ISO 13612-2:2014

NORME ISO
INTERNATIONALE 13612-2
Première édition
2014-05-01
Systèmes de chauffage et de
refroissement dans les bâtiments —
Méthode de calcul de la performance
du système et de la conception du
système pour les systèmes de pompes
à chaleur —
Partie 2:
Calcul énergétique
Heating and cooling systems in buildings — Method for calculation of
the system performance and system design for heat pump systems —
Part 2: Energy calculation
Numéro de référence
©
ISO 2014
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l’internet ou sur un Intranet, sans autorisation écrite préalable. Les demandes d’autorisation peuvent être adressées à l’ISO à
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Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction .v
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 2
3 Termes et définitions . 2
4 Symboles et termes abrégés . 7
5 Principe de la méthode . 9
5.1 Organigramme de la méthode de calcul . 9
5.2 Limite du système .14
5.3 Facteurs physiques .14
5.4 Représentation schématique de la pompe à chaleur pour le chauffage et
le refroidissement .15
5.5 Données d’entrée et de sortie de la méthode de calcul .17
5.6 Consommation d’énergie nécessaire pour couvrir les besoins en énergie calorifique des
pompes à chaleur entraînées électriquement .18
5.7 Énergie des auxiliaires, W .
HW,gen,aux 19
5.8 Pertes thermiques récupérables, récupérées et non récupérables .19
5.9 Périodes de calcul .19
5.10 Calcul par zones .20
6 Calcul du sous-système de génération .21
6.1 Données d’entrée .21
6.2 Besoins énergétiques pour les modes chauffage des locaux, refroidissement des locaux et
production d’eau chaude sanitaire .22
6.3 Valeurs tabulées du COP pour le chauffage et le refroidissement à pleine charge .22
6.4 Pertes thermiques à travers l’enveloppe du générateur .23
6.5 Calcul pour l’appareil de chauffage d’appoint .25
6.6 Durée de fonctionnement de la pompe à chaleur .27
6.7 Énergie des auxiliaires .36
6.8 Pertes totales et pertes thermiques récupérables totales du sous-système
de génération .38
6.9 Calcul de l’énergie totale consommée .40
6.10 Récapitulatif des données de sortie .45
Annexe A (informative) Construction de la matrice de COP avec un seul résultat d’essai .46
Annexe B (informative) Calcul du COP basé sur l’interpolation de valeurs .57
Annexe C (informative) Calcul du COP et des puissances thermiques de la pompe à chaleur dans
des conditions de charge partielle .63
Annexe D (informative) Modèle de pompe à chaleur dans le programme BEST .70
Annexe E (informative) Évaluation énergétique d’autres types de pompes à chaleur («systèmes
de chauffage de l’eau par pompe à chaleur au CO » et «systèmes combinés climatiseur/
chauffe-eau»).105
Bibliographie .123
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l’ISO). L’élaboration des Normes internationales est
en général confiée aux comités techniques de l’ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude
a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,
gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l’ISO participent également aux travaux.
L’ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne
la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/CEI, Partie 1. Il convient, en particulier de prendre note des différents
critères d’approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été
rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/CEI, Partie 2 (voir www.
iso.org/directives).
L’attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l’objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable
de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant les
références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de l’élaboration
du document sont indiqués dans l’Introduction et/ou sur la liste ISO des déclarations de brevets reçues
(voir www.iso.org/patents).
Les éventuelles appellations commerciales utilisées dans le présent document sont données pour
information à l’intention des utilisateurs et ne constituent pas une approbation ou une recommandation.
Pour une explication de la signification des termes et expressions spécifiques de l’ISO liés à l’évaluation
de la conformité, aussi bien que pour des informations au sujet de l’adhésion de l’ISO aux principes de
l’OMC concernant les obstacles techniques au commerce (OTC) voir le lien suivant: Avant-propos —
Informations supplémentaires.
Le comité chargé de l’élaboration du présent document est l’ISO/TC 205, Conception de l’environnement
intérieur des bâtiments.
L’ISO 13612 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Systèmes de chauffage et de
refroidissement dans les bâtiments — Méthode de calcul de la performance du système et de la conception
du système pour les systèmes de pompes à chaleur:
— Partie 1: Conception et dimensionnement
— Partie 2: Calcul énergétique
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Introduction
La présente Norme internationale fait partie d’une série de normes sur les méthodes de calcul des
besoins énergétiques des systèmes de chauffage et des rendements des systèmes de chauffage et de
refroidissement.
— L’ISO 13612-1 traite de la conception et du dimensionnement des systèmes de pompes à chaleur.
— L’ISO 13612-2 présente la méthode de calcul énergétique.
La performance énergétique peut être évaluée en déterminant le rendement des sous-systèmes de
génération de chaleur ou leurs pertes thermiques dues à la configuration du système.
La présente partie de l’ISO 13612 fournit des méthodes de calcul des besoins énergétiques
complémentaires d’un sous-système de génération de chaleur permettant de répondre à la demande du
sous-système de distribution. Le calcul se fonde sur les caractéristiques de performance des produits
données dans les normes de produits, ainsi que sur d’autres caractéristiques requises pour évaluer la
performance des produits tels qu’ils sont inclus dans le système. Les données des produits, telles que
la puissance calorifique ou le coefficient de performance (COP) de la pompe à chaleur, sont obtenues à
partir des normes de produits correspondantes.
La présente méthode peut être utilisée pour les applications suivantes:
— appréciation de la conformité à des réglementations exprimées en termes d’objectifs énergétiques;
— optimisation de la performance énergétique d’un sous-système de génération de chaleur prévu, en
appliquant la méthode selon plusieurs options possibles;
— évaluation de l’effet d’éventuelles mesures d’économie d’énergie sur un sous-système de génération
de chaleur/froid existant, par le calcul de la consommation d’énergie avec et sans lesdites mesures
d’économie d’énergie.
Seule la méthode de calcul est normative. Pour obtenir les données d’entrée, l’utilisateur doit se reporter à
d’autres normes ou à des documents nationaux. Les valeurs supplémentaires nécessaires à la réalisation
des calculs doivent être données dans une annexe nationale. En l’absence d’annexe nationale, des valeurs
par défaut sont données dans une annexe informative le cas échéant.
NOTE Les résultats de cette méthode peuvent être utilisés pour évaluer la performance énergétique du
système de chauffage/refroidissement en additionnant les résultats sur une période de calcul.
NORME INTERNATIONALE ISO 13612-2:2014(F)
Systèmes de chauffage et de refroissement dans les
bâtiments — Méthode de calcul de la performance du
système et de la conception du système pour les systèmes
de pompes à chaleur —
Partie 2:
Calcul énergétique
1 Domaine d’application
La présente Norme internationale est applicable aux pompes à chaleur pour le chauffage et le
refroidissement des locaux, aux systèmes de chauffage de l’eau par pompe à chaleur et aux pompes à
chaleur utilisées à la fois pour le chauffage et/ou le refroidissement des locaux et la production d’eau
chaude sanitaire en fonctionnement alterné ou simultané, dans le cas où une seule et même pompe à
chaleur est utilisée pour le chauffage des locaux et la production d’eau chaude sanitaire.
La présente partie de l’ISO 13612 fournit une méthode de calcul qui considère le fonctionnement en
régime établi sur chaque pas de temps.
Les résultats de ce calcul sont intégrés dans des modèles à l’échelle du bâtiment et prennent en compte
l’influence des conditions extérieures et de la régulation du bâtiment sur les besoins énergétiques pour
le chauffage et le refroidissement fournis par le système de pompe à chaleur.
La présente partie de l’ISO 13612 spécifie les données d’entrée requises, les méthodes de calcul, et les
données de sortie requises pour la production d’énergie thermique pour le chauffage et le refroidissement
des locaux et la production d’eau chaude sanitaire des systèmes de pompes à chaleur suivants, y compris
leur régulation:
— pompes à chaleur à compression de vapeur (VCC) entraînées électriquement;
— pompes à chaleur à compression de vapeur entraînées par moteur à combustion;
— pompes à chaleur à absorption de vapeur (VAC) entraînées thermiquement,
à l’aide des combinaisons de source de chaleur et de vecteur de distribution de chaleur énumérées dans
le Tableau 1.
Tableau 1 — Sources de chaleur/refroidissement et distribution d’énergie
Source Distribution
Air extérieur Air
Air rejeté Eau
Source géothermique indirecte par distribution d’eau
Condensation/évaporation directe du fluide frigori-
glycolée
gène dans l’appareil (DRV)
Source géothermique indirecte par distribution d’eau
Source géothermique directe [détente directe (DX)]
Eau de surface
Eau souterraine
2 Références normatives
Les documents suivants, dans leur intégralité ou non, sont des références normatives indispensables à
l’application du présent document. Pour les références datées, seule l’édition citée s’applique. Pour les
références non datées, la dernière édition du document de référence s’applique (y compris les éventuels
amendements).
EN ISO 7345:1995, Isolation thermique — Grandeurs physiques et définitions.
ISO 13612-1, Systèmes de chauffage et de refroidissement dans les bâtiments — Méthode de calcul de la
performance du système et de la conception du système pour les systèmes de pompes à chaleur — Partie 1:
Conception et dimensionnement.
ISO 13675, Systèmes de chauffage dans les bâtiments — Méthode de conception et de calcul de la performance
énergétique des systèmes — Systèmes de combustion (chaudières).
ISO 13790, Performance énergétique des bâtiments — Calcul des besoins d’énergie pour le chauffage et le
refroidissement des locaux.
ISO/TR 16344, Performance énergétique des bâtiments — Termes, définitions et symboles communs pour
l’évaluation de la performance et la certification énergétique.
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l’ISO 13612-1,
l’EN ISO 7345:1995 et l’ISO/TR 16344 ainsi que les suivants s’appliquent.
3.1
fonctionnement alterné
production d’énergie calorifique pour le système de chauffage des locaux et de production d’eau chaude
sanitaire par un générateur de chaleur à double service, obtenue en commutant le générateur de chaleur
soit sur la production d’eau chaude sanitaire, soit sur le chauffage des locaux
3.2
conditions de performance d’application
conditions de performance obligatoires dans la plage de fonctionnement de l’appareil, et qui sont publiées
par le fabricant ou le fournisseur
3.3
énergie des auxiliaires
énergie électrique utilisée par les systèmes techniques du bâtiment pour le chauffage, le refroidissement,
la ventilation et/ou la production d’eau chaude sanitaire pour permettre la transformation de l’énergie
et satisfaire les besoins énergétiques
Note 1 à l’article: Cela inclut l’énergie des ventilateurs, des pompes, de l’électronique, etc. L’énergie électrique
entrant dans un système de ventilation pour le transport de l’air et la récupération de chaleur n’est pas considérée
comme de l’énergie des auxiliaires, mais comme une consommation d’énergie pour la ventilation.
Note 2 à l’article: Dans l’EN ISO 9488, l’énergie utilisée pour les pompes et les vannes est appelée « énergie
auxiliaire ».
Note 3 à l’article: Dans le cadre de la présente partie de l’ISO 13612, l’énergie motrice consommée, à l’intérieur du
système délimité pour le calcul du COP, par les pompes à chaleur entraînées électriquement et par l’appareil le
réchauffeur d’appoint électrique n’est pas considérée comme de l’énergie des auxiliaires, mais comme un apport
électrique supplémentaire non pris en compte dans le COP.
3.4
température du point d’équilibre
température à laquelle la puissance calorifique de la pompe à chaleur et la charge thermique du bâtiment
sont égales
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3.5
bin
classe statistique de températures (parfois un intervalle de classes) pour la température de l’air extérieur
Note 1 à l’article: Les limites de classe sont exprimées dans une unité de température.
3.6
service du bâtiment
service fourni par les systèmes techniques du bâtiment et par des appareils afin de créer un climat
intérieur, de produire de l’eau chaude sanitaire, d’assurer un niveau d’éclairage et d’autres services liés
à l’usage du bâtiment
3.7
période de calcul
période sur laquelle porte le calcul
Note 1 à l’article: La période de calcul peut être divisée en étapes de calcul.
3.8
étape de calcul
pas de temps discret pour le calcul des besoins énergétiques et des usages pour le chauffage, le
refroidissement, l’humidification et la déshumidification
Note 1 à l’article: Les pas de temps discrets sont généralement 1 h, un mois ou une saison de chauffage et/ou de
refroidissement, des régimes de fonctionnement et des bins (classes de température).
Note 2 à l’article: Dans le cadre de la méthode « bin », les étapes de calcul sont basées sur les classes de température
extérieure.
3.9
coefficient de performance
COP
rapport de la puissance calorifique/frigorifique à la puissance absorbée effective de l’appareil
3.10
fréquence cumulée
fréquence de la température de l’air extérieur cumulée pour tous les bins de 1 K
3.11
période de coupure
période pendant laquelle l’alimentation électrique de la pompe à chaleur est interrompue par le
fournisseur
3.12
production de l’eau chaude sanitaire
processus délivrant de la chaleur afin de chauffer de l’eau froide à la température voulue
3.13
puissance absorbée effective
puissance électrique moyenne absorbée par l’appareil pendant le pas de temps défini, et obtenue à partir
de:
— la puissance absorbée pour le fonctionnement du compresseur ou du brûleur, et toute puissance
absorbée pour le dégivrage,
— la puissance absorbée par tous les dispositifs de régulation et de sécurité de l’appareil, et
— la quote-part de puissance des dispositifs (par exemple, ventilateurs, pompes de circulation)
assurant la circulation du fluide caloporteur à l’intérieur de l’appareil
3.14
pompe à chaleur entraînée électriquement
pompe à chaleur à compression de vapeur comprenant un compresseur entraîné par un moteur électrique
3.15
besoin énergétique pour la production d’eau chaude sanitaire
chaleur à fournir pour obtenir la quantité souhaitée d’eau chaude sanitaire, c’est-à-dire pour élever la
température de l’eau du réseau d’eau froide à la valeur voulue au point de livraison prédéterminé, sans
tenir compte des systèmes thermiques techniques du bâtiment
3.16
besoin énergétique de chauffage ou de refroidissement
chaleur à fournir ou à extraire d’un espace traité afin de maintenir la température voulue pendant une
durée donnée, sans prise en compte des systèmes thermiques techniques du bâtiment
Note 1 à l’article: Le besoin énergétique est calculé et ne peut pas être mesuré facilement.
Note 2 à l’article: Le besoin énergétique peut inclure des transferts de chaleur supplémentaires résultant d’une
distribution hétérogène de la température et d’une régulation de température imparfaite, s’ils sont pris en compte
en augmentant (réduisant) la température efficace pour le chauffage (refroidissement) et s’ils ne sont pas inclus
dans le transfert de chaleur dû au système de chauffage (refroidissement).
3.17
consommation d’énergie pour le chauffage ou le refroidissement des locaux ou pour la production
d’eau chaude sanitaire
énergie entrant dans le système de chauffage, de refroidissement ou de production d’eau chaude pour
satisfaire le besoin énergétique pour le chauffage, le refroidissement (y compris la déshumidification)
ou la production d’eau chaude, respectivement
Note 1 à l’article: Si le système technique du bâtiment a plusieurs fonctions (par exemple le chauffage et la
production d’eau chaude sanitaire), il peut être difficile de distinguer la consommation d’énergie pour chacune
d’elles. On peut indiquer une quantité combinée (par exemple, besoin énergétique pour le chauffage des locaux et
la production d’eau chaude sanitaire).
3.18
fréquence
nombre d’occurrences d’un événement dans un échantillon
Note 1 à l’article: Les fréquences sont souvent représentées graphiquement sous forme d’histogrammes. Dans le
cadre de la présente partie de l’ISO 13612, la fréquence de la température de l’air extérieur est évaluée sur la base
d’un échantillon de données moyennes horaires sur une année.
3.19
générateur de chaleur à double service
générateur de chaleur fournissant de l’énergie à deux systèmes différents, par exemple au système de
chauffage des locaux et au système de production d’eau chaude sanitaire, en fonctionnement combiné
alterné ou simultané
3.20
pompe à chaleur
ensemble monobloc ou de type split conçu comme une unité destinée à transférer de la chaleur
Note 1 à l’article: Elle comprend un système de refroidissement à compression de vapeur ou un couple fluide
frigorigène/sorbant pour transférer la chaleur de la source de chaleur au dissipateur de chaleur, au moyen
d’énergie électrique ou thermique à température élevée.
3.21
récupération de chaleur
chaleur générée par un système technique de bâtiment ou liée à un usage du bâtiment (par exemple, eau
chaude sanitaire), utilisée directement dans le système correspondant pour réduire la chaleur entrante
et qui serait sinon perdue (par exemple, préchauffage de l’air de combustion au moyen d’un échangeur
thermique avec les produits de combustion)
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3.22
fluide caloporteur
fluide (eau, air, etc.) utilisé pour le transfert de la chaleur sans changement d’état
Note 1 à l’article: Le fluide refroidi par l’évaporateur, le fluide chauffé par le condenseur et le fluide en circulation
dans l’échangeur thermique de récupération de chaleur.
3.23
espace chauffé
pièce ou enceinte qui, pour les besoins du calcul, est supposée chauffée à une ou des températures de
consigne spécifiées
3.24
puissance calorifique
ø
g
quantité de chaleur cédée par l’appareil au fluide caloporteur par unité de temps
Note 1 à l’article: Si de la chaleur est extraite via l’échangeur thermique intérieur pour le dégivrage, cela est pris
en compte.
3.25
saison de chauffage ou de refroidissement
période de l’année pendant laquelle une quantité significative d’énergie est nécessaire pour le chauffage
ou le refroidissement
Note 1 à l’article: Les durées des saisons sont utilisées pour déterminer la période d’exploitation des systèmes
techniques.
3.26
température intérieure
moyenne arithmétique de la température de l’air et de la température radiante moyenne au centre de la
zone occupée
Note 1 à l’article: Il s’agit de la température opérative approximative conformément à l’ISO 7726.
3.27
température de coupure basse
température à laquelle le fonctionnement de la pompe à chaleur est arrêté et à laquelle tous les besoins
en énergie calorifique sont couverts par un appareil de chauffage d’appoint
3.28
plage de fonctionnement
plage indiquée par le fabricant et définie par les limites supérieure et inférieure d’utilisation (par
exemple, températures, humidité de l’air, tension), dans laquelle l’appareil est considéré comme apte à
l’emploi et présente les caractéristiques publiées par le fabricant
3.29
fonctionnement à charge partielle
fonctionnement du système technique (par exemple, pompe à chaleur) lorsque la demande de puissance
est inférieure à sa puissance nominale
3.30
ratio de charge partielle
rapport de la chaleur générée pendant la période de calcul sur la puissance utile maximale possible du
générateur de chaleur pendant la même période de calcul
3.31
pompe primaire
pompe de circulation montée dans le circuit comportant le générateur et un découplage hydraulique
EXEMPLE Un réservoir de stockage raccordé en parallèle ou un distributeur hydronique.
3.32
chaleur produite
chaleur produite par les sous-systèmes du générateur
Note 1 à l’article: Dans le contexte de la présente partie de l’ISO 13612, il s’agit de la chaleur produite pour couvrir
les besoins énergétiques du sous-système de distribution et les pertes thermiques du sous-système de génération,
pour le chauffage des locaux et/ou la production d’eau chaude sanitaire.
3.33
pertes thermiques récupérables du système
partie des pertes thermiques d’un système pouvant être récupérée pour réduire le besoin énergétique
associé au chauffage ou au refroidissement ou la consommation d’énergie du système de chauffage ou
de refroidissement
3.34
pertes thermiques récupérées du système
partie des pertes thermiques récupérables du système récupérée pour réduire le besoin énergétique
associé au chauffage ou au refroidissement ou la consommation d’énergie du système de chauffage ou
de refroidissement
3.35
facteur de performance saisonnière
SPF
rapport de l’énergie annuelle totale fournie au sous-système de distribution pour le chauffage des locaux
et/ou la production d’eau chaude sanitaire sur la consommation annuelle totale en énergie motrice
(de l’électricité dans le cas de pompes à chaleur entraînées électriquement et du combustible/de la
chaleur dans le cas de pompes à chaleur entraînées par moteur à combustion ou de pompes à chaleur à
absorption) plus la consommation annuelle totale d’énergie des auxiliaires
3.35.1
facteur de performance saisonnière de refroidissement
CSPF
rapport de la quantité de chaleur annuelle totale que l’équipement peut extraire de l’air intérieur lorsqu’il
est utilisé pour refroidir en mode actif sur la consommation annuelle totale en énergie de l’équipement
pendant la même période
3.35.2
facteur de performance saisonnière de chauffage
HSPF
rapport de la quantité de chaleur annuelle totale que l’équipement peut ajouter à l’air intérieur, y compris
la chaleur d’appoint, lorsqu’il est utilisé pour chauffer en mode actif sur la consommation annuelle totale
en énergie de l’équipement pendant la même période
3.36
température de consigne d’une zone conditionnée
température intérieure (valeur minimale souhaitée), telle que fixée par le système de régulation en
régime de chauffage normal, ou température intérieure (valeur maximale souhaitée), telle que fixée par
le système de régulation en régime de refroidissement normal
3.37
fonctionnement simultané pendant la période de chauffage
production d’énergie calorifique simultanée pour le système de chauffage des locaux et le système de
production d’eau chaude sanitaire, par un générateur de chaleur à double service, par exemple par
désurchauffe du fluide frigorigène ou par sous-refroidissement du condensat
3.38
fonctionnement simultané pendant la période de refroidissement
production d’énergie thermique simultanée pour le système de refroidissement des locaux et le système
de production d’eau chaude sanitaire, par un générateur de chaleur à double service, par exemple par
désurchauffe du fluide frigorigène ou par sous-refroidissement du condensat
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3.39
chauffage/refroidissement des locaux
processus d’apport de chaleur pour assurer le confort thermique
3.40
conditions de performance nominale
conditions obligatoires utilisées pour le marquage et à des fins de comparaison et de certification
3.41
pertes thermiques du système
pertes thermiques d’un système technique de bâtiment pour le chauffage, le refroidissement, la
production d’eau chaude sanitaire, l’humidification, la déshumidification, la ventilation ou l’éclairage,
qui ne contribuent pas à la production utile du système
Note 1 à l’article: L’énergie thermique récupérée directement dans le sous-système n’est pas considérée comme
une perte thermique du système, mais comme une récupération de chaleur. Elle est traitée directement dans la
norme de système correspondante.
3.42
système technique du bâtiment
équipement technique composé de sous-systèmes pour le chauffage, le refroidissement, la ventilation, la
production d’eau chaude sanitaire, l’éclairage et la production d’électricité
Note 1 à l’article: Le système technique d’un bâtiment peut se rapporter à un ou plusieurs services du bâtiment
(par exemple, le système de chauffage ou les systèmes de chauffage et de production d’eau chaude sanitaire).
Note 2 à l’article: La production d’électricité peut inclure la co-génération et les systèmes photovoltaïques.
3.43
sous-système technique du bâtiment
partie d’un système technique du bâtiment remplissant une fonction spécifique (par exemple, génération
de chaleur, distribution de chaleur, émission de chaleur)
4 Symboles et termes abrégés
Pour les besoins de la présente partie de l’ISO 13612, les symboles et unités du Tableau 2 ainsi que les
indices du Tableau 4 s’appliquent. Les termes abrégés sont énumérés dans le Tableau 3.
Tableau 2 — Symboles et unités
Symbole Nom Unité
ø Puissance thermique, puissance calorifique, flux thermique W
η Facteur de rendement -
θ Température en degrés Celsius °C
ρ Masse volumique kg/m
Δθ Différence de température, écart de température K
Δp Différence de pression Pa
b Facteur de réduction de température -
c Capacité calorifique massique J/(kg·K)
DH Degrés-heures °Ch
COP Coefficient de performance W/W
COP Coefficient de performance pour le puisage d’eau chaude W/W
t
E Quantité d’énergie, combustible J
f Facteur (sans dimension) -
β Facteur de charge -
m’ Débit massique kg/s
N Nombre d’éléments -
k Facteur (part) -
P Puissance, puissance électrique W
Q Quantité de chaleur J
SPF Facteur de performance saisonnière -
t Temps, période s
T Température thermodynamique K
V Volume m
V’ Débit volumique m /s
W Énergie électrique (auxiliaire) J
Tableau 3 — Termes abrégés
Abréviation Description
ATTD Différence temps-température cumulée
DHW Eau chaude sanitaire
SH Chauffage des locaux
SC Refroidissement des locaux
TTD Différence temps-température
VCC Cycle à compression de vapeur
VAC Cycle à absorption de vapeur
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Tableau 4 — Indice
Δθ à température corrigée eng moteur nrbl non récupérable
θllim limite de température es valeurs liées au stockage selon on en service, en fonctionnement
inférieure l’EN 255-3, étape 4
θhlim limite de température ex exergétique opr fonctionnement, limite de fonc-
supérieure tionnement
amb ambiante f départ out sortie du sous-système
aux auxiliaire gen sous-système de génération p canalisations
avg moyenne H chauffage des locaux r retour
bal point d’équilibre hot côté chaud rbl récupérable
bu d’appoint (appareil de chauffage)ho heure rvd récupéré
C refroidissement des locaux hp pompe à chaleur st stockage
cap manque de puissance Int intérieur sby attente
co coupure In entrée du sous-système sk dissipation
cold côté froid j indice, se rapportant au bin sngl séparé, seul (fonctionnement)
j
combi fonctionnement combiné k indice sc source
crnt Carnot Ls pertes standard selon les essais normalisés
dis sous-système de distribution Ltc température de coupure basse tot total
des dans les conditions de conceptionmax maximal w eau, fluide caloporteur
Ext extérieur n nominal W eau chaude sanitaire,
en mode production d’eau chaude sanitaire
eff effective
NOTE Dans la présente partie de l’ISO 13612, les indices utilisés pour spécifier les grandeurs sont indiqués
dans l’ordre suivant:
— le premier indice représente le type d’utilisation d’énergie (H = chauffage des locaux, W = eau chaude
sanitaire). Si la formule peut être appliquée à différentes utilisations d’énergie en employant les valeurs des
modes de fonctionnement respectifs, l’indice du premier niveau est omis;
— le deuxième indice représente le sous-système ou le générateur (gen = génération, dis = distribution, hp =
pompe à chaleur, st = stockage, etc.);
— le troisième indice représente le type (ls = pertes, gs = apports, in = consommation, etc.);
— d’autres indices peuvent être utilisés afin de donner des précisions supplémentaires (rvd = récupéré, rbl =
récupérable, i = intérieur, etc.);
— le préfixe n signifie non (rbl = récupérable, nrbl = non récupérable).
Les indices sont séparés par des virgules.
5 Principe de la méthode
5.1 Organigramme de la méthode de calcul
Les systèmes de pompes à chaleur pour le chauffage et le refroidissement peuvent être indépendants ou
faire partie d’un système incluant d’autres générateurs. La Figure 1 explique comment les informations
et les données de sortie du calcul sont utilisées dans ces systèmes multiples. Dans ce cas, la pompe à
chaleur, y compris son système d’appoint intégré (le cas échéant), est considérée comme le générateur
prioritaire.
Données du produit
Norme de calcul des
besoins du bâtiment cop(θ ;θ ;Φ )
ss,1 ss,2 X,hp
Q ;Q ;Q
H,nd W,nd C,nd
Normes d’émission,
de distribution

Q
HWC,dis,in
Norme des conditions de fonctionnement et des générateurs multiples
GENERATEUR GENERATEUR
PRIORITAIRE SUIVANT
ConditionsHeure Φ Φ Φ θ θ
H,hp W,hp C,hp ss,1 ss,2
Pas de temps
…
METHODE DE CALCUL POUR LE STOCKAGE ET LE CHAUFFAGE D’APPOINT INTEGRE DE LA
POMPE A CHALEUR
Φ Φ Φ
Pas de temps
X,hp,in X,hp,aux X,hp,bu
…
E E
HWC,hp,in HWC,hp,aux
Norme d’énergie totale délivrée et de pondération
Figure 1 — Systèmes de pompes à chaleur et interaction avec les autres générateurs
La méthode de calcul de la performance du sous-système de génération est décrite dans l’organigramme
de la Figure 2.
La méthode est basée sur le calcul de la quantité d’énergies délivrée au système de pompe à chaleur
à l’aide de valeurs tabulées. Des méthodes destinées à établir le coefficient de performance (COP) en
fonction des caractéristiques des différents systèmes de pompes à chaleur et des données disponibles
sont présentées dans les Annexes A, B, C, D et E.
La méthodologie repose sur un calcul horaire utilisé comme pas de temps par défaut pour le calcul. Il
convient d’adapter le pas de temps en fonction des données climatiques disponibles et de l’exactitude
requise pour le calcul.
Une liste des étapes de calcul à réaliser est indiquée ci-dessous. L’organigramme de la Figure 2 fournit
une vue d’ensemble plus détaillée de configurations des différents systèmes.
Les étapes de calcul élémentaires sont expliquées en détail dans la partie de l’Article 6 indiquée. Pour
chaque étape, la description recouvre les différents modes de fonctionnement (chauffage des locaux,
production d’eau chaude sanitaire) et les différents types de pompes à chaleur (entraînées électriquement,
par moteur à combustion, à absorption), le cas échéant. De plus, pour le calcul de l’énergie d’appoint, une
méthode simplifiée et une méthode détaillée sont données, liées au calcul de la durée de fonctionnement.
Étape 1: Recueil des données d’entrée (voir 6.1)
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Étape 2: Identification du pas de temps pour le calcul (voir 6.2)
Étape 3: Détermination des besoins énergétiques pour les périodes de chauffage et de refroidissement (voir
6.3)
Étape 4: Construction de l’énergie délivrée par le système de pompe à chaleur en fonction des conditions
climatiques (voir 6.4)
Étape 5: Calcul des pertes thermiques du sous-système de génération (voir 6.4)
Étape 6: Détermination de l’énergie d’appoint (voir 6.5 pour la méthode simplifiée; voir 6.6.4 pour la
méthode détaillée)
Étape 7: Calcul de la durée de fonctionnement de la pompe à chaleur dans les différents modes de fonction-
nement (voir 6.6)
Étape 8: Calcul de l’énergie des auxiliaires consommée (voir 6.7)
Étape 9: Calcul des pertes récupérables du sous-système de génération (voir 6.8)
Étape 10: Calcul de l’énergie motrice totale consommée pour couvrir les besoins énergétiques (voir 6.9)
Étape 11: Récapitulatif des données de sortie requises et facultatives (voir 6.10)
°
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Légende
1 données d’entrée (6.1):
— besoin énergétique du sous-système de distribution du chauffage des locaux;
— besoin énergétique du sous-système de distribution d’eau chaude sanitaire;
— données météorologiques;
— caractéristique du produit;
— paramètres de conception.
2 définitions des périodes de calcul et des pas de temps (6.2)
3 mode monogénération
4 calcul des besoins énergétiques pour le pas de temps (6.3)
5 valeur tabulée de la puissance calorifique/du COP pour les conditions de fonctionnement (6.4)
valeur tabulée de la puissance frigorifique/du COP pour les conditions de fonctionnement (6.4)
6 mode hybride
7 calcul des pertes thermiques du sous-système de génération
8 évaluation de l’énergie d’appoint due à la limite de fonctionnement et basée sur le point d’équilibre
9 calcul de la durée de fonctionnement
10 système simultané à trois modes de fonctionnement (O/N)
11 calcul de la durée de fonctionnement avec un système simultané à trois modes de fonctionnement
12 durée de fonctionnement < pas de temps pour le calcul (O/N)
13 calcul de l’énergie d’appoint
14 durée de fonctionnement = pas de temps pour le calcul
15 calcul de l’énergie consommée pour couvrir les besoins en énergie calorifique
16 calcul de l’énergie des auxiliaires
17 calcul des pertes récupérables
18 données de sortie (6.10):
— énergie consommée pour couvrir les besoins énergétiques;
— pertes totales du sous-système de génération;
— pertes récupérables totales du sous-système de génération;
— énergie des auxiliaires totale consommée.
Figure 2 — Organigramme de la méthode de calcul
La méthode est basée sur le calcul de la quantité d’énergies délivrée au système de pompe à chaleur
à l’aide de valeurs tabulées. Des méthodes destinées à établir les valeurs tabulées en fonction des
caractéristiques des différents systèmes de pompes à chaleur sont présentées dans les Annexes A, B, C,
D et E.
La méthodologie repose sur un calcul horaire utilisé comme pas de temps par défaut pour le calcul. Il
convient d’adapter le pas de temps en fonction des données climatiques disponibles et de l’exactitude
requise pour le calcul.
5.2 Limite du système
La limite du système définit les composants des systèmes de chauffage dans leur ensemble qui sont
pris en compte dans la présente partie de l’ISO 13612. Pour le sous-système de génération par pompe
à chaleur, la limite du système comprend la pompe à chaleur, le système en liaison avec la source de
chaleur, les réservoirs internes et externes et le réchauffeur d’appoint électrique. Les auxiliaires liés
au sous-système de génération sont pris en compte pour autant qu’aucune énergie de transport ne soit
transmise au sous-système de distribution. Pour les appareils de chauffage d’appoint à combustible, les
besoins en énergie d’appoint sont inclus dans la limite du système.
Les systèmes de distribution et d’émission sont en dehors des limites du système.
5.3 Facteurs physiques
La méthode de calcul prend en compte les facteurs physiques suivants, qui ont une influence sur le
facteur de performance saisonnière et, par conséquent, sur la consommation d’énergie nécessaire pour
couvrir les besoins en énergie calorifique du sous-système de distribution.
— type de configuration du générateur (monogénération, bigénération);
— type de pompe à chaleur [énergie motrice (par exemple, électricité ou combustible), cycle
thermodynamique (VCC, VAC)];
— couple source de chaleur/médium de dissipation de la chaleur (par exemple, sol/eau, air/air);
— besoins énergétiques pour le chauffage des locaux et la production d’eau chaude sanitaire du (des)
sous-système(s) de distribution;
— besoins énergétiques pour le refroidissement des locaux du (des) sous-système(s) de distribution;
— effets des variations des températures de la source de chaleur et de dissipation de la chaleur sur la
puissance calorifique et/ou frigorifique et le COP, conformément aux essais normalisés de produit;
— effets de la régulation du compresseur en fonctionnement à charge partielle (marche/arrêt, pas à
pas, unités de vitesse variable) dans la mesure où cela a une incidence sur la puissance calorifique
et le COP, conformément aux essais normalisés ou à d’autres résultats d’essais concernant le
fonctionnement à charge partielle;
— consommation d’énergie des auxiliaires nécessaire au fonctionnement du sous-système de
génération, non pris en compte dans les essais normalisés de la puissance calorifique et du COP;
— pertes thermiques du système dues au chauffage des locaux ou aux composants de stockage de
l’eau chaude sanitaire ou au refroidissement des locaux, y compris les canalisations ou conduites de
raccordement;
— localisation du sous-système de génération.
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5.4 Représentation schématique de la pompe à chaleur pour le chauffage et le re-
froidissement
Légende
1 énergie motrice consommée pour couvrir les 8 énergie des auxiliaires consommée, W ,
HW gen,aux
besoins en énergie calorifique (par exemple
él
...