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Timestamp: 2019-10-23 19:05:52+00:00
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Arrêté du 13/08/15 relatif à l’agrément des modalités de prise en compte des générateurs hybrides dans la réglementation thermique 2012 | AIDA
Arrêté du 13/08/15 relatif à l’agrément des modalités de prise en compte des générateurs hybrides dans la réglementation thermique 2012
(BO du MEDDE n° 2015/17 du 25 septembre 2015)
NOR : ETLL1518939A
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 ;
Article 1er de l'arrêté du 13 août 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 générateurs hybrides dans la méthode de calcul Th-BCE 2012, définie par l’arrêté du 30 avril 2013 susvisé, est agréé selon les conditions d’application définies en annexe.
Article 2 de l'arrêté du 13 août 2015
L’arrêté du 13 octobre 2014 abrogeant et remplaçant l’arrêté du 29 octobre 2012 relatif à l’agrément de la demande de titre V relative à la prise en compte du système générateur hybride dans la réglementation thermique 2012 est abrogé et remplacé par le présent arrêté.
Article 3 de l'arrêté du 13 août 2015
Annexe : Modalités de prise en compte des générateurs hybrides dans la réglementation thermique 2012
1.1. Description du système
Au sens du présent arrêté, un générateur hybride est un système de chauffage et de production d’eau chaude sanitaire et potentiellement de refroidissement composé :
- d’une chaudière à condensation à combustible liquide ou gazeux d’une puissance nominale inférieure à 70 kW;
- d’une pompe à chaleur électrique air extérieur/eau d’une puissance nominale utile inférieure à 5 kW ; d’un système de régulation permettant une commutation entre les deux générateurs en fonction de leurs performances en énergie primaire.
- dans le cas où la pompe à chaleur participe à la production accumulée d’eau chaude sanitaire, d’un ballon de stockage d’eau chaude sanitaire qui doit avoir un volume inférieur ou égale à 500 litres.
1.2. Fonctionnement du système « générateur hybride »
1.2.1. Fonctionnement du système pour le chauffage
Pour la partie chauffage, le système de régulation compare les performances des deux générateurs en fonction des trois paramètres suivants :
- la température amont (température extérieure) ;
- la température aval (température départ chauffage) ;
- la fréquence du compresseur de la pompe à chaleur électrique.
Dans le cas où le système le plus performant n’a pas la puissance nécessaire pour assurer l’ensemble des besoins, la régulation fait appel à l’autre système pour la puissance manquante.
Le paragraphe 3.1. présente la saisie du générateur hybride pour la partie chauffage.
1.2.2. Fonctionnement refroidissement
Dans le cas où le générateur hybride est réversible et assure une fonction de refroidissement en plus du chauffage, la pompe à chaleur assure seule la production d’eau glacée.
1.2.3. Fonctionnement du système pour l’eau chaude sanitaire
Il existe trois configurations pour la production d’eau chaude sanitaire avec les générateurs hybrides :
La chaudière assure de manière instantanée l’ensemble de la production d’eau chaude sanitaire.
La demande d’eau chaude sanitaire est prioritaire sur les besoins de chauffage. Le fonctionnement est identique à celui d’une chaudière à condensation seule. Dans ce cas, la modélisation se fera conformément aux règles TH-B-C-E.
Production accumulée par la chaudière seule
Le fonctionnement est identique à celui d’une chaudière à condensation seule associée à un ballon de stockage d’eau chaude sanitaire. La pompe à chaleur électrique n’intervient pas dans la production d’eau chaude sanitaire. Dans ce cas, la modélisation se fera conformément aux règles TH-B-C-E.
Production accumulée avec préchauffage par la pompe à chaleur non réversible et complément par la chaudière
La pompe à chaleur assure un préchauffage de l’eau du ballon de stockage, le complément d’énergie pour arriver à la température de consigne du ballon est apporté par la chaudière. La température de préchauffage est définie par le système de régulation en fonction des performances instantanées de la pompe à chaleur et de la chaudière. Le paragraphe 3.2. présente la saisie du générateur hybride dans le cas où la production d’eau chaude sanitaire fait l’objet d’un fonctionnement hybride.
La méthode décrite dans le présent arrêté s’applique uniquement aux maisons individuelles ou accolées soumises aux exigences de l’arrêté du 26 octobre 2010 susvisé. Elle s’applique aux générateurs hybrides réversibles ou non associés à des radiateurs à eau et/ou à des planchers chauffants/rafraichissants sur vecteur eau et/ou des ventilo-convecteurs.
La régulation sur énergie primaire est définie comme un système assurant :
- la mise en marche/arrêt de la pompe à chaleur électrique et/ou de la chaudière indépendamment ; la mesure ou l’estimation du coefficient de performance de la pompe à chaleur et du rendement de la chaudière ;
- le fonctionnement du générateur le plus performant en énergie primaire sur un pas de temps horaire ou inférieur. La régulation n’empêche pas le fonctionnement simultané des générateurs si cela est nécessaire pour assurer le confort en chauffage ou en ECS.
Le champ d’application prend en compte la présence ou l’absence de système de dégivrage de l’échangeur sur l’air extérieur.
3.1 Partie chauffage : fonctionnement hybride entre la pompe à chaleur et la chaudière
Le système de régulation en chauffage est modélisé en ajoutant des limites de fonctionnement sur les températures de source amont et aval pour la partie pompe à chaleur. Les deux générateurs du système sont caractérisés séparément selon les normes en vigueur.
La régulation sur énergie primaire sur le chauffage est modélisée par l’utilisation des températures limites de fonctionnement de la pompe à chaleur. En cas de dépassement des limites de fonctionnement, la méthode de calcul TH-B-C-E impose l’arrêt de la pompe à chaleur. Les besoins sont alors reportés sur la chaudière à condensation.
Une correction de la consommation d’énergie primaire du bâtiment est apportée en fonction du type de régulation proposé par le système :
3.1.2. Modélisation dans la méthode TH-B-C-E
Au sens du présent arrêté, le système « générateur hybride » est défini par deux générateurs distincts saisis dans la même génération :
Pour la partie chauffage/refroidissement :
- une pompe à chaleur électrique air extérieur/eau réversible ou non assurant le chauffage et le refroidissement est placée en priorité 1 ;
- une chaudière à condensation assure le chauffage en priorité 2.
Pour la partie eau chaude sanitaire, se référer au §3.2 si la production d’ECS fait l’objet d’un fonctionnement hybride entre la pompe à chaleur et la chaudière. Dans le cas contraire, la chaudière gaz assure seule la production d’ECS de manière accumulée ou instantanée en fonction du projet.
La gestion-régulation de la génération se fait selon le mode 2, en cascade : on sollicite les générateurs par ordre de priorité jusqu’à la limite de leur puissance utile. Le raccordement des générateurs entre eux est en mode 0, permanent.
L’indicateur pour la prise en compte des pertes par les parois à l’arrêt doit être sélectionné en mode 1, ce qui correspond à la présence de ventilateur ou d’autre dispositif de circulation dans le
circuit de combustion.
La température limite de fonctionnement de la pompe à chaleur électrique air extérieure/eau est prise en compte selon la méthode proposée au paragraphe 3.1.3.
Les auxiliaires de génération liés au chauffage et à l’ECS sont renseignés uniquement au niveau de la chaudière. Ceux liés au refroidissement sont renseignés au niveau de la pompe à chaleur dans les champs de saisie réservés à la description des performances en climatisation.
3.1.3. Modélisation du système de régulation en mode chauffage par la température d’arrêt amont de la pompe à chaleur
Le système de régulation sur énergie primaire est modélisé à l’aide des températures d’arrêt amont et aval de la pompe à chaleur électrique. Les deux températures d’arrêt, Theta_Max_Av et Theta_Min_Am, imposent une commutation entre la pompe à chaleur et la chaudière.
Les paramètres de modélisation de la pompe à chaleur électrique prennent les valeurs suivantes :
- Lim_Theta = 1 – Arrêt sur la limite de l’une ou l’autre température de source ;
- Theta_Max_Av = 100°C ;
- Theta_Min_Am = la température d’arrêt correspondant aux caractéristiques du produit hybride obtenue selon les formules suivantes :
3.1.4. Données d’entrée du générateur hybride
3.1.4.1. La pompe à chaleur réversible
La matrice de performance est construite autour d’une valeur pivot, valeur correspondant aux conditions nominales de sources. La matrice de la puissance absorbée pour la pompe à chaleur est la même que celle d’un système thermodynamique électrique défini selon la méthode Th-BCE. Elle prend en compte la puissance du ou des compresseurs, celle des auxiliaires internes de la machine et tout ou partie de la puissance des auxiliaires affectés au déplacement des médiums en contact externe avec l’évaporateur et le condenseur.
La valeur « pivot » à fournir systématiquement par l’utilisateur est la valeur pour Tam = 7°C et Tav = 32,5°C.
Elle peut être issue de données :
- certifiées : la valeur utilisée dans le calcul est la valeur 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 NF EN 14511 ;
- justifiées : la valeur de calcul est égale à 0.9 * valeur justifiée par un essai 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 NF EN 14511 ;
- déclarée : la valeur utilisée dans le calcul est égale à min (0.8 * Valeur déclarée, Val_util_max) ;
- par défaut : la valeur utilisée dans le calcul est égale à (0.8 * Val_util_max). Avec Val_util_max = 3,5 selon le paragraphe 10.21.2 de la méthode de calcul Th-BCE.
Les autres valeurs de la matrice sont issues de données :
- certifiées : la valeur utilisée dans le calcul est la valeur 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 NF EN 14511 ;
- par défaut calculées à l’aide des coefficients suivants :
La justification du fonctionnement du compresseur de la partie pompe à chaleur est identique à celle d’une pompe à chaleur électrique classique :
En mode refroidissement :
La valeur « pivot » à fournir systématiquement par l’utilisateur est la valeur pour Tam = 35°C et
Tav = 9.5°C.
3.1.4.2. La pompe à chaleur non réversible sans auxiliaire
La matrice de performance est construite autour d’une valeur pivot, valeur correspondant aux conditions nominales de sources. La matrice de la puissance absorbée pour la pompe à chaleur est la même que celle d’un système thermodynamique électrique défini selon la méthode Th-BCE.
Elle prend en compte la puissance du ou des compresseur(s), celle des auxiliaires internes de la machine et tout ou partie de la puissance des auxiliaires affectés au déplacement des médiums en contact externe avec l’évaporateur et le condenseur.
La valeur ‘pivot’ à fournir systématiquement par l’utilisateur est la valeur pour Tam = 7°C et Tav= 32.5°C.
- justifiées : la valeur de calcul est égale à 0.9* valeur justifiée par un essai 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 NF EN 14511 ;
- déclarée : la valeur utilisée dans le calcul est égale à min (0.8*Valeur déclarée, Val_util_max) ;
- par défaut : la valeur utilisée dans le calcul est égale à (0.8*Val_util_max). Avec Val_util_max = 3,5 selon le paragraphe 10.21.2 de la méthode de calcul Th-BCE.
- justifiées : la valeur de calcul est égale à 0.9 * valeur justifiée par un essai 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 NF EN 14511 ;
- par défaut calculées à l’aide de coefficients suivants :
La justification du fonctionnement du compresseur de la partie pompe à chaleur est identique à celui d’une pompe à chaleur électrique classique :
3.1.4.3. La chaudière à condensation
La partie chaudière à condensation du générateur hybride entrant dans le champ d’application de la directive rendement 92/42/CEE (puissance nominale inférieure à 400 kW), la méthode de calcul offre une alternative dans la définition des valeurs de rendement :
- la saisie directe de la valeur 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 des normes harmonisées relatives aux exigences de la directive 92/42/CEE ;
- à défaut de valeur certifiée, les valeurs par défaut indiquées dans le paragraphe 10.18 de la méthode TH-B-C-E sont retenues. Elles correspondent aux valeurs minimales de la directive rendement 92/42/CEE.
Les pertes à charge nulle sont données pour un écart de 30°C entre l’eau chaude et l’air ambiant.
L’indicateur sur les propriétés de la ventilation du générateur à combustion, idpertes_parois, est fixé au mode 2 « présence de ventilateur ou d’autre dispositif de circulation dans le circuit de combustion ».
La puissance électrique de veille (Wveille) à saisir dans la partie chaudière est la puissance de veille du générateur hybride à charge nulle dans son ensemble (PAC + chaudière).
La puissance électrique des auxiliaires à la puissance nominale (Waux,nom) est la somme de la puissance de veille définie ci-dessus et des autres auxiliaires mesurés à pleine charge de la partie chaudière.
3.2 Partie eau chaude sanitaire : fonctionnement hybride entre la pompe à chaleur et la chaudière
Un calcul initial est réalisé selon les règles Th-B-C-E en modélisant le système de production d’eau chaude sanitaire du projet par un ballon de stockage électrique de caractéristiques identiques au système de production d’eau chaude sanitaire hybride prévu. Dans le cas d’un générateur hybride pour la production d’eau chaude de chauffage, la partie chauffage est modélisée conformément au §3.1, dans le cas contraire, cette partie est modélisée conformément aux règles TH-B-C-E. Ce calcul initial a pour objectif d’obtenir les besoins d’ECS mensuels ainsi que les consommations des autres postes.
Les besoins d’ECS aux bornes du générateur (incluant les pertes de distribution et de stockage de l’ECS) sont considérés égaux aux consommations d’ECS mensuelles exprimées en énergie finale du calcul initial.
A partir des données météo horaires de la méthode TH-B-C-E, on calcule les COP horaires en énergie primaire du générateur hybride. Ces COP horaires sont ensuite moyennés mois par mois pour estimer les consommations d’ECS à partir des besoins d’eau chaude sanitaire mensuels provenant du calcul initial. Ces données permettent également de calculer la production d’énergie renouvelable, la part des consommations gaz et électrique du projet pour la partie ECS.
3.2.2 Données climatiques
Les données climatiques utilisées dans la présente méthode sont les données météorologiques horaires de chaque zone climatique utilisées dans la méthode Th-B-C-E.
Les températures extérieures horaires de chaque zone climatique sont corrigées selon l’altitude du projet.
Pour rappel, conformément au §5.1.3 de la méthode de calcul TH-B-C-E, la prise en compte de l’altitude sera effectuée par une diminution de la température extérieure, θext, égale à :
- Altitude inférieure ou égale à 400 mètres : correction = -0.5°C ;
- Altitude supérieure à 400 mètres et inférieure ou égale à 800 mètres : correction =–2.5°C ;
- Altitude supérieure à 800 mètres : correction = – 4.5°C.
3.2.3 Modélisation dans la méthode TH-B-C-E pour le calcul initial
Dans ce calcul initial, l’enveloppe du bâtiment, les émetteurs de chauffage, les émetteurs d’ECS, la distribution de chauffage et la distribution d’ECS sont saisi en fonction des caractéristiques réelles du projet.
Dans le cas où le générateur hybride rempli la fonction de chauffage des locaux, la modélisation du générateur se fait conformément au §3.1. Dans le cas contraire, le générateur de chauffage est saisi conformément à la méthode de calcul de la RT 2012.
La production d’ECS est modélisée dans ce calcul initial par un ballon électrique ayant les mêmes caractéristiques que le ballon ECS du générateur hybride :
3.2.4. Calcul des besoins d’ECS
Le calcul initial, permet d’obtenir :
3.2.5 Caractérisation des performances du produit
Les performances des générateurs hybrides en fonctionnement ECS sont justifiées par des essais réalisés conformément aux conditions décrites dans le projet de norme prEN 13203-5.
Le tableau suivant présente les résultats fournis par le projet de norme prEN 13203-5 :
Il est possible de fournir des essais pour différentes conditions de températures extérieures. Les valeurs fournies par l’utilisateur doivent respecter l’ordre de priorité défini dans le tableau ci-dessous
Tous les essais doivent obligatoirement être réalisés avec le même cycle de puisage.
3.2.5.1 Calcul des consommations d’énergie primaire du cycle de puisage
Pour un cycle de puisage, la consommation quotidienne en énergie primaire est calculée selon l’équation suivante :
3.2.5.2 Calcul du COP cycle
Le coefficient de performance en énergie primaire, pour le cycle de puisage retenu pour les essais, est calculé comme suit :
3.2.5.3 Calcul des parts gaz et électrique
Le calcul de la part des consommations électriques se fait de la manière suivante :
3.2.6 Calcul du COP hors pertes de stockage : COPcycle_HP_EP
Dans les calculs de consommation, les pertes de stockage sont dissociées du COPECS-EP global pour être calculées au pas horaire. Ainsi, on utilisera pour les calculs le COP hors pertes de stockage, noté COPcycle_HP_EP.
3.2.6.1 Pour les températures extérieures faisant l’objet d’un essai certifié ou justifié
Les données d’essai étant disponibles, le COP hors pertes de stockage est exprimé ainsi :
Avec selon le cycle de soutirage :
3.2.6.2 Cas des valeurs déclarées
Pour les valeurs d’essai d’origine déclarée, le calcul du COP hors pertes de stockage se fait de la manière suivante :
La valeur utile max pour les 5 températures d’essai correspond à :
Le rendement ECS d’une chaudière gaz à condensation, Rpn, est défini comme le rendement à pleine charge pour une température de fonctionnement de 70°C. Selon le §10.17.3.6.1 de la méthode TH-B-C-E, ce rendement peut être soit :
- Certifié : La saisie directe de la valeur 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 des normes harmonisées
- Justifié : La saisie de la valeur justifiée, diminuée de 10%, 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 sur la base des normes harmonisées.
- Déclaré : Pour la valeur déclarée, la valeur utilisée dans le calcul est égale à :
Rendement à pleine charge :
Rpn = Min (0.8 x Rpndecl , Rpn utile max), Rpndecl étant la valeur déclarée par le fabricant, et Rpn utile max étant égale à 90%. »
- Par défaut : « Les valeurs par défaut indiquées dans le paragraphe 10.18 de la méthode TH-B-C-E sont retenues, soit :
RPn = A + B . Log Pn (%)
Avec, pour les chaudières à condensation :
Et B = 1
Pour les valeurs d’essai d’origine déclarée, le calcul de la part électrique se fait de la manière suivante :
3.2.6.3 Cas des valeurs par défaut
Pour les essais correspondant aux températures extérieures de -7, +2 et +7°C
Si les performances du générateur hybride ne sont pas connues à -7°C, +2°C ou +7°C, on retient par défaut :
Rpn, le rendement PCI à puissance nominale de la chaudière condensation. Conformément à la méthode de calcul TH-B-C-E, ce rendement est issu de données certifiées, justifiées ou par défaut (Cf. §3.3.5.2).
Les parts des consommations gaz et électrique par défaut sont prises respectivement égales :
Pour l’essai correspondant à la température extérieure de +20°C
En cas d’absence d’essai pour la température amont de +20°C, on retient les valeurs suivantes :
Pour l’essai correspondant à la température extérieure de +35°C
En cas d’absence d’essai pour la température amont de +35°C, on retient les valeurs suivantes :
3.2.7 Calcul du COP hors pertes de stockage à la température extérieure θext :
Pour chaque température horaire corrigée, le COP a été calculé comme suit :
1. Calcul du COP horaire :
Soit h une heure dans l’année, la température extérieure moyenne horaire θext_h, le COP est calculé de la manière suivante :
2. Calcul du COP moyen mensuel
Les COP horaires sont ensuite moyennés mois par mois car les besoins d’eau chaude sanitaire provenant de la méthode de calcul TH-B-C-E sont estimés mensuellement.
Calcul du COP hors pertes de stockage moyen mensuel :
3.2.8 Détermination des parts gaz et électrique mensuelles à la température θext :
Pour chaque température horaire corrigée, la part des consommations électriques est calculée comme suit :
1. Calcul de la part des consommations électriques horaires
Soit h une heure dans l’année, la température extérieure moyenne horaire θext_h, la part des consommations électriques dans les consommations d’ECS est calculée de la manière suivante :
Au-delà de 35°C :
2. Calcul de la part des consommations électriques moyenne mensuelle
La consommation d’ECS étant évaluée mois par mois en fonction des besoins et des COP mensuels, la part des consommations électriques est donc tout simplement moyennée sur le mois.
Calcul de la part d’électricité moyenne mensuelle dans les consommations d’ECS :
La part de gaz moyenne mensuelle dans les consommations d’ ECS s’obtient alors de la manière suivante :
3.2.9 Calcul des nouvelles consommations d’ECS
Les nouvelles consommations mensuelles d’ECS du mois i, notées CECS_TITRE V sont obtenues de la manière suivante :
Le Cep du projet est alors :
3.2.10 Calcul de la nouvelle production d’ENR en mode ECS
Le calcul de la production d’ENR liée au générateur hybride en mode ECS, notée AepenrTITRE V est calculé de la manière suivante :
L’Aepenr du projet est alors :
3.2.11 Calcul des nouvelles consommations annuelles de gaz et d’électricité
Les nouvelles consommations annuelles de gaz et d’électricité sont obtenues de la manière suivante :
Date de signature : 13/08/2015
vient abroger : Arrêté du 13/10/14