La Pompe à chaleur : des solutions pour l’eau chaude sanitaire en habitat collectif, un nouveau dossier AFPAC

Les enjeux de l’eau chaude sanitaires sont multiples. Dans le neuf, les consommations d’énergie pour produire l’eau chaude sanitaire, sont du même ordre de grandeur que pour le poste chauffage. La puissance installée pour l’eau chaude sanitaire devient « dimensionnante » pour le choix du générateur de chaleur, car elle est bien souvent supérieure à la puissance dédiée au chauffage. Dans l’existant, 11 millions de chauffe-eau électriques à accumulation sont présents et contribuent à l’équilibre actuel du réseau électrique. Est-il nécessaire de rappeler la loi de transition énergétique, pour laquelle la pompe à chaleur répond aux critères d’économie d’énergie, d’énergie renouvelable, et d’économie circulaire. Sans oublier les contributions de la pompe à chaleur aux objectifs ambitieux de la stratégie nationale bas carbone, qui sont de réduire de 87% les émissions directes de gaz à effet de serre, à l’horizon 2050, pour les bâtiments. Même si les installations existantes donnent aujourd’hui satisfaction, les solutions pompe à chaleur pour produire de l’eau chaude sanitaire sont méconnues et peu présentes en logement collectif.

Thierry NILLE
Président de l’AFPAC
Association Française pour les Pompes à Chaleur

Pour toutes ces raisons, l’AFPAC souhaite promouvoir ces solutions.

Retrouvez ce Dossier dans la Rubrique Dossiers de l'AFPAC

Introduction 9
1. Les solutions individuelles 11
1.1. Chauffe-eau thermodynamique 11
1.1.1. Généralités 11
1.1.2. Le chauffe-eau thermodynamique individuel gainé sur air extérieur 13
1.1.3. Le chauffe-eau thermodynamique individuel gainé sur air extrait 14
1.2. Pompe à chaleur double service air-eau 17
1.3. Multifonction 18
2. Les solutions centralisées 19
2.1. Généralités 19
2.2. La distribution 20
2.3. Le préparateur d’ECS 22
2.3.1. Production avec stockage de l’eau chaude sanitaire 22
2.3.1.1. Production avec échangeur interne ou ballon de stockage 23
2.3.1.2. Production avec échangeur externe au ballon de stockage 25
2.3.2. Production instantanée avec stockage de l’énergie sur le primaire 27
2.3.2.1. Production instantanée avec stockage d’énergie en amont 27
2.3.2.2. Production instantanée avec « ballon à eau technique à pression atmosphérique » 28
2.4. Les générateurs 30
2.4.1. Généralités 30
2.4.2. La pompe à chaleur air-eau 32
2.4.3. La pompe à chaleur au CO2 34
2.4.4. La pompe à chaleur sur capteurs atmosphériques 35
2.4.5. La géothermie basse énergie assistée par pompe à chaleur 38
2.4.6. La pompe à chaleur en relève de chaudière collective 39
2.4.7. La pompe à chaleur hybride 39
2.4.8. La pompe à chaleur avec récupération sur eaux grises 39
2.4.9. La pompe à chaleur gaz à absorption 41
3. Les solutions mixtes 44
3.1. Généralités 44
3.2. Le chauffe-eau thermodynamique sur boucle d’eau 44
3.3. Module thermique d’appartement sur boucle primaire d’eau chaude 46
3.3.1. Module thermique à production ECS instantanée ou micro-accumulée 46
3.3.2. Module thermique à production ECS accumulée 46
3.4. Pompe à chaleur double service sur boucle primaire de fluide frigorigène 49

4. Des réalisations exemplaires 51
4.1. Référence 1 : Chauffe-eau thermodynamique individuel sur VMC collective 52
4.2. Référence n°2 : Chauffe-eau thermodynamique individuel sur VMC individuelle 54
4.3. Référence n°3 : Chauffe-eau thermodynamique individuel sur VMC individuelle 55
4.4. Référence n°4 : Chauffe-eau thermodynamique individuel sur VMC collective 56
4.5. Référence n°5 : Chauffe-eau thermodynamique individuel sur VMC collective 57
4.6. Référence n°6 : Chauffe-eau thermodynamique individuel sur retour de boucle de chauffage 58
4.7. Référence n°7 : Production d’ECS collective avec stockage et réchauffeur de boucle
thermodynamique 59
4.8. Référence n°8 : Production d’ECS collective avec stockage 62
4.9. Référence n°9 : Production d’ECS collective avec PAC solaire 63
4.10. Référence n°10 : Production d’ECS collective avec PAC gaz 65
4.11. Référence n°11 : Production d’ECS collective avec PAC géothermique 67
4.12. Référence n°12 : Production d’ECS collective avec PAC au CO2 69
4.13. Référence n°13 : Production d’ECS collective avec PAC au CO2 70
4.14. Référence n°14 : Production d’ECS collective avec PAC air/eau et accumulateurs
hors pression couplés à du solaire 71
4.15. Référence n°15 : Production d’ECS collective avec PAC gaz 73
4.16. Référence n°16 : Production d’ECS collective avec PAC solaire sur capteurs hybrides 75
4.17. Référence n°17 : Production d’ECS collective avec PAC haute température 77
4.18. Référence n°18 : Production d’ECS par modules thermiques d’appartements 78
5. Annexes techniques 79
5.1. Prévention du risque légionellose 79
5.2. Besoins d’eau chaude 80
5.3. Les exigences réglementaires 84
5.4. Les exigences sur la performance des systèmes 86
5.5. Les exigences sur le comptage 89