par un essai effectué par un laboratoire indépendant et accrédité selon la norme NF EN ISO/CEI 17025 par le COFRAC ou tout autre organisme d’accréditation signataire de l’accord européen multilatéral pertinent pris dans le cadre de la coordination européenne des organismes d’accréditation. La valeur utilisée dans le calcul est égale à la valeur déterminée selon le logigramme de la figure ci-dessus

- Par défaut : la valeur n’est ni justifiée ni certifiée. La valeur utilisée dans le calcul est égale à la valeur déterminée selon le logigramme de la figure ci-dessus

Par ailleurs, le Taux_ch permet de calculer en début de simulation la puissance d’auxiliaires de la PAC, par rapport à la puissance absorbée à pleine charge en chauffage au point pivot :

3.1.3.3. Algorithme horaire de prise en compte de la PAC DS élec

Le fonctionnement en mode ECS est prioritaire sur le fonctionnement en mode chauffage. Tant que le besoin en eau chaude sanitaire n’est pas couvert entièrement, le générateur ne fournit pas d’énergie en chauffage.

Au pas de temps où le besoin en chauffage est nul, notamment hors saison de chauffage, le basculement en mode chauffage n’a pas lieu. Le comportement de la machine est alors modélisé uniquement par l’algorithme en mode ECS.

La méthode Th-BCE («10.15 C_Gen_Gestion/régulation de la génération ») prévoit un double appel séquentiel des PAC DS élec : on décrit dans un premier temps complètement le fonctionnement en ECS du générateur, puis son fonctionnement en chauffage lors d’un second appel.

Les algorithmes de description des performances de la machine sont décrits par deux sousalgorithmes :

- Sous-algorithme du mode ECS : le processus est celui décrit au chapitre « 10.21.3.4 Fonctionnement à pleine charge en conditions non-nominales en mode ECS».

- Sous-algorithme du mode chauffage : le processus est celui décrit aux chapitres
« 10.21.3.3 Fonctionnement à pleine charge en conditions non-nominales en mode chauffage» et « 10.21.3.6 Fonctionnement à charge partielle ou nulle » du chapitre « 10.21 C_Gen_Thermodynamique électrique » de la méthode Th-BCE.

Figure 2: sous-décomposition d’un pas de temps en double service

Ces deux sous-algorithmes sont écrits de manière à éviter de prendre en compte deux fois les puissances d’auxiliaires en période de chauffage. Ils sont détaillés ci-dessous.

Figure 3: PAC élec. en fonctionnement alterné : algorithme de prise en compte des performances au pas horaire

Dans le schéma ci-dessus, les fonctions ValPabs(θaval,θamont) et ValCOP(θaval,θamont) représentent les fonctions d’interpolations permettant d’obtenir les performances à pleine charge dans des conditions données à partir des matrices définies en paramètres (voir 10.21.3.3.1.1.3 pages 724/725 de la méthode Th-BCE).

3.2. FICHE ALGORITHME C_Gen_Pompe à chaleur à absorption gaz double service en fonctionnement alterné chauffage et ECS

3.2.1. Introduction

La présente fiche algorithme décrit la prise en compte des pompes à chaleur à absorption gaz double service à fonctionnement alterné.

Les technologies de GAHP DS visées par la présente fiche sont les suivantes :
- GAHP DS air extérieur/eau haute température,
- GAHP DS eau glycolée/eau haute température,
- GAHP DS eau/eau haute température.

3.2.2. Nomenclature

Le tableau suivant donne la nomenclature des différentes variables du modèle.

Tableau 3 : Nomenclature du modèle

3.2.3. Description mathématique

3.2.3.1. Description des performances à pleine charge

Pour les différentes technologies concernées, la description des données à pleine charge (GUE et Pabs) est identique à celle des machines à absorption gaz de chauffage/de production ECS.

Les formats des paramètres pour un mode donné ainsi que les traitements réalisés en fonction des statuts de données sont identiques à ceux de la machine mono-fonction décrite dans le chapitre « 10.22 C_Gen_Thermodynamique gaz » de la méthode Th-BCE.

La ou les puissances absorbées et la ou les puissances d’auxiliaires électriques à pleine charge ont toujours le statut de valeurs déclarées. Aucune correction liée au statut de données n’est appliquée à ce niveau. A minima, une valeur de puissance absorbée et une valeur de puissance d’auxiliaire doit être saisie pour chaque valeur de GUE.

Pour les coefficients de performance GUE saisis par l’utilisateur, les différents statuts de données sont les suivants :

- certifiée : la valeur est certifiée par un organisme indépendant accrédité selon la norme NF EN 45011 par le COFRAC ou tout autre organisme d’accréditation signataire de l’accord européen multilatéral pertinent pris dans le cadre de la coordination européenne des organismes d’accréditation, sur la base de la norme de caractérisation des performances en vigueur (NF EN 12309-2).

- justifiée : la valeur est mesurée au cours d’un essai réalisé par un laboratoire indépendant et accrédité selon la norme NF EN ISO/CEI 17025 par le COFRAC ou tout autre organisme d’accréditation signataire de l’accord européen multilatéral pertinent pris dans le cadre de la coordination européenne des organismes d’accréditation, sur la base de la norme de caractérisation des performances en vigueur (NF EN 12309-2).

- déclarée :la valeur du GUE pivot est déclarée par le fabricant du produit.

- par défaut : aucune information disponible.

En fonction du statut des données, la valeur de GUE, GUEutil, utilisée dans le calcul est définie dans le tableau suivant :

3.2.3.2. Description des performances à charge partielle ou nulle

La description des performances à charge partielle est renseignée pour le générateur en fonction chauffage. En outre, on ne renseigne qu’une seule fois la puissance d’auxiliaire de la machine pour les deux postes.

La saisie et le traitement des paramètres de performances à charge partielle ou nulle sont ceux prévus par la méthode Th-BCE pour le poste chauffage, tels que décrits dans le paragraphe « 10.22.3.6.4.1 Valeurs déclarées et par défaut » page 859 à 861.

On rappelle par ailleurs que :

Figure 4: processus de paramétrage du fonctionnement à charge partielle ou nulle

Les différents statuts pour les paramètres LRcontmin_ch, CcpLRcontmin_ch, Paux0, Pertesch et Rdtcomb_ch
sont les suivants :

- certifiée : la valeur est certifiée par un organisme indépendant accrédité selon la norme NF EN 45011 par le COFRAC ou tout autre organisme d’accréditation signataire de l’accord européen multilatéral pertinent pris dans le cadre de la coordination européenne des organismes d’accréditation. La valeur utilisée dans le calcul est égale à la valeur certifiée.

- justifiée : la valeur est justifiée par un essai effectué par un laboratoire indépendant et accrédité selon la norme NF EN ISO/CEI 17025 par le COFRAC ou tout autre organisme d’accréditation signataire de l’accord européen multilatéral pertinent pris dans le cadre de la coordination européenne des organismes d’accréditation. La valeur utilisée dans le calcul est égale à la valeur déterminée selon le logigramme de la figure ci-dessus

- Par défaut : la valeur n’est ni justifiée ni certifiée. La valeur utilisée dans le calcul est égale à la valeur déterminée selon le logigramme de la figure ci-dessus

3.2.3.3. Algorithme horaire de prise en compte du générateur

La méthode Th-BCE («10.15 C_Gen_Gestion/régulation de la génération ») prévoit un double appel séquentiel des générateurs double-service : on décrit dans un premier temps complètement le fonctionnement en ECS du générateur, puis son fonctionnement en chauffage lors d’un second appel.

Les algorithmes de description des performances de la machine sont décrits par deux sousalgorithmes :

- Sous-algorithme du mode ECS : le processus est celui décrit au chapitre « 10.22.3.4 Fonctionnement à pleine charge en conditions non-nominales en mode ECS».

- Sous-algorithme du mode chauffage : le processus est celui décrit aux chapitres « 10.22.3.3 Fonctionnement à pleine charge en conditions non-nominales en chauffage», et « 10.22.3.6 Fonctionnement à charge partielle ou nulle » du chapitre « 10.22
C_Gen_Thermodynamique gaz » de la méthode Th-BCE.

Figure 5: sous-décomposition d’un pas de temps en double-service