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Mode de fonctionnement de la thermopompe
Les thermopompes fonctionnent dans plusieurs
modes de fonctionnement.
Monovalent
La thermopompe est, tout au long de l'année,
l'unique source de chaleur des bâtiments. Ce
mode de fonctionnement est particulièrement
adapté aux installations de chauffage à tempéra-
tures de préchauffage basses et est particulière-
ment utilisé en combinaison avec des thermo-
pompes saumure/eau ou eau/eau.
Mono-énergétique
La thermopompe est équipée d'un chauffage élec-
trique pour couvrir les charges de pointe. La ther-
mopompe couvre la majeure partie des besoins en
puissance calorifique. Le chauffage électrique
d'appoint ne s'allume que quelques jours par an,
lors de températures extérieures très basses et
soutient la thermopompe.
Bivalent alternatif
La thermopompe fournit la totalité de la chaleur de
chauffage jusqu'à une température extérieure
définie. Lorsque la température extérieure descend
en dessous de cette valeur définie, un deuxième
générateur de chaleur s'allume pendant que la
thermopompe s'arrête. Nous faisons ici une diffé-
rence entre le fonctionnement alternatif avec un
chauffage au fuel ou au gaz et un fonctionnement
régénératif à l'énergie solaire ou au bois. Ce
mode de fonctionnement est possible pour tous les
systèmes de répartition du chauffage.
Dimensionnement
Il est nécessaire, pour configurer et dimensionner
une installation de chauffage, de calculer exacte-
ment la charge de chauffe du bâtiment, suivant
DIN EN 12831 ou DIN V 18599. On peut égale-
ment déterminer le besoin en chaleur en fonction
de l'année de construction et du type du bâtiment.
Ä à la page 18 indique la charge de
Le tableau
chauffe spécifique de certains types de bâtiments.
Si on la multiplie par la surface à chauffer, on
obtient le rendement nécessaire de l'installation de
chauffage.
Lors d'un calcul exact, il faut définir différents élé-
ments. Le besoin en chaleur transmise, le besoin
en chaleur ventilée et un supplément pour la pro-
duction d'eau chaude donnent la somme de puis-
sance calorifique devant être préparée par l'instal-
lation de chauffage.
Pour déterminer le besoin en chaleur transmise,
on prend les surfaces de sol, de murs extérieurs,
de fenêtres, de portes et de toiture. On doit égale-
ment prendre en compte les matériaux de cons-
truction utilisés, donnant différents coefficients de
passage de chaleur (la valeur U). On doit égale-
ment avoir la température ambiante et la tempéra-
ture extérieure normalisée, la température
moyenne extérieure la plus basse, de l'année.
L'équation de détermination du besoin en chaleur
transmise est Q=A x U x (t
individuellement pour toutes les surfaces de ferme-
ture de pièces.
Le besoin en chaleur ventilée prend en compte la
fréquence d'échange de la température ambiante
chauffée contre la température extérieure plus
froide. On prend, en plus de la température
ambiante et de la température extérieure norma-
lisée, le volume ambiant V, le taux de renouvelle-
ment d'air n et la capacité de chaleur spécifique c
de l'air. L'équation est la suivante : Q=V x n x c (t
t
) Le supplément pour la préparation d'eau
A
chaude est, selon la norme VDI 2067, par per-
sonne de : 0,2 kW.
Exemple
Nous avons pris comme exemple un immeuble
commercial avec une surface de travail de 550 m
une surface de bureaux de 80 m
chaleur d'env. 50 W/m
2
. La charge de chauffe est
de 31,5 kW. Avec un supplément en eau sanitaire
de 2,5 kW pour le domaine sanitaire, on obtient
une puissance calorifique à atteindre de 34 kW. En
fonction du support énergétique, il faut encore
ajouter un supplément pour prendre en compte
des éventuels temps de blocage. Le dimensionne-
ment et la détermination du point de bivalence de
la thermopompe sont calculés d'après le dia-
gramme de puissance calorifique de la thermo-
pompe en fonction des températures aller (35 °C
pour un chauffage au sol ou activation du noyau de
béton dans l'exemple). On marque tout d'abord la
charge de chauffe à la température extérieure nor-
malisée (température la plus basse de l'année en
fonction de la région) et la limite de chauffe. Le
besoin en chaleur en fonction de la température
extérieure est saisi de manière simplifiée dans le
diagramme de puissance calorifique
(Voir la Fig. 10) en tant que ligne de liaison droite
entre la charge de chauffe et le début de la
chauffe. L'intersection de la droite avec la courbe
de rendement nominal de chauffe est marqué sur
l'axe X et on y lit la température du point de biva-
lence (d'env. -7 °C dans l'exemple). Le rendement
minimal du 2e générateur de chaleur est la diffé-
rence entre la charge de chauffe et la puissance
calorifique maximale de la thermopompe pendant
ces jours (dans l'exemple, le rendement néces-
saire pour couvrir la charge de pointe est d'env. 8
kW).
-t
), il doit être calculé
R
A
-
R
2
,
2
et un besoin de
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