ISO 13612-1:2014

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 13612-1
First edition
2014-05-01
Heating and cooling systems in
buildings — Method for calculation of
the system performance and system
design for heat pump systems —
Part 1:
Design and dimensioning
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 1: Conception et dimensionnement
Reference number
©
ISO 2014
© ISO 2014
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ii © ISO 2014 – All rights reserved

Contents Page
Foreword .iv
Introduction .v
1 Scope . 1
2 Normative references . 2
3 Terms and definitions . 2
4 Symbols and abbreviations . 3
5 System design requirements . 4
5.1 General . 4
5.2 Heating/cooling source . 4
5.3 Electrical supply. 5
5.4 Heat pump system design . 6
5.5 Positioning . 6
5.6 Noise level . 6
6 Dimensioning of the heat pump system . 6
6.1 General . 6
6.2 Methodology for sizing . 7
6.3 Dimensioning the heat pump system for the heating period . 8
6.4 Determination of the power of the heat pump system for the cooling period .12
6.5 Oversizing considerations .13
7 Additional design information for heat pump system .13
7.1 Hydraulic integration .13
7.2 Control of the system .13
7.3 Safety requirements .13
7.4 Operational requirements .14
8 Installation requirements.14
Annex A (informative) Heat pump technologies and design schemes .15
Annex B (informative) Guidelines for the design parameters of the heat pump systems using
water as a heat source . .47
Annex C (informative) Noise levels in the vicinity .48
Annex D (informative) Example calculations of the domestic hot water (DHW) storage size .49
Annex E (informative) Average daily tapping patterns for the domestic hot water production .51
Annex F (informative) Commissioning of the system .54
Bibliography .58
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out
through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical
committee has been established has the right to be represented on that committee. International
organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of
electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www.iso.org/directives).
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of
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on the ISO list of patent declarations received (see www.iso.org/patents).
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constitute an endorsement.
For an explanation on the meaning of ISO specific terms and expressions related to conformity
assessment, as well as information about ISO’s adherence to the WTO principles in the Technical Barriers
to Trade (TBT) see the following URL: Foreword - Supplementary information
The committee responsible for this document is ISO/TC 205, Building environment design.
ISO 13612 consists of the following parts, under the general title Heating and cooling systems in
buildings — Method for calculation of the system performance and system design for heat pump systems:
— Part 1: Design and dimensioning
— Part 2: Energy calculation
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Introduction
This International Standard will be part of a series of standards on the method for the calculation of
heating system energy requirements and heating and cooling system efficiencies.
— ISO 13612-1 deals with the design and sizing of heat pump systems.
— ISO 13612-2 presents the energy calculation method.
INTERNATIONAL STANDARD ISO 13612-1:2014(E)
Heating and cooling systems in buildings — Method for
calculation of the system performance and system design
for heat pump systems —
Part 1:
Design and dimensioning
1 Scope
This International Standard is applicable to heat pumps for space heating and cooling, heat pump water
heaters (HPWH), and heat pumps with combined space heating and cooling and domestic hot water
production, in alternate or simultaneous operation, where the same heat pump is used for space heating
and cooling and domestic hot water heating.
This part of ISO 13612 establishes the required inputs, calculation methods, and required outputs for
heat generation for space heating and domestic hot water production and control of the following heat
pump systems:
— electrically driven vapour compression cycle (VCC) heat pumps;
— combustion engine-driven VCC heat pumps;
— thermally-driven vapour absorption cycle (VAC) heat pumps.
This part of ISO 13612 specifies the design and dimensioning criteria for the heating and cooling systems
in buildings using heat pumps alone or in combination with other heat generators. These include the
following:
— water–water;
— brine–water;
— refrigerant–water (direct expansion systems);
— air–air;
— air–water;
— combined;
— systems driven by electricity or gas.
This part of ISO 13612 takes into account the heating requirements of attached systems (e.g. domestic
hot water, process heat) in the design of heat supply, but does not cover the design of these systems.
This part of ISO 13612 covers only the aspects dealing with the heat pump, the interface with the heat
distribution and emission system (e.g. buffering system), the control of the whole system, and the
aspects dealing with the energy source of the system.
Table 1 — Heat pump systems (within this scope)
Source system Sink system
(energy extraction) (energy rejection)
a b c
Energy source Medium Medium Energy sink
Refrigerant Refrigerant Air
Exhaust air Air Air
Indoor air
Outdoor air Air
Water
Water
Indoor air
Surface water Water
Water Water
Ground water
Air Indoor air
Air Water
Brine
Indoor air
(Water) Water
Water
Ground
Indoor air
Refrigerant Water
Water
(Direct expansion)
Refrigerant Indoor air
a
Energy source is the location where the energy is extracted.
b
Medium is the fluid transported in the corresponding distribution system.
c
Energy sink is the location where the energy is used; this can be the air-conditioned
space or water in case of domestic hot water (DHW) production.
2 Normative references
The following documents, in whole or in part, are normatively referenced in this document and are
indispensable for its application. For dated references, only the edition cited applies. For undated
references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO 16818, Building environment design — Energy efficiency — Terminology
ISO 13790, Energy performance of buildings — Calculation of energy use for space heating and cooling
EN 15243, Ventilation for buildings — Calculation of room temperatures and of load and energy for buildings
with room conditioning systems
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 16818 and the following apply.
3.1
balance point temperature
lowest design external air temperature at which the heat pump output capacity and the building heating
demand (heat load) are equal
Note 1 to entry: At lower external air temperatures, a second heat generator is employed to cover the entire or
part of the building heating demand.
3.2
bivalent alternative mode
low-temperature cut out
operational mode in which a second heat generator (e.g. gas boiler) completely accounts for the heat
demand of the heating system if the external temperature falls below the balance point temperature
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3.3
bivalent parallel mode
operational mode in which a second heat generator (e.g. gas boiler) accounts for the remaining heat
demand of the heating system which cannot be supplied by the heat pump when the external temperature
falls below the balance point temperature
3.4
coefficient of performance
COP
momentary ratio of the thermal heat flux (Θ ) of the heat pump to the electrical power input of the unit
HP
Note 1 to entry: The electrical power of the unit includes auxiliary power requirements, but not the additional
power requirements for circulation pumps (heat sink and heat source).
3.5
minimum operating temperature
θ
MOT
minimum recommended value of the external temperature to operate the heat pump
3.6
monovalent mode
operational mode in which the heat pump is designed to cover the entire energy demand of the heating
and cooling system alone
Note 1 to entry: The heat pump output capacity is equal to the design heat load.
3.7
seasonal performance factor
ratio of the annual heat Q supplied by the heat pump to the total electrical energy consumed (including
HP
all auxiliary sources)
3.8
source (heat–cool)
source of energy extracted to the heat pump system
4 Symbols and abbreviations
The symbols and units and abbreviations used in this part of ISO 13612 are listed in Tables 2 and 3.
Table 2 — Symbols and units
Symbol Description Unit
Φ Heating capacity of the supply system kW
supply
θ Minimum operating temperature (external) °C
MOT
θ Design external temperature (heating) °C
e, h
θ Minimal operating temperature of the heat pump °C
min, h
(heating)
Table 3 — Abbreviations and subscripts
Abbreviation Description
H Heating
C Cooling
DWH Domestic hot water
5 System design requirements
5.1 General
The heat pump system shall be designed to satisfy the design heating and cooling load of the building
and the requirements of any attached system.
Any other recognized energy load calculation method shall only be used if accepted by the client.
The heating supply system and/or the cooling supply system shall be designed and dimensioned taking
into account the type of energy source.
General consideration shall be given to the energy efficiency of the heat pump system.
5.2 Heating/cooling source
5.2.1 Air as heat source
The minimum air flow declared by the manufacturer shall be taken into account when designing the
system. For monovalent systems, the required capacity of the heat pump shall be determined by using
the design external air temperature. For bivalent systems, a suitable balance point temperature shall be
set depending on the selected operational mode (bivalent-alternative or bivalent-parallel mode) and the
minimum air flow entering the system. The air quality shall be checked and airborne salinity (a function
of the distance from seawater) shall be taken into consideration.
5.2.2 Water as heat source
Water sourced from groundwater, seawater, a lake, or a river can be used as a heat source.
The required water flow rate for the heat pump unit shall be made available, taking into account local
regulations which can place limits on the availability and flow rates.
The average groundwater temperature can be obtained from local authorities, from a test borehole, or
(in the case of dwellings) by a qualified assumption (e.g. the annual mean external temperature at the
location).
The water source shall enable a continuous extraction of the design flow rate of the attached heat pumps.
The possible extraction flow rate is dependent on local geological factors and can be ascertained by
continuously extracting the nominal flow rate in a test run of sufficient duration to attain quasi-steady-
state conditions. For larger systems, hydrogeological investigations (e.g. well test) can be necessary.
The quality of the water shall match the manufacturer’s requirements. If the manufacturer’s
requirements cannot be achieved (e.g. in the case of seawater), a secondary circuit or water treatment
shall be considered (see Annex B).
Provisions for returning the water shall be provided. The direction of the ground water flow shall be
taken into account when selecting the position of the injection well. The extraction well shall be situated
upstream of the injection well if the heat pump is only used for heating purposes (see Figure 1).
The heat extraction system shall be designed and controlled so as to avoid the risk of freezing.
The water shall be returned to the environment as clean as possible and in accordance with local
regulations.
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Key
1 living room
2 bathroom
3 cellar
4 heat exchanger
5 heat pump
6 storage water heater
7 buffer storage
8 injection well
9 extraction well (including pump)
10 ground-water flow direction
Figure 1 — Arrangement of a heat pump heating system with ground-water flow
5.2.3 Ground as heat source
The minimum temperature of the ground at the appropriate depth shall be taken into account when
designing the ground heat pump system. Information on typical temperature profiles is given in Annex A.
The temperature reduction of the ground, as a result of the heat extraction over the heating period, as
well as the long-term temperature drop, due to consecutive years of heat pump operation, shall be taken
into account so as to never jeopardize the operation of the heat pump and also to ensure economical as
well as reasonable environmental operating conditions.
5.3 Electrical supply
The availability of a suitable electrical supply (both power and amperage) shall be ensured.
The operation time, the tariff, and the cut-out time shall be taken into account.
The maximum current withdrawn during the start-up phase shall be considered, especially for single-
phase electrically driven heat pumps.
5.4 Heat pump system design
The design of a heat pump system shall consider the following aspects.
— The heat pump system shall be designed to achieve the highest seasonal performance factor
with respect to the selected heat source. The seasonal energy efficiency ratio (or seasonal energy
performance) increases with decreasing temperature difference between the source temperature
and the sink temperature. High source temperatures and low sink temperatures are desirable in the
heating period (reducing the sink temperature by 1 K leads to an increase in the COP of about 2 %).
— The heat pump system shall be designed so that its seasonal performance factor is equal to or higher
than the minimum values given in a corresponding national annex. In case no national values have
been published, the default minimum values are given in Annex C.
NOTE 1 Additionally, the target values for the seasonal performance factor are given in a corresponding
national data set. In case no national annex has been published, the default target values are given in Annex C.
— The environmental impact due to the heat pump operation shall be minimized. Care shall be taken
in order not to emit the refrigerant into the atmosphere due to leakages during operation as well as
during maintenance.
NOTE 2 Monoblock systems are hermetically sealed and the leakage rate is under 1 %.
— The heat pump system shall be designed to be user-friendly and require limited maintenance.
5.5 Positioning
The positioning of a heat pump shall consider the following aspects:
— the location of the heat pump (e.g. outside the building) within the heated space or in an unheated
space;
— the allowable temperature range of the environment surrounding the heat pump (given by the
manufacturer);
— the possibility of damage to the unit or the components due to freezing;
— the accessibility for installation and maintenance purposes.
5.6 Noise level
Heat pumps using air as a heat source are prone to cause noise problems resulting from the sound
conducted through solids and transmitted through air. The noise levels and information regarding the
installation shall be provided in the technical documents provided by the manufacturer.
6 Dimensioning of the heat pump system
6.1 General
The heat supply system shall be designed to satisfy the design heat load of the building and the
requirements of any attached system (e.g. domestic hot water production). The design heating and
cooling loads shall be calculated in accordance with the rules given in the accepted methodologies.
NOTE 1 ISO 15265 provides benchmark results for the validation of the building simulation model used for the
calculation of the design heating and cooling loads.
NOTE 2 Information on the design scheme is presented in Annex A.
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6.2 Methodology for sizing
The method for dimensioning the heat pump is provided in Figure 2.
The maximum power supply required for any period of activity (heating or cooling) shall be calculated
and the heat pump system shall be designed to satisfy the energy demand in any case.
Designers shall take into account the energy uses required by any combination of heating, domestic hot
water production, and cooling.
The priority given to the energy used to satisfy the demand shall also be identified.
For a heat pump system sized below this maximum value, a supply system shall be attached to satisfy
the energy demand. For a bivalent system, the minimum operating temperature shall be identified as
the thermal load is calculated for this value of the minimum operating temperature. The temperature
operating limit and the bivalent temperature shall be identified by the designer.
Environmental data of the building
Building description
- building envelope / system characteristics / scenarios for control
Termal load calculation
for heating and cooling
(with consideration for
bivalent system)
Sizing condition for Sizing condition for
heating cooling
Determination of the Determination of the
power of the heat power of the heat
pump (heating) pump (coolting)
Size for the maximal power
of the system
Figure 2 — Flowchart for dimensioning the heat pump system
6.3 Dimensioning the heat pump system for the heating period
6.3.1 Heat supply conditions
The heat supply to serve the system shall be sized according to EN 15243. For the heat pump systems,
the design factors in Formula (1) are:
Φ = f · Φ + f · Φ + f (1)
SU HL HL DHW DHW AS
where
Φ is the capacity of the heat supply system, in kW;
SU
f is the design factor for the heat load;
HL
Φ is the heat load capacity, in kW;
HL
f is the design factor for the domestic hot water systems;
DHW
Φ is the domestic hot water capacity, in kW;
DHW
f is the design factor for the attached systems;
AS
Φ is the capacity of the attached systems, in kW.
AS
Table 4 — Heat pump systems design factor (informative)
Default value
Heat pump
Load Design criteria for the design
design factor
factor
Low building mass (suspended ceilings and raised
floors and light walls)
1,00
C < 20 Wh/m
th
Medium building mass (concrete floors and ceilings and
light walls)
Heat load f 0,95
HL
2 2
20 Wh/m < C < 40 Wh/m
th
High building mass (concrete floors and ceilings com-
bined with bricks or concrete walls)
0,90
C > 20 Wh/m
th
Domestic hot
f Standard class of sanitary systems 1
DHW
water
Attached
f 1
AS
systems
NOTE C is the effective internal heating capacity of the building element.
th
6.3.1.1 Incorporated additional backup heater
Heat pumps incorporating an additional backup heater shall be selected so that the energy supplied by
the backup system is reduced to a minimum, particularly if the energy source of the backup heater is
not renewable.
In order to secure sufficient domestic hot water production, the designer shall calculate and document
the daily quantity of hot water which can be delivered by the backup system alone.
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6.3.1.2 Domestic hot water production or other attached systems
The maximum daily hot water demand and relevant tapping pattern shall be identified to size the system.
Annex A presents the information on the alternative requirements for domestic hot water use.
Annex E presents the basic data, based on a European survey in the domestic sector, to specify the
energy use for domestic hot water and the energy performance of domestic hot water appliances.
6.3.1.3 Heat pump data
The data shall be obtained from the manufacturer’s specifications, which shall be based on the test data
according to the product standards (see Bibliography).
6.3.2 Dimensioning for space heating
The maximum heat load, Φ , for space heating is obtained from the rules given in the accepted
HL
methodologies.
The design values are based on the regional set of data or accepted methodologies.
NOTE EN 12831 can be used for the dimensioning for space heating.
6.3.3 Dimensioning for DHW
6.3.3.1 Hot water demand for sizing the system
The designer shall identify the critical value, Q , of the daily hot water energy demand during a defined
DP
period and the duration of this corresponding period, t . Annex A and Annex E provide the information
DP
on the domestic hot water demand for the residential sector. Different strategies are available depending
on the electrical tariff and the cost-reflective messages for energy management, the space available for
the heat pump system and energy collectors, and the cost effectiveness of the design solutions.
The accumulation system results in a larger volume of the DHW storage, which is sized on the maximum
daily demand. The selected thermal capacity of the heat pump allows the DHW storage to be heated
during the defined period to restore the storage at set temperature conditions.
The defined period corresponds as a maximum to the low-cost period tariff for the electrically driven
heat pump.
The volume of the storage shall be reduced accordingly with the availability of the corresponding energy
output from the heat pump. The tables given in Annex D and Annex E provide guidance to define the
total hot water energy demand (Q ), the critical value (Q ), and the duration of the corresponding
daily DP
period (t ).
DP
6.3.3.2 Definition of the DHW storage volume V
s
The size of the DHW storage and the thermal capacity needed to heat and maintain enough DHW to fulfil
the demand are closely related.
The simplest way to design the DHW storage is to define a volume and subsequently check whether or
not the thermal power of the heat pump is sufficient to meet the requirements for the DHW demand
alone as well as during the heating period. If the thermal power of the heat pump is not sufficient, the
volume of the DHW storage shall be adapted.
6.3.3.2.1 Accumulation
As a basis, the average daily consumption given in Annex E is doubled (e.g. from 25 l to 50 l at 60 °C per
person) and this value is considered for sizing the system. Larger values can be used if the use of DHW
and large bathrooms are considered.
Annex A provides an alternative guidance for dimensioning the capacity of the storage, depending on a
specific domestic hot water use.
The daily thermal losses of the DHW storage (Q ) shall be integrated in this calculation as an added
1, s
volume corresponding to the set temperature.
6.3.3.2.2 Semi-accumulation
As a basis, the volume should be considered to match the daily average consumption of the DHW.
Smaller volumes can be used if the thermal heating capacity of the heat pump is sufficient to reload the
DHW storage to the set temperature after critical sequences such as two consecutive baths.
NOTE The critical value, Q , of the daily hot water energy demand is conventionally expressed as a
DP
corresponding volume, V , delivered at 60 °C. The volume of hot water has to be corrected according to the set
DP60
temperature of the DHW in the DHW storage tank.
The DHW storage volume is determined as the volume of hot water, V , delivered at T and is obtained
Tset set
using Formula (2).
60 − T
()
c
VV=× (2)
TsetP60
TT−
()
setc
where
V is the volume of the hot water at Τ corresponding to QDP, in l;
Tset set
V is the volume of the hot water at 60 °C corresponding to QDP, in l;
DP60
T is the set temperature of the hot water in the DHW storage, in °C;
set
Τ is the temperature of the cold water, in °C.
c
6.3.3.3 Energy balance of the DHW storage
The energy stored in the DHW storage is expressed using Formula (3).
Q = 0,001 16 (θ – θ ) · V [kWh]
s set cw s
(3)
The extraction temperature in the DHW storage shall not fall below  min = 40 °C during any draw-off
period.
The effective amount of energy available in the storage is therefore calculated using Formula (4).
Q = Q · (θ − 40) / (θ – θ ) [kWh]
s, eff s set set cw
(4)
The energy demand during the defined period is calculated using Formula (5).
Q = 0,001 16 (60 − θ ) · V [kWh]
DP cw DP60
(5)
as the energy demand is expressed at 60 °C.
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6.3.3.4 Minimum thermal heating capacity needed to fulfil the DHW requirements
6.3.3.4.1 Accumulation systems
The thermal heating capacity of the heat pump for the DHW production is sized to heat up the storage
when the electrical energy is available.
Q
s
Φ = []kW (6)
hp,sθ et
t
Energy,hp
where
Φ is the thermal heating capacity of the heat pump at θ , in kW;
hp, θset set
Q is the energy stored in the DHW storage, in kWh;
s
t is the time period where the electrical energy is available for the DHW production, in h.
Energy, hp
The corresponding electrical power is determined using Formula (7).
Φ
hp,sθ et
P = (7)
hp,el,θset
COP
θset
where
P is the electrical power of the heat pump for domestic hot water use, in kW;
hp, el, θset
Φ is the thermal heating capacity of the heat pump at θ , in kW;
hp, θset set
COP is the coefficient of performance at θ (as obtained from the manufacturer’s specifica-
θset set
tions).
6.3.3.4.2 Semi-accumulation systems
Considering the energy drawn off during the critical period (Q ), the thermal capacity of the heat pump
DP
is determined so as to reload the DHW storage to the same status (θ ) before the next draw off occurs.
set
This signifies, that during the defined period (e.g. as presented in Annex E), the heat pump power is
sufficient to maintain the DHW storage at a minimum value (40 °C as a minimum).
Formula (8) indicates the energy balance of the system.
Energy input = Energy used – Useful energy stored + energy losses of DHW storage
Φ , · t = Q − Q · (θ – 40) / (θ – θ ) + Q (8)
hp θset DP DP S set set cw l, s
()θ − 40
set
QQ−
DP s
()θθ− Q
setcw ts
Φ = + (9)
hp,sθ et
t t
DP DP
where
t is the duration of the defined period, in h;
DP
Q is the thermal losses of the DHW storage in the considered time period, in kWh.
l, s
The corresponding electrical power can be determined according to Formula (7).
6.3.3.5 Additional heating requirements and sizing of the backup heater for DHW
Formula (2) given in 6.3.3.2.2 provides the relationship between the output capacity of the heat pump
and the volume of the DHW storage. The designer shall choose the DHW storage volume so that the total
output capacity of the heat pump is sufficient to fulfil the demand for space heating and domestic hot
water. If this is the case, the volume of the DHW storage shall be changed.
The backup heater (usually electrical) should be sized to cover at least the demand for the DHW of the
system as calculated above.
6.3.3.6 Specific control requirement for the DHW production
If containment of Legionella growth is required, the system shall be sized and supplied with a control
system to ensure that a temperature of 60 °C is reached periodically (e.g. daily, weekly, etc.). If the heat
pump is unable to reach 60 °C on its own, the auxiliary system shall ensure that a temperature of 60 °C
can be reached.
In the case of combined systems (space heating and domestic hot water), the control system shall be
designed to prioritize the DHW production when a simultaneous need of space heating and DHW occurs.
The control of the backup heater shall be properly integrated with those of the heat pump. This is to
avoid both operating at the same time, where the return water temperature to the condenser could rise
to such a level that the high-pressure cut-out shuts down the heat pump.
6.3.4 Power of the heat pump system and additional supply system (backup system)
Additional heat supply is sometimes needed when
— the external reference temperature of the site location is lower than the minimum operating
temperature of the heat pump, and
— the heat pump is doubled with another source for heating (boiler, etc.).
In this case, the power of the supply shall complete the capacity to provide heat to the building for the
design conditions.
The difference between the types of source of energy shall be considered for the sizing as their availability
is linked to the local temperature.
6.4 Determination of the power of the heat pump system for the cooling period
The cooling power to be installed is a function of
— the internal load (human occupancy, lighting, heat dissipated by appliances, heat transmitted from
internal surfaces, and other sources such as processes),
— the external load due to climate conditions (transmission through facades and glazing and solar
irradiation through glazing), and
— the set temperature of the building and acceptable range for temperature and humidity.
The cooling load is derived from ISO 13790 or alternative approved methodologies. Cooling does not
correspond strictly to the sum of the maximum, but to the sum of the cooling for the different thermal
zones. For large buildings with a centralized heat pump system, it is possible to introduce a simultaneity
coefficient to reduce the heat load due to internal heat load.
The designer shall take into account the maximal heat load during seasons combining cooling demand
due to temperature and humidity aspects.
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If domestic hot water use is required during the cooling period, the designer shall consider if
— the system ensures both energy use (cooling and DWH) or if a separate system is needed for the
DWH use, and
— the preheating of the DWH is considered in cooling mode.
6.5 Oversizing considerations
The supply system for a bivalent system will complete the heat pump system to provide sufficient heat.
The total thermal power of the system should match the requirements of the heat load calculation of the
building. In case of bivalent systems there is no need of oversizing the heat generator heat pump.
7 Additional design information for heat pump system
7.1 Hydraulic integration
In order to minimize cycling, it shall be ensured that the heating capacity delivered by the heat pump is
completely transferred to the heating system.
NOTE This can be achieved by setting a sufficient constant volume flow rate at the heat-sink side of the heat
pump. A higher inertia (capacity) can be achieved with a surface heating system or by installing a buffer storage
(in parallel or series). A buffer storage connected in parallel with the heat pump additionally serves as a means of
hydraulic decoupling. A guidance value for sizing the buffer storage volume is 12 l/kW to 35 l/kW maximum heat
pump capacity.
7.2 Control of the system
The output capacity of the heat pump shall be adapted to the building energy demand. It can be
accomplished by the different methods given in Annex F.
During the heating period, the control of the heat pump is linked to the temperature (external–internal).
Humidity control shall be added (for large buildings) during the cooling period.
The control system shall identify which priority is given to the different energy uses such as
— domestic hot water,
— heating, and
— cooling.
7.3 Safety requirements
The safety requirements are provided in the national regulations.
EXAMPLE In Europe, EN 378–1 applies.
In principle, all heat pump systems shall be equipped with the appropriate controls that prevent a major
leakage of refrigerant in case of an accident. Refrigerant systems shall be designed in accordance with
the existing regulation or national guidance.
NOTE For Europe, the requirements listed in 4.6 of EN 12828:2003 also apply to this part of ISO 13612
(nominal heat output < 300 kW) if the medium on the heat-sink side of a heat pump system is water.
Local regulations can require that heat pump systems using the ground as a heat source shall be
equipped with the appropriate equipment to detect a leakage of brine or water.
7.4 Operational requirements
7.4.1 General
Operational parameters shall be controlled during the commissioning and be periodically monitored
in the normal running phase of the heating system. In addition, the measurement and recording of the
operational parameters can be used to calculate the energy performance of the heat pump in operation
during a certain period of time.
These respective parameters are the feed and return temperatures of the heat source and heat sink, the
electrical power consumption, and the volume flow rate (or heat meter readings).
7.4.2 Provisions for monitoring operational conditions
7.4.2.1 General requirements
Provisions shall be made in the piping (water systems) or ducting (air systems) to facilitate the
monitoring and recording of the operational and energy-related parameters (e.g. temperature and
power consumption), provided they have not already been integrated in the heat pump unit as supplied
by the manufacturer.
7.4.2.2 Fluid systems
If the source side and/or the sink side of the heat pump system are served by water, brine, or refrigerant
as a medium, the following operational requirements in these types of circuits apply.
— Provisions for directly measuring the feed and return temperatures of the circuit shall be provided.
— A pipe sleeve on the feed or return pipe of the circuit shall be installed in such a way that a volume
flow-meter can be easily installed for measurement (external method). Alternatively, a refrigerant
heat balance method can be used (internal method).
— The electrical power consumption of the heat pump unit should be measured by a power meter.
7.4.2.3 Air-based systems
If the source side and/or the sink side of the heat pump system are served by air as a medium, the
following operational requirements in these types of circuits apply.
— Provisions for directly measuring the feed and return temperatures of the air in the circuit shall be
provided.
— Provisions shall be taken to leave enough room around the supply or return air ducts in order to
introduce an air velocity or an air flow-meter probe into the duct (external method). Alternatively,
a refrigerant heat balance method can be used (internal method).
— The electrical power consumption of the heat pump unit should be measured by a power meter.
8 Installation requirements
The manufacturer’s installation instructions shall be followed. The national regulations concerning the
installation of vertical and horizontal ground collectors shall be adhered to. This also applies to the
creation of injection and extraction wells in water-based systems.
14 © ISO 2014 – All rights reserved

Annex A
(informative)
Heat pump technologies and design schemes
A.1 General
A.1.1 Design standard
The heat source systems are selected in consideration of the applications, scale, heat load trends,
operation hours, etc. of the facilities.
The types of major heat source equipment and others are selected in consideration of the effective and
efficient use of energy, levelling of electric power loads, utilization of natural energy, cost efficiency,
reliability, durability, ease of maintenance and inspection, and necessity of qualified operators.
The refrigerants selected for the use in chillers and package type air-conditioners should be highly safe
and should have an ozone depletion potential of zero and a global warming potential as small as possible.
A.1.2 Design data
For large equipment such as chillers, the load-carrying strength of the floor should be taken into
consideration. A machine hatch and similar provisions should be made as necessary.
Measures against earthquakes should also be taken as necessary.
The following measures should be taken against the noise and vibration of air-conditioners.
— The adoption of low-noise equipment should be considered for places where quietness needs to be
maintained.
— Measures against noise and vibration should be taken as necessary.
The heat-source capacity and thermal storage tank capacity of a thermal storage system should
be determined in consideration of the daily heat loads, heat balance of the heat source capacity, and
operating time. Noise reduction measures should be considered for the operation of thermal storage
systems during nighttime hours.
Salt-resistant equipment should be adopted if regular exposure to saltwater or high airborne salinity is
anticipated.
A.2 Design schemes for several kinds of heat pump systems
A.2.1 Heat pump water heater (with CO refrigerant)
A.2.1.1 Design standard
The heat pump water heater with CO refrigerant is sized in accordance with the number of residents
as shown in Table A.1.
The operating hours of a heat pump unit should be determined by considering the hot water supply load
characteristics and the tariff.
Table A.1 — Sizing of the heat pump water heater with CO refrigerant
Number of residents
1 to 2 3 to 5 5 to 6 7 to 8
DHW storage volume 185 l 300 l–370 l 460 l 560 l
Heat pump capaci
...

PROJET
NORME ISO/FDIS
FINAL
INTERNATIONALE 13612-1
ISO/TC 205
Systèmes de chauffage et de
Secrétariat: ANSI
refroissement dans les bâtiments —
Début de vote:
2014-01-06 Méthode de calcul de la performance
du système et de la conception du
Vote clos le:
2014-03-06
système pour les systèmes de pompes
à chaleur —
Partie 1:
Conception et dimensionnement
Heating and cooling systems in buildings — Method for calculation of
the system performance and system design for heat pump systems —
Part 1: Design and dimensioning
LES DESTINATAIRES DU PRÉSENT PROJET SONT
INVITÉS À PRÉSENTER, AVEC LEURS OBSER-
VATIONS, NOTIFICATION DES DROITS DE PRO-
PRIÉTÉ DONT ILS AURAIENT ÉVENTUELLEMENT
CONNAISSANCE ET À FOURNIR UNE DOCUMEN-
TATION EXPLICATIVE.
OUTRE LE FAIT D’ÊTRE EXAMINÉS POUR
ÉTABLIR S’ILS SONT ACCEPTABLES À DES FINS
INDUSTRIELLES, TECHNOLOGIQUES ET COM-
Numéro de référence
MERCIALES, AINSI QUE DU POINT DE VUE
ISO/FDIS 13612-1:2014(F)
DES UTILISATEURS, LES PROJETS DE NORMES
INTERNATIONALES DOIVENT PARFOIS ÊTRE
CONSIDÉRÉS DU POINT DE VUE DE LEUR POSSI-
BILITÉ DE DEVENIR DES NORMES POUVANT
SERVIR DE RÉFÉRENCE DANS LA RÉGLEMENTA-
©
TION NATIONALE. ISO 2014
ISO/FDIS 13612-1:2014(F)
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Publié en Suisse
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ISO/FDIS 13612-1:2014(F)
Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction .v
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 2
3 Termes et définitions . 2
4 Symboles et abréviations . 3
5 Exigences relatives à la conception du système . 4
5.1 Généralités . 4
5.2 Source de chauffage/refroidissement . 4
5.3 Alimentation électrique . 6
5.4 Conception du système de pompe à chaleur . 6
5.5 Implantation. 6
5.6 Niveau de bruit . 7
6 Dimensionnement du système de pompe à chaleur . 7
6.1 Généralités . 7
6.2 Méthode de dimensionnement . 7
6.3 Dimensionnement du système de pompe à chaleur pour la période de chauffage . 9
6.4 Détermination de la puissance du système de pompe à chaleur pour la période
de refroidissement .14
6.5 Considérations relatives au surdimensionnement .14
7 Autres informations sur la conception du système de pompe à chaleur .14
7.1 Intégration hydraulique .14
7.2 Régulation du système .15
7.3 Exigences de sécurité .15
7.4 Exigences d’exploitation .15
8 Exigences relatives à l’installation .16
Annexe A (informative) Technologies de pompe à chaleur et plans de conception .17
Annexe B (informative) Lignes directrices pour les paramètres de conception des systèmes de
pompe à chaleur utilisant l’eau comme source de chaleur .52
Annexe C (informative) Niveaux de bruit aux alentours .53
Annexe D (informative) Exemples de calculs pour le dimensionnement du ballon de stockage
d’eau chaude sanitaire .54
Annexe E (informative) Profils de puisage journalier moyen pour la production d’eau
chaude sanitaire.56
Annexe F (informative) Réception du système .59
Bibliographie .63
ISO/FDIS 13612-1:2014(F)
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: .
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
iv © ISO 2014 – Tous droits réservés

ISO/FDIS 13612-1:2014(F)
Introduction
La présente Norme internationale fera partie d’une série de normes sur la méthode 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.
PROJET FINAL DE NORME INTERNATIONALE ISO/FDIS 13612-1:2014(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 1:
Conception et dimensionnement
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 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 et le refroidissement des locaux et la production d’eau chaude sanitaire.
La présente partie de l’ISO 13612 établit les données d’entrée requises, les méthodes de calcul, et les
données de sortie requises pour la production de chaleur pour le chauffage des locaux et la production
d’eau chaude sanitaire ainsi que la régulation des systèmes de pompes à chaleur suivants:
— pompes à chaleur à compression de vapeur (VCC) entraînées électriquement;
— pompes à chaleur VCC entraînées par moteur à combustion;
— pompes à chaleur à absorption de vapeur (VAC) entraînées thermiquement.
La présente partie de l’ISO 13612 spécifie les critères de conception et de dimensionnement des systèmes
de chauffage et de refroidissement dans les bâtiments qui utilisent des pompes à chaleur seules ou
combinées à d’autres générateurs de chaleur. Cela inclut les systèmes suivants:
— eau – eau;
— eau glycolée – eau;
— fluide frigorigène – eau (systèmes à détente directe);
— air – air;
— air – eau;
— systèmes combinés;
— systèmes entraînés par l’électricité ou le gaz.
La présente partie de l’ISO 13612 tient compte des besoins en chauffage des systèmes auxiliaires (par
exemple, eau chaude sanitaire, chaleur industrielle) dans la conception de la production de chaleur,
mais ne couvre pas la conception de ces systèmes. La présente partie de l’ISO 13612 couvre uniquement
les aspects concernant la pompe à chaleur, l’interface avec le système de distribution et d’émission de
chaleur (par exemple, le système de stockage tampon) et la régulation de l’ensemble du système, ainsi
que les aspects liés à la source d’énergie du système.
ISO/FDIS 13612-1:2014(F)
Tableau 1 — Systèmes de pompes à chaleur (visés par la présente norme)
Système source Système de dissipation
(prélèvement d’énergie) (utilisation de l’énergie)
a b c
Source d’énergie Fluide Fluide Dissipateur d’énergie
Fluide frigorigène Fluide frigorigène Air
Air rejeté Air Air
Air intérieur
Air extérieur Air
Eau
Eau
Air intérieur
Eau de surface Eau
Eau Eau
Eau souterraine
Air Air intérieur
Air Eau
Eau glycolée
Air intérieur
(Eau) Eau
Eau
Sol
Air intérieur
Fluide frigorigène Eau
Eau
(Détente directe)
Fluide frigorigène Air intérieur
a
La source d’énergie est l’endroit d’où l’énergie est extraite.
b
Il s’agit du fluide transporté dans le système de distribution correspondant.
c
Le dissipateur d’énergie est l’endroit où l’énergie est utilisée; il peut s’agir de locaux climatisés ou de l’eau dans le cas de
la production d’eau chaude sanitaire.
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).
ISO 16818, Conception de l’environnement des bâtiments — Rendement d’énergie — Terminologie
ISO 13790, Performance énergétique des bâtiments — Calcul des besoins d’énergie pour le chauffage et le
refroidissement des locaux
EN 15243, Systèmes de ventilation des bâtiments — Calcul de la température des pièces, de la charge et de
l’énergie pour les bâtiments équipés de système de conditionnement d’air
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l’ISO 16818 ainsi que les
suivants s’appliquent.
3.1
température du point d’équilibre
température de conception de l’air extérieur la plus basse à laquelle la puissance calorifique de la pompe
à chaleur et la demande de chauffage du bâtiment (charge thermique) sont égales
Note 1 à l’article: Pour les plus basses valeurs de la température de l’air extérieur, un second générateur de chaleur
sert à couvrir intégralement ou partiellement la demande de chauffage du bâtiment.
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ISO/FDIS 13612-1:2014(F)
3.2
mode hydride alternatif (bigénération)
température de coupure basse
régime de fonctionnement dans lequel un second générateur de chaleur (par exemple, une chaudière
à gaz) prend entièrement en charge la demande de chaleur du système de chauffage si la température
extérieure descend au-dessous de la température du point d’équilibre
3.3
mode hybride parallèle (bigénération)
régime de fonctionnement dans lequel un second générateur de chaleur (par exemple, une chaudière à
gaz) prend en charge la demande de chaleur du système de chauffage qui ne peut pas être couverte par
la pompe à chaleur lorsque la température extérieure descend au-dessous de la température du point
d’équilibre
3.4
coefficient de performance
COP
rapport momentané du flux d’énergie thermique (Θ ) de la pompe à chaleur sur la puissance électrique
HP
absorbée par l’unité
Note 1 à l’article: La puissance électrique de l’unité comprend les besoins de puissance auxiliaire, mais pas les
besoins de puissance complémentaire pour les pompes de circulation (dissipateur de chaleur et source de chaleur).
3.5
température de service minimale
θ
MOT
valeur minimale recommandée de la température extérieure pour faire fonctionner la pompe à chaleur
3.6
mode monogénération
régime de fonctionnement dans lequel la pompe à chaleur est conçue pour couvrir à elle seule l’intégralité
de la demande d’énergie du système de chauffage et de refroidissement
Note 1 à l’article: La puissance thermique de la pompe à chaleur est égale à la charge thermique nominale.
3.7
facteur de performance saisonnière
rapport de la quantité de chaleur annuelle Q fournie par la pompe à chaleur sur la consommation
HP
totale en énergie électrique (en incluant toutes les sources auxiliaires)
3.8
source (de chaleur/froid)
source d’énergie prélevée à destination du système de pompe à chaleur
4 Symboles et abréviations
Les symboles et unités ainsi que les abréviations utilisés dans la présente partie de l’ISO 13612 sont
répertoriés dans les Tableaux 2 et 3.
Tableau 2 — Symboles et unités
Symbole Description Unité
Φ Puissance calorifique du système de production kW
supply
θ Température de service minimale (extérieure) °C
MOT
θ Température extérieure de conception (chauffage) °C
e, h
θ Température de service minimale de la pompe à chaleur (chauffage) °C
min, h
ISO/FDIS 13612-1:2014(F)
Tableau 3 — Abréviations et indices
Abréviation Description
H Chauffage
C Refroidissement
DHW Eau chaude sanitaire
5 Exigences relatives à la conception du système
5.1 Généralités
Le système de pompe à chaleur doit être conçu de façon à satisfaire la charge calorifique et frigorifique
nominale du bâtiment et les besoins de tous les systèmes auxiliaires.
Toute autre méthode reconnue de calcul de la charge énergétique ne doit être utilisée qu’après acceptation
par le client.
Le système de production de chauffage et/ou le système de production de refroidissement doivent être
conçus et dimensionnés en tenant compte du type de source d’énergie.
Le rendement d’énergie du système de pompe à chaleur doit être pris en compte.
5.2 Source de chauffage/refroidissement
5.2.1 L’air comme source de chaleur
Le débit d’air minimal annoncé par le fabricant doit être pris en compte lors de la conception du système.
Pour les systèmes monogénération, la puissance requise de la pompe à chaleur doit être déterminée à
partir de la température de conception de l’air extérieur. Pour les systèmes hybrides, une température
appropriée du point d’équilibre doit être établie en fonction du régime de fonctionnement choisi (mode
hybride alternatif ou parallèle) et du débit d’air minimal entrant dans le système. La qualité de l’air doit
être contrôlée et la salinité de l’air (fonction de la distance par rapport à l’eau de mer) doit être prise en
considération.
5.2.2 L’eau comme source de chaleur
L’eau extraite de l’eau souterraine, de l’eau de mer, d’un lac ou d’une rivière peut servir de source de
chaleur.
Le débit d’eau requis pour la pompe à chaleur doit être mis à disposition, en tenant compte des
réglementations locales qui peuvent imposer des limites en matière d’exploitation et de débits.
La température moyenne de l’eau souterraine peut être obtenue auprès des autorités locales, par le biais
d’un forage d’essai ou (dans le cas des maisons individuelles) par une hypothèse justifiée (par exemple
la température extérieure moyenne annuelle du site considéré).
La source d’eau doit permettre une extraction continue du débit de base des pompes à chaleur raccordées.
Le débit d’extraction possible dépend des facteurs géologiques locaux. Il peut être vérifié par l’extraction
continue du débit nominal dans le cadre d’un essai de fonctionnement d’une durée suffisante pour
atteindre des conditions de régime quasi permanent. Pour les systèmes plus importants, des examens
hydrogéologiques (par exemple, un essai de puits) peuvent être nécessaires.
La qualité de l’eau doit correspondre aux exigences du fabricant. S’il n’est pas possible de se conformer
aux exigences du fabricant (par exemple, en cas d’utilisation d’eau de mer), prévoir un circuit secondaire
ou un traitement de l’eau (voir Annexe B).
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ISO/FDIS 13612-1:2014(F)
Des dispositions doivent être prises pour le retour de l’eau. Le sens d’écoulement de l’eau souterraine doit
être pris en compte lors de la sélection de l’emplacement du puits d’injection. Le puits d’extraction doit
être situé en amont du puits d’injection si la pompe à chaleur est utilisée uniquement pour le chauffage
(voir Figure 1).
Le système d’extraction de chaleur doit être conçu et régulé de façon à éviter les risques de gel.
L’eau doit être renvoyée dans l’environnement aussi propre que possible et conformément aux
réglementations locales en vigueur.
Légende
1 salon
2 salle de bain
3 cave
4 échangeur thermique
5 pompe à chaleur
6 appareil de production d’eau chaude par accumulation
7 réservoir de stockage
8 puits d’injection
9 puits d’extraction (pompe incluse)
10 sens d’écoulement de l’eau souterraine
Figure 1 — Agencement d’un système de chauffage par pompe à chaleur
avec écoulement d’eau souterraine
5.2.3 Le sol comme source de chaleur
La température minimale du sol à la profondeur appropriée doit être prise en compte lors de la conception
du système de pompe à chaleur par le sol. Des informations sur les profils de température type sont
fournies dans l’Annexe A.
ISO/FDIS 13612-1:2014(F)
La diminution de la température du sol résultant de l’extraction de chaleur pendant la période
de chauffage, ainsi que l’affaiblissement de la température à long terme dû au fonctionnement de la
pompe à chaleur pendant plusieurs années consécutives, doivent être pris en compte de façon à ne
jamais compromettre le fonctionnement de la pompe et à assurer des conditions de fonctionnement
économiques et suffisamment respectueuses de l’environnement.
5.3 Alimentation électrique
S’assurer de la disponibilité d’une alimentation électrique adaptée (puissance et intensité).
Tenir compte du temps de fonctionnement, du tarif et des périodes de coupure.
Tenir compte du courant maximal appelé pendant la phase de démarrage du système, en particulier
pour les pompes à chaleur entraînées électriquement qui sont monophasées.
5.4 Conception du système de pompe à chaleur
La conception d’un système de pompe à chaleur doit prendre en considération les aspects suivants.
— Le système de pompe à chaleur doit être conçu de façon à atteindre un facteur de performance
saisonnière maximal en fonction de la source de chaleur choisie. Le rendement d’énergie saisonnier
(ou la performance énergétique saisonnière) augmente lorsque la différence entre la température
de la source de chaleur et la température de dissipation de la chaleur diminue. Des températures
élevées de la source de chaleur et des températures basses de dissipation de la chaleur sont
souhaitables pendant la période de chauffage (une diminution de la température de dissipation de
la chaleur de 1 K entraîne une augmentation du COP d’environ 2 %).
— Le système de pompe à chaleur doit être conçu de telle sorte que son facteur de performance
saisonnière soit supérieur ou égal aux valeurs minimales indiquées dans une annexe nationale
spécifique. Si aucune valeur nationale n’a été publiée, les valeurs minimales par défaut sont indiquées
dans l’Annexe C.
NOTE 1 En outre, des valeurs cibles pour le facteur de performance saisonnière sont fournies dans un ensemble
de données national spécifique. Si aucune annexe nationale n’a été publiée, les valeurs cibles par défaut sont
indiquées dans l’Annexe C.
— L’impact du fonctionnement de la pompe à chaleur sur l’environnement doit être réduit le plus
possible. Il faut veiller à éviter les émissions de fluide frigorigène dans l’atmosphère dues à des
fuites pendant le fonctionnement ou la maintenance.
NOTE 2 Les systèmes monobloc sont scellés hermétiquement et le taux de fuite est inférieur à 1 %.
— Le système de pompe à chaleur doit être conçu de façon à être simple d’utilisation et à nécessiter
une maintenance limitée.
5.5 Implantation
L’implantation d’une pompe à chaleur doit prendre en considération les aspects suivants:
— l’emplacement de la pompe à chaleur (à l’extérieur du bâtiment, dans l’espace chauffé ou dans un
espace non chauffé);
— la plage de températures admissibles de l’environnement à proximité de la pompe à chaleur (indiquée
par le fabricant);
— les risques d’endommagement de l’unité ou de ses composants en raison du gel;
— l’accessibilité pour l’installation et la maintenance.
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ISO/FDIS 13612-1:2014(F)
5.6 Niveau de bruit
Les pompes à chaleur qui utilisent l’air comme source de chaleur ont tendance à entraîner des problèmes
de bruit dus à la propagation des sons à travers des matériaux solides et à leur transmission dans l’air.
Les niveaux de bruit et les informations concernant l’installation doivent figurer dans la documentation
technique fournie par le fabricant.
6 Dimensionnement du système de pompe à chaleur
6.1 Généralités
Le système de production de chaleur doit être conçu de façon à satisfaire la charge thermique nominale
du bâtiment et les besoins de tous les systèmes auxiliaires (par exemple, pour la production d’eau chaude
sanitaire). Les charges calorifique et frigorifique nominales doivent être calculées conformément aux
règles données dans les méthodologies acceptées.
NOTE 1 L’ISO 15265 fournit des résultats de référence pour la validation du modèle de simulation de bâtiment
utilisé pour le calcul des charges calorifique et frigorifique nominales.
NOTE 2 Des informations sur le plan de conception sont fournies dans l’Annexe A.
6.2 Méthode de dimensionnement
La méthode de dimensionnement de la pompe à chaleur est décrite dans la Figure 2.
L’alimentation électrique maximale requise pour une période d’activité donnée (chauffage ou
refroidissement) doit être calculée et le système de pompe à chaleur doit être conçu de façon à satisfaire
la demande d’énergie dans tous les cas.
Les concepteurs doivent prendre en compte les consommations d’énergie requises pour toutes les
combinaisons alliant chauffage, production d’eau chaude sanitaire et refroidissement.
La priorité donnée à l’énergie utilisée pour satisfaire la demande doit également être identifiée.
Dans le cas d’un système de pompe à chaleur dimensionné au-dessous de cette valeur maximale, un
système de production doit être raccordé afin de satisfaire la demande d’énergie. Pour un système
hybride, la température de service minimale doit être identifiée car la charge thermique est calculée pour
cette valeur de température de service minimale. La limite de température de service et la température
de basculement doivent être identifiées par le concepteur.
ISO/FDIS 13612-1:2014(F)
Données environnementales du bâtiment
Description du bâtiment
- enveloppe du bâtiment / caractéristiques du système / scénarios de régulation
Calcul de la charge thermique pour
le chauffage et le refroidissement
(avec prise en compte
des systèmes hybrides)
Condition de Condition de
dimensionnement pour dimensionnement pour
le chauffage le refroidissement
Détermination de la Détermination de la
puissance de la pompe à puissance de la pompe à
chaleur (chauffage) chaleur (refroidissement)
Dimensions pour la puissance
maximale du système
Figure 2 — Organigramme de dimensionnement du système de pompe à chaleur
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ISO/FDIS 13612-1:2014(F)
6.3 Dimensionnement du système de pompe à chaleur pour la période de chauffage
6.3.1 Conditions de production de chaleur
La fourniture de chaleur au système doit être dimensionnée conformément à l’EN 15243. Pour les
systèmes de pompes à chaleur, les facteurs de conception dans la Formule (1) sont:
Φ = f · Φ + f · Φ + f (1)
SU HL HL DHW DHW AS
où
Φ est la puissance du système de production de chaleur, en kW;
SU
f est le facteur de conception de la charge thermique;
HL
Φ est la puissance de la charge thermique, en kW;
HL
f est le facteur de conception des systèmes de production d’eau chaude sanitaire;
DHW
Φ est la charge thermique pour l’eau chaude sanitaire, en kW;
DHW
f est le facteur de conception des systèmes auxiliaires;
AS
Φ est la puissance des systèmes auxiliaires, en kW.
AS
Tableau 4 — Facteur de conception des systèmes de pompes à chaleur (informatif)
Facteur de Valeur par
conception défaut du fac-
Charge Critères de conception
de la pompe à teur de concep-
chaleur tion
Faible inertie (plafonds suspendus, planchers surélevés
et murs fins)
1,00
C < 20 Wh/m
th
Inertie moyenne (sols et plafonds en béton et murs fins)
Charge ther-
f 0,95
HL
mique
2 2
20 Wh/m < C < 40 Wh/m
th
Inertie élevée (sols et plafonds en béton et murs en
briques ou en béton)
0,90
C > 20 Wh/m
th
Eau chaude sani- Classe standard de systèmes de production d’au chaude
f 1
DHW
taire sanitaire
Systèmes
f 1
AS
auxiliaires
NOTE C est la puissance calorifique interne effective de l’élément de bâtiment.
th
6.3.1.1 Appareil de chauffage d’appoint complémentaire intégré
Les pompes à chaleur intégrant un appareil de chauffage d’appoint complémentaire doivent être
sélectionnées de telle sorte que l’énergie fournie par le système d’appoint soit réduite au minimum, en
particulier si la source d’énergie de l’appareil de chauffage d’appoint n’est pas renouvelable.
Afin d’assurer une production d’eau chaude sanitaire suffisante, le concepteur doit calculer et noter la
quantité journalière d’eau chaude qui peut être délivrée par le système d’appoint seul.
ISO/FDIS 13612-1:2014(F)
6.3.1.2 Production d’eau chaude sanitaire ou autres systèmes auxiliaires
La demande d’eau chaude journalière maximale et le profil de puisage approprié doivent être identifiés
pour le dimensionnement du système.
L’Annexe A présente les informations sur les autres exigences relatives à la production d’eau chaude
sanitaire.
L’Annexe E présente les données de base, fondées sur une étude européenne dans le secteur résidentiel,
pour la spécification des besoins d’énergie pour l’eau chaude sanitaire et de la performance énergétique
des appareils d’eau chaude sanitaire.
6.3.1.3 Caractéristiques de la pompe à chaleur
Il faut consulter les spécifications du fabricant, lesquelles doivent s’appuyer sur des données d’essai
conformément aux normes de produits (voir Bibliographie).
6.3.2 Dimensionnement pour le chauffage des locaux
La charge thermique maximale, Φ , pour le chauffage des locaux est obtenue d’après les règles données
HL
dans les méthodologies acceptées.
Les valeurs de conception sont basées sur l’ensemble de données régionales ou sur des méthodologies
acceptées.
NOTE L’EN 12831 peut être utilisée pour le dimensionnement relatif au chauffage des locaux.
6.3.3 Dimensionnement pour l’eau chaude sanitaire
6.3.3.1 Demande d’eau chaude pour le dimensionnement du système
Le concepteur doit identifier la valeur caractéristique, Q , de la demande d’énergie journalière pour
DP
la production d’eau chaude pendant une période définie et la durée de cette période correspondante,
t . L’Annexe A et l’Annexe E fournissent des informations sur la demande d’eau chaude sanitaire pour
DP
le secteur résidentiel. Il existe différentes stratégies en fonction du tarif de l’électricité et des signaux
tarifaires reflétant les coûts de l’énergie, de l’espace disponible pour le système de pompe à chaleur et
les capteurs d’énergie, et de la rentabilité des solutions de conception.
Le système à accumulation consiste en un ballon de stockage d’eau chaude sanitaire plus volumineux,
dimensionné en fonction de la demande journalière maximale. La puissance calorifique de la pompe à
chaleur sélectionnée permet de réchauffer le ballon pendant la période définie de façon à le ramener aux
conditions de température fixées.
La période définie correspond au maximum à la période la moins chère (heures creuses) pour les pompes
à chaleur entraînées électriquement.
Le volume du ballon doit être réduit en fonction de la disponibilité de l’énergie correspondante produite
par la pompe à chaleur. Les tableaux de l’Annexe D et de l’Annexe E fournissent des indications pour
définir la demande d’énergie totale pour la production d’eau chaude (Q ), la valeur caractéristique
daily
(Q ) et la durée de la période correspondante (t ).
DP DP
6.3.3.2 Détermination du volume du ballon de stockage d’eau chaude sanitaire V
s
La taille du ballon de stockage d’eau chaude sanitaire et la puissance calorifique nécessaire au chauffage
et au maintien à température d’une quantité d’eau chaude sanitaire suffisante pour répondre à la
demande sont étroitement liées.
La façon la plus simple de concevoir le ballon de stockage d’eau chaude sanitaire consiste à définir un
volume et à vérifier ensuite si la puissance calorifique de la pompe à chaleur est suffisante ou non pour
répondre à la demande d’eau chaude sanitaire, y compris pendant la période de chauffage. Si la puissance
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ISO/FDIS 13612-1:2014(F)
calorifique de la pompe à chaleur n’est pas suffisante, le volume du ballon de stockage d’eau chaude
sanitaire doit être adapté.
6.3.3.2.1 Accumulation
Par défaut, la consommation journalière moyenne indiquée dans l’Annexe E est multipliée par 2 (elle
passe, par exemple de 25 l à 50 l à 60 °C par personne) et cette valeur est prise en considération pour
le dimensionnement du système. Des valeurs supérieures peuvent être utilisées si l’utilisation d’eau
chaude sanitaire et de salles de bains de grande taille est prise en compte.
L’Annexe A fournit d’autres recommandations pour le dimensionnement de la capacité du ballon, en
fonction d’une utilisation spécifique d’eau chaude sanitaire.
Les pertes thermiques journalières du ballon de stockage d’eau chaude sanitaire (Q ) doivent être
1, s
intégrées à ce calcul sous la forme d’un volume additionnel correspondant à la température de consigne.
6.3.3.2.2 Semi-accumulation
En principe, il convient que le volume soit pris en compte de façon à correspondre à la consommation
journalière moyenne d’eau chaude sanitaire.
De plus petits volumes peuvent être utilisés si la puissance calorifique de la pompe à chaleur est
suffisante pour recharger le ballon de stockage d’eau chaude sanitaire à la température de consigne
après des séquences critiques telles que deux bains consécutifs.
NOTE Par convention, la valeur caractéristique, Q , de la demande d’énergie journalière pour la production
DP
d’eau chaude est exprimée sous la forme d’un volume correspondant, V , délivré à 60 °C. Le volume d’eau
DP60
chaude doit être corrigé en fonction de la température de consigne de l’eau chaude sanitaire dans le ballon de
stockage d’eau chaude sanitaire.
Le volume du ballon de stockage d’eau chaude sanitaire est défini comme le volume d’eau chaude, V ,
Tset
délivré à T . Il est obtenu à partir de la Formule (2).
set
()60 − T
c
VV=× (2)
TsetP60
TT−
()
setc
où
V est le volume d’eau chaude à Τ correspondant à QDP, en l;
Tset set
V est le volume d’eau chaude à 60 °C correspondant à QDP, en l;
DP60
T est la température de consigne de l’eau chaude dans le ballon de stockage d’eau chaude
set
sanitaire, en °C;
Τ est la température de l’eau froide, en °C.
c
6.3.3.3 Équilibre énergétique du ballon de stockage d’eau chaude sanitaire
L’énergie stockée dans le ballon de stockage d’eau chaude sanitaire est exprimée au moyen de la Formule
(3).
Q = 0,001 16 (θ – θ ) · V [kWh]
s set cw s
(3)
La température de soutirage dans le ballon de stockage d’eau chaude sanitaire ne doit pas tomber au-
dessous de  min = 40 °C pendant une période de puisage.
ISO/FDIS 13612-1:2014(F)
La quantité effective d’énergie disponible dans le ballon est donc calculée au moyen de la Formule (4).
Q = Q · (θ − 40) / (θ – θ ) [kWh]
s, eff s set set cw
(4)
La demande d’énergie pendant la période définie est calculée au moyen de la Formule (5).
Q = 0,001 16 (60 − θ ) · V [kWh]
DP cw DP60
(5)
la demande d’énergie étant exprimée à 60 °C.
6.3.3.4 Puissance calorifique minimale nécessaire pour répondre aux besoins de production
d’eau chaude sanitaire
6.3.3.4.1 Systèmes à accumulation
La puissance calorifique de la pompe à chaleur pour la production d’eau chaude sanitaire est dimensionnée
pour chauffer le ballon lorsque l’énergie électrique est disponible.
Q
s
Φ = []kW (6)
hp,sθ et
t
Energie,hp
où
Φ est la puissance calorifique de la pompe à chaleur à θ , en kW;
hp, θset set
Q est l’énergie stockée dans le ballon de stockage d’eau chaude sanitaire, en kWh;
s
t est la période pendant laquelle l’énergie électrique est disponible pour la production
Energy, hp
d’eau chaude sanitaire, en h.
La puissance électrique correspondante est déterminée au moyen de la Formule (7).
Φ
hp,sθ et
P = (7)
hp,el,θset
COP
θset
où
P est la puissance électrique de la pompe à chaleur pour la production d’eau chaude sani-
hp, el, θset
taire, en kW;
Φ est la puissance calorifique de la pompe à chaleur à θ , en kW;
hp, θset set
COP est le coefficient de performance à θ (obtenu à partir des spécifications du fabricant).
θset set
6.3.3.4.2 Systèmes à semi-accumulation
À partir de l’énergie consommée pendant la période critique (Q ), la puissance calorifique de la pompe
DP
à chaleur est déterminée de telle sorte que le ballon de stockage d’eau chaude sanitaire soit rechargé au
même état (θ ) avant le puisage suivant. Cela signifie que pendant la période définie (par exemple, celle
set
présentée dans l’Annexe E), la pompe à chaleur a une puissance suffisante pour maintenir le ballon de
stockage d’eau chaude sanitaire à une valeur minimale (40 ℃ au minimum).
La Formula (8) indique le bilan énergétique du système.
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ISO/FDIS 13612-1:2014(F)
Énergie consommée = énergie utilisée – énergie utile stockée + pertes d’énergie du ballon de stockage
d’eau chaude sanitaire
Φ , · t = Q − Q · (θ – 40) / (θ – θ ) + Q (8)
hp θset DP DP S set set cw l, s
()θ − 40
set
QQ−
DP s
()θθ− Q
setcw ts
Φ = + (9)
hp,sθ et
t t
DP DP
où
t est la durée de la période définie, en h;
DP
Q sont les pertes thermiques du ballon de stockage d’eau chaude sanitaire pendant la période de
l, s
temps considérée, en kWh.
La puissance électrique correspondante peut être déterminée en fonction de la Formule (7).
6.3.3.5 Besoins en chauffage supplémentaires et dimensionnement de l’appareil de chauffage
d’appoint pour l’eau chaude sanitaire
La Formule (2) donnée en 6.3.3.2.2 indique la relation entre la puissance calorifique de la pompe à
chaleur et le volume du ballon de stockage d’eau chaude sanitaire. Le concepteur doit choisir le volume
du ballon de stockage d’eau chaude sanitaire de telle sorte que la puissance calorifique totale de la pompe
à chaleur soit suffisante pour répondre à la demande de chauffage des locaux et d’eau chaude sanitaire.
Le cas échéant, le volume du ballon de stockage d’eau chaude sanitaire doit être modifié.
Il convient de dimensionner l’appareil de chauffage d’appoint (généralement électrique) de façon à
couvrir au moins la demande d’eau chaude sanitaire du système calculée comme indiqué ci-dessus.
6.3.3.6 Exigence de régulation spécifique pour la production d’eau chaude sanitaire
Si des mesures sont requises contre le développement des légionelles, le système doit être dimensionné
et fourni avec un système de régulation de manière à s’assurer qu’une température de 60 °C est atteinte
périodiquement (par exemple, sur une base journalière, hebdomadaire, etc.). Si la pompe à chaleur n’est
pas capable d’atteindre 60 °C seule, le système auxiliaire doit permettre d’atteindre cette température.
Dans le cas des systèmes combinés (chauffage des locaux et production d’eau chaude sanitaire), le
système de régulation doit être conçu pour donner la priorité à la production d’eau chaude sanitaire si
les besoins de chauffage des locaux et de production d’eau chaude sanitaire surviennent simultanément.
La régulation de l’appareil de chauffage d’appoint doit être correctement intégrée à celle de la pompe à
chaleur. Cela permet d’éviter le fonctionnement simultané des deux dispositifs lorsque la température
de l’eau de retour vers le condenseur s’élève à un niveau tel qu’il provoque l’arrêt de la pompe à chaleur
par action du pressostat haute pression.
6.3.4 Puissance du système de pompe à chaleur et du système de production complémentaire
(système d’appoint)
Une production de chaleur complémentaire est parfois nécessaire lorsque
— la température extérieure de référence à l’emplacement du site est inférieure à la température de
service minimale de la pompe à chaleur, et
— la pompe à chaleur est couplée à une autre source de chauffage (chaudière, etc.).
Dans ce cas, la puissance du système de production doit venir compléter la capacité à fournir de la
chaleur au bâtiment pour les conditions de conception.
ISO/FDIS 13612-1:2014(F)
La différence entre les types de source d’énergie doit être prise en compte pour le dimensionnement car
leur disponibilité est liée à la température locale.
6.4 Détermination de la puissance du système de pompe à chaleur pour la période de
refroidissement
La puissance frigorifique à installer est une fonction
— de la charge intérieure (occupation humaine, éclairage, chaleur dégagée par les appareils, chaleur
transmise par les surfaces intérieures, et autres sources telles que les procédés),
— de la charge extérieure due aux conditions climatiques (transmission par les façades et les vitrages
et rayonnement solaire à travers les vitrages), et
— de la température de consigne du bâtiment et de la plage acceptable de température et d’humidité.
La charge frigorifique est déduite de l’ISO 13790 ou d’autres méthodologies approuvées. Le refroidissement
ne correspond pas strictement à la somme des maximums, mais à la somme du refroidissement pour les
différentes zones thermiques. Pour les grands bâtiments équipés d’un système centralisé de pompe à
chaleur, il est possible d’introduire un coefficient de simultanéité afin de réduire la charge thermique
due à la charge thermique intérieure.
Le concepteur doit prendre en compte la charge thermique maximale pendant les saisons en combinant
la demande de refroidissement due à la température et les aspects liés à l’humidité.
Si la production d’eau chaude sanitaire est requise pendant la période de refroidissement, le concepteur
doit déterminer
— si le système couvre les deux besoins d’énergie (refroidissement et eau chaude sanitaire) ou si un
système séparé est
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 13612-1
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 1:
Conception et dimensionnement
Heating and cooling systems in buildings — Method for calculation of
the system performance and system design for heat pump systems —
Part 1: Design and dimensioning
Numéro de référence
©
ISO 2014
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© ISO 2014
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Fax + 41 22 749 09 47
E-mail copyright@iso.org
Web www.iso.org
Publié en Suisse
ii © ISO 2014 – Tous droits réservés

Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction .v
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 2
3 Termes et définitions . 2
4 Symboles et abréviations . 3
5 Exigences relatives à la conception du système . 4
5.1 Généralités . 4
5.2 Source de chauffage/refroidissement . 4
5.3 Alimentation électrique . 6
5.4 Conception du système de pompe à chaleur . 6
5.5 Implantation. 6
5.6 Niveau de bruit . 7
6 Dimensionnement du système de pompe à chaleur . 7
6.1 Généralités . 7
6.2 Méthode de dimensionnement . 7
6.3 Dimensionnement du système de pompe à chaleur pour la période de chauffage . 9
6.4 Détermination de la puissance du système de pompe à chaleur pour la période
de refroidissement .14
6.5 Considérations relatives au surdimensionnement .14
7 Autres informations sur la conception du système de pompe à chaleur .14
7.1 Intégration hydraulique .14
7.2 Régulation du système .15
7.3 Exigences de sécurité .15
7.4 Exigences d’exploitation .15
8 Exigences relatives à l’installation .16
Annexe A (informative) Technologies de pompe à chaleur et plans de conception .17
Annexe B (informative) Lignes directrices pour les paramètres de conception des systèmes de
pompe à chaleur utilisant l’eau comme source de chaleur .52
Annexe C (informative) Niveaux de bruit aux alentours .53
Annexe D (informative) Exemples de calculs pour le dimensionnement du ballon de stockage
d’eau chaude sanitaire .54
Annexe E (informative) Profils de puisage journalier moyen pour la production d’eau
chaude sanitaire.56
Annexe F (informative) Réception du système .59
Bibliographie .63
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: .
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
iv © ISO 2014 – Tous droits réservés

Introduction
La présente Norme internationale fera partie d’une série de normes sur la méthode 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.
NORME INTERNATIONALE ISO 13612-1:2014(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 1:
Conception et dimensionnement
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 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 et le refroidissement des locaux et la production d’eau chaude sanitaire.
La présente partie de l’ISO 13612 établit les données d’entrée requises, les méthodes de calcul, et les
données de sortie requises pour la production de chaleur pour le chauffage des locaux et la production
d’eau chaude sanitaire ainsi que la régulation des systèmes de pompes à chaleur suivants:
— pompes à chaleur à compression de vapeur (VCC) entraînées électriquement;
— pompes à chaleur VCC entraînées par moteur à combustion;
— pompes à chaleur à absorption de vapeur (VAC) entraînées thermiquement.
La présente partie de l’ISO 13612 spécifie les critères de conception et de dimensionnement des systèmes
de chauffage et de refroidissement dans les bâtiments qui utilisent des pompes à chaleur seules ou
combinées à d’autres générateurs de chaleur. Cela inclut les systèmes suivants:
— eau – eau;
— eau glycolée – eau;
— fluide frigorigène – eau (systèmes à détente directe);
— air – air;
— air – eau;
— systèmes combinés;
— systèmes entraînés par l’électricité ou le gaz.
La présente partie de l’ISO 13612 tient compte des besoins en chauffage des systèmes auxiliaires (par
exemple, eau chaude sanitaire, chaleur industrielle) dans la conception de la production de chaleur,
mais ne couvre pas la conception de ces systèmes. La présente partie de l’ISO 13612 couvre uniquement
les aspects concernant la pompe à chaleur, l’interface avec le système de distribution et d’émission de
chaleur (par exemple, le système de stockage tampon) et la régulation de l’ensemble du système, ainsi
que les aspects liés à la source d’énergie du système.
Tableau 1 — Systèmes de pompes à chaleur (visés par la présente norme)
Système source Système de dissipation
(prélèvement d’énergie) (utilisation de l’énergie)
a b c
Source d’énergie Fluide Fluide Dissipateur d’énergie
Fluide frigorigène Fluide frigorigène Air
Air rejeté Air Air
Air intérieur
Air extérieur Air
Eau
Eau
Air intérieur
Eau de surface Eau
Eau Eau
Eau souterraine
Air Air intérieur
Air Eau
Eau glycolée
Air intérieur
(Eau) Eau
Eau
Sol
Air intérieur
Fluide frigorigène Eau
Eau
(Détente directe)
Fluide frigorigène Air intérieur
a
La source d’énergie est l’endroit d’où l’énergie est extraite.
b
Il s’agit du fluide transporté dans le système de distribution correspondant.
c
Le dissipateur d’énergie est l’endroit où l’énergie est utilisée; il peut s’agir de locaux climatisés ou de l’eau dans le cas de
la production d’eau chaude sanitaire.
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).
ISO 16818, Conception de l’environnement des bâtiments — Rendement d’énergie — Terminologie
ISO 13790, Performance énergétique des bâtiments — Calcul des besoins d’énergie pour le chauffage et le
refroidissement des locaux
EN 15243, Systèmes de ventilation des bâtiments — Calcul de la température des pièces, de la charge et de
l’énergie pour les bâtiments équipés de système de conditionnement d’air
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l’ISO 16818 ainsi que les
suivants s’appliquent.
3.1
température du point d’équilibre
température de conception de l’air extérieur la plus basse à laquelle la puissance calorifique de la pompe
à chaleur et la demande de chauffage du bâtiment (charge thermique) sont égales
Note 1 à l’article: Pour les plus basses valeurs de la température de l’air extérieur, un second générateur de chaleur
sert à couvrir intégralement ou partiellement la demande de chauffage du bâtiment.
2 © ISO 2014 – Tous droits réservés

3.2
mode hydride alternatif (bigénération)
température de coupure basse
régime de fonctionnement dans lequel un second générateur de chaleur (par exemple, une chaudière
à gaz) prend entièrement en charge la demande de chaleur du système de chauffage si la température
extérieure descend au-dessous de la température du point d’équilibre
3.3
mode hybride parallèle (bigénération)
régime de fonctionnement dans lequel un second générateur de chaleur (par exemple, une chaudière à
gaz) prend en charge la demande de chaleur du système de chauffage qui ne peut pas être couverte par
la pompe à chaleur lorsque la température extérieure descend au-dessous de la température du point
d’équilibre
3.4
coefficient de performance
COP
rapport momentané du flux d’énergie thermique (Θ ) de la pompe à chaleur sur la puissance électrique
HP
absorbée par l’unité
Note 1 à l’article: La puissance électrique de l’unité comprend les besoins de puissance auxiliaire, mais pas les
besoins de puissance complémentaire pour les pompes de circulation (dissipateur de chaleur et source de chaleur).
3.5
température de service minimale
θ
MOT
valeur minimale recommandée de la température extérieure pour faire fonctionner la pompe à chaleur
3.6
mode monogénération
régime de fonctionnement dans lequel la pompe à chaleur est conçue pour couvrir à elle seule l’intégralité
de la demande d’énergie du système de chauffage et de refroidissement
Note 1 à l’article: La puissance thermique de la pompe à chaleur est égale à la charge thermique nominale.
3.7
facteur de performance saisonnière
rapport de la quantité de chaleur annuelle Q fournie par la pompe à chaleur sur la consommation
HP
totale en énergie électrique (en incluant toutes les sources auxiliaires)
3.8
source (de chaleur/froid)
source d’énergie prélevée à destination du système de pompe à chaleur
4 Symboles et abréviations
Les symboles et unités ainsi que les abréviations utilisés dans la présente partie de l’ISO 13612 sont
répertoriés dans les Tableaux 2 et 3.
Tableau 2 — Symboles et unités
Symbole Description Unité
Φ Puissance calorifique du système de production kW
supply
θ Température de service minimale (extérieure) °C
MOT
θ Température extérieure de conception (chauffage) °C
e, h
θ Température de service minimale de la pompe à chaleur (chauffage) °C
min, h
Tableau 3 — Abréviations et indices
Abréviation Description
H Chauffage
C Refroidissement
DHW Eau chaude sanitaire
5 Exigences relatives à la conception du système
5.1 Généralités
Le système de pompe à chaleur doit être conçu de façon à satisfaire la charge calorifique et frigorifique
nominale du bâtiment et les besoins de tous les systèmes auxiliaires.
Toute autre méthode reconnue de calcul de la charge énergétique ne doit être utilisée qu’après acceptation
par le client.
Le système de production de chauffage et/ou le système de production de refroidissement doivent être
conçus et dimensionnés en tenant compte du type de source d’énergie.
Le rendement d’énergie du système de pompe à chaleur doit être pris en compte.
5.2 Source de chauffage/refroidissement
5.2.1 L’air comme source de chaleur
Le débit d’air minimal annoncé par le fabricant doit être pris en compte lors de la conception du système.
Pour les systèmes monogénération, la puissance requise de la pompe à chaleur doit être déterminée à
partir de la température de conception de l’air extérieur. Pour les systèmes hybrides, une température
appropriée du point d’équilibre doit être établie en fonction du régime de fonctionnement choisi (mode
hybride alternatif ou parallèle) et du débit d’air minimal entrant dans le système. La qualité de l’air doit
être contrôlée et la salinité de l’air (fonction de la distance par rapport à l’eau de mer) doit être prise en
considération.
5.2.2 L’eau comme source de chaleur
L’eau extraite de l’eau souterraine, de l’eau de mer, d’un lac ou d’une rivière peut servir de source de
chaleur.
Le débit d’eau requis pour la pompe à chaleur doit être mis à disposition, en tenant compte des
réglementations locales qui peuvent imposer des limites en matière d’exploitation et de débits.
La température moyenne de l’eau souterraine peut être obtenue auprès des autorités locales, par le biais
d’un forage d’essai ou (dans le cas des maisons individuelles) par une hypothèse justifiée (par exemple
la température extérieure moyenne annuelle du site considéré).
La source d’eau doit permettre une extraction continue du débit de base des pompes à chaleur raccordées.
Le débit d’extraction possible dépend des facteurs géologiques locaux. Il peut être vérifié par l’extraction
continue du débit nominal dans le cadre d’un essai de fonctionnement d’une durée suffisante pour
atteindre des conditions de régime quasi permanent. Pour les systèmes plus importants, des examens
hydrogéologiques (par exemple, un essai de puits) peuvent être nécessaires.
La qualité de l’eau doit correspondre aux exigences du fabricant. S’il n’est pas possible de se conformer
aux exigences du fabricant (par exemple, en cas d’utilisation d’eau de mer), prévoir un circuit secondaire
ou un traitement de l’eau (voir Annexe B).
4 © ISO 2014 – Tous droits réservés

Des dispositions doivent être prises pour le retour de l’eau. Le sens d’écoulement de l’eau souterraine doit
être pris en compte lors de la sélection de l’emplacement du puits d’injection. Le puits d’extraction doit
être situé en amont du puits d’injection si la pompe à chaleur est utilisée uniquement pour le chauffage
(voir Figure 1).
Le système d’extraction de chaleur doit être conçu et régulé de façon à éviter les risques de gel.
L’eau doit être renvoyée dans l’environnement aussi propre que possible et conformément aux
réglementations locales en vigueur.
Légende
1 salon
2 salle de bain
3 cave
4 échangeur thermique
5 pompe à chaleur
6 appareil de production d’eau chaude par accumulation
7 réservoir de stockage
8 puits d’injection
9 puits d’extraction (pompe incluse)
10 sens d’écoulement de l’eau souterraine
Figure 1 — Agencement d’un système de chauffage par pompe à chaleur
avec écoulement d’eau souterraine
5.2.3 Le sol comme source de chaleur
La température minimale du sol à la profondeur appropriée doit être prise en compte lors de la conception
du système de pompe à chaleur par le sol. Des informations sur les profils de température type sont
fournies dans l’Annexe A.
La diminution de la température du sol résultant de l’extraction de chaleur pendant la période
de chauffage, ainsi que l’affaiblissement de la température à long terme dû au fonctionnement de la
pompe à chaleur pendant plusieurs années consécutives, doivent être pris en compte de façon à ne
jamais compromettre le fonctionnement de la pompe et à assurer des conditions de fonctionnement
économiques et suffisamment respectueuses de l’environnement.
5.3 Alimentation électrique
S’assurer de la disponibilité d’une alimentation électrique adaptée (puissance et intensité).
Tenir compte du temps de fonctionnement, du tarif et des périodes de coupure.
Tenir compte du courant maximal appelé pendant la phase de démarrage du système, en particulier
pour les pompes à chaleur entraînées électriquement qui sont monophasées.
5.4 Conception du système de pompe à chaleur
La conception d’un système de pompe à chaleur doit prendre en considération les aspects suivants.
— Le système de pompe à chaleur doit être conçu de façon à atteindre un facteur de performance
saisonnière maximal en fonction de la source de chaleur choisie. Le rendement d’énergie saisonnier
(ou la performance énergétique saisonnière) augmente lorsque la différence entre la température
de la source de chaleur et la température de dissipation de la chaleur diminue. Des températures
élevées de la source de chaleur et des températures basses de dissipation de la chaleur sont
souhaitables pendant la période de chauffage (une diminution de la température de dissipation de
la chaleur de 1 K entraîne une augmentation du COP d’environ 2 %).
— Le système de pompe à chaleur doit être conçu de telle sorte que son facteur de performance
saisonnière soit supérieur ou égal aux valeurs minimales indiquées dans une annexe nationale
spécifique. Si aucune valeur nationale n’a été publiée, les valeurs minimales par défaut sont indiquées
dans l’Annexe C.
NOTE 1 En outre, des valeurs cibles pour le facteur de performance saisonnière sont fournies dans un ensemble
de données national spécifique. Si aucune annexe nationale n’a été publiée, les valeurs cibles par défaut sont
indiquées dans l’Annexe C.
— L’impact du fonctionnement de la pompe à chaleur sur l’environnement doit être réduit le plus
possible. Il faut veiller à éviter les émissions de fluide frigorigène dans l’atmosphère dues à des
fuites pendant le fonctionnement ou la maintenance.
NOTE 2 Les systèmes monobloc sont scellés hermétiquement et le taux de fuite est inférieur à 1 %.
— Le système de pompe à chaleur doit être conçu de façon à être simple d’utilisation et à nécessiter
une maintenance limitée.
5.5 Implantation
L’implantation d’une pompe à chaleur doit prendre en considération les aspects suivants:
— l’emplacement de la pompe à chaleur (à l’extérieur du bâtiment, dans l’espace chauffé ou dans un
espace non chauffé);
— la plage de températures admissibles de l’environnement à proximité de la pompe à chaleur (indiquée
par le fabricant);
— les risques d’endommagement de l’unité ou de ses composants en raison du gel;
— l’accessibilité pour l’installation et la maintenance.
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5.6 Niveau de bruit
Les pompes à chaleur qui utilisent l’air comme source de chaleur ont tendance à entraîner des problèmes
de bruit dus à la propagation des sons à travers des matériaux solides et à leur transmission dans l’air.
Les niveaux de bruit et les informations concernant l’installation doivent figurer dans la documentation
technique fournie par le fabricant.
6 Dimensionnement du système de pompe à chaleur
6.1 Généralités
Le système de production de chaleur doit être conçu de façon à satisfaire la charge thermique nominale
du bâtiment et les besoins de tous les systèmes auxiliaires (par exemple, pour la production d’eau chaude
sanitaire). Les charges calorifique et frigorifique nominales doivent être calculées conformément aux
règles données dans les méthodologies acceptées.
NOTE 1 L’ISO 15265 fournit des résultats de référence pour la validation du modèle de simulation de bâtiment
utilisé pour le calcul des charges calorifique et frigorifique nominales.
NOTE 2 Des informations sur le plan de conception sont fournies dans l’Annexe A.
6.2 Méthode de dimensionnement
La méthode de dimensionnement de la pompe à chaleur est décrite dans la Figure 2.
L’alimentation électrique maximale requise pour une période d’activité donnée (chauffage ou
refroidissement) doit être calculée et le système de pompe à chaleur doit être conçu de façon à satisfaire
la demande d’énergie dans tous les cas.
Les concepteurs doivent prendre en compte les consommations d’énergie requises pour toutes les
combinaisons alliant chauffage, production d’eau chaude sanitaire et refroidissement.
La priorité donnée à l’énergie utilisée pour satisfaire la demande doit également être identifiée.
Dans le cas d’un système de pompe à chaleur dimensionné au-dessous de cette valeur maximale, un
système de production doit être raccordé afin de satisfaire la demande d’énergie. Pour un système
hybride, la température de service minimale doit être identifiée car la charge thermique est calculée pour
cette valeur de température de service minimale. La limite de température de service et la température
de basculement doivent être identifiées par le concepteur.
Données environnementales du bâtiment
Description du bâtiment
- enveloppe du bâtiment / caractéristiques du système / scénarios de régulation
Calcul de la charge thermique pour
le chauffage et le refroidissement
(avec prise en compte
des systèmes hybrides)
Condition de Condition de
dimensionnement pour dimensionnement pour
le chauffage le refroidissement
Détermination de la Détermination de la
puissance de la pompe à puissance de la pompe à
chaleur (chauffage) chaleur (refroidissement)
Dimensions pour la puissance
maximale du système
Figure 2 — Organigramme de dimensionnement du système de pompe à chaleur
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6.3 Dimensionnement du système de pompe à chaleur pour la période de chauffage
6.3.1 Conditions de production de chaleur
La fourniture de chaleur au système doit être dimensionnée conformément à l’EN 15243. Pour les
systèmes de pompes à chaleur, les facteurs de conception dans la Formule (1) sont:
Φ = f · Φ + f · Φ + f (1)
SU HL HL DHW DHW AS
où
Φ est la puissance du système de production de chaleur, en kW;
SU
f est le facteur de conception de la charge thermique;
HL
Φ est la puissance de la charge thermique, en kW;
HL
f est le facteur de conception des systèmes de production d’eau chaude sanitaire;
DHW
Φ est la charge thermique pour l’eau chaude sanitaire, en kW;
DHW
f est le facteur de conception des systèmes auxiliaires;
AS
Φ est la puissance des systèmes auxiliaires, en kW.
AS
Tableau 4 — Facteur de conception des systèmes de pompes à chaleur (informatif)
Facteur de Valeur par
conception défaut du fac-
Charge Critères de conception
de la pompe à teur de concep-
chaleur tion
Faible inertie (plafonds suspendus, planchers surélevés
et murs fins)
1,00
C < 20 Wh/m
th
Inertie moyenne (sols et plafonds en béton et murs fins)
Charge ther-
f 0,95
HL
mique
2 2
20 Wh/m < C < 40 Wh/m
th
Inertie élevée (sols et plafonds en béton et murs en
briques ou en béton)
0,90
C > 20 Wh/m
th
Eau chaude sani- Classe standard de systèmes de production d’au chaude
f 1
DHW
taire sanitaire
Systèmes
f 1
AS
auxiliaires
NOTE C est la puissance calorifique interne effective de l’élément de bâtiment.
th
6.3.1.1 Appareil de chauffage d’appoint complémentaire intégré
Les pompes à chaleur intégrant un appareil de chauffage d’appoint complémentaire doivent être
sélectionnées de telle sorte que l’énergie fournie par le système d’appoint soit réduite au minimum, en
particulier si la source d’énergie de l’appareil de chauffage d’appoint n’est pas renouvelable.
Afin d’assurer une production d’eau chaude sanitaire suffisante, le concepteur doit calculer et noter la
quantité journalière d’eau chaude qui peut être délivrée par le système d’appoint seul.
6.3.1.2 Production d’eau chaude sanitaire ou autres systèmes auxiliaires
La demande d’eau chaude journalière maximale et le profil de puisage approprié doivent être identifiés
pour le dimensionnement du système.
L’Annexe A présente les informations sur les autres exigences relatives à la production d’eau chaude
sanitaire.
L’Annexe E présente les données de base, fondées sur une étude européenne dans le secteur résidentiel,
pour la spécification des besoins d’énergie pour l’eau chaude sanitaire et de la performance énergétique
des appareils d’eau chaude sanitaire.
6.3.1.3 Caractéristiques de la pompe à chaleur
Il faut consulter les spécifications du fabricant, lesquelles doivent s’appuyer sur des données d’essai
conformément aux normes de produits (voir Bibliographie).
6.3.2 Dimensionnement pour le chauffage des locaux
La charge thermique maximale, Φ , pour le chauffage des locaux est obtenue d’après les règles données
HL
dans les méthodologies acceptées.
Les valeurs de conception sont basées sur l’ensemble de données régionales ou sur des méthodologies
acceptées.
NOTE L’EN 12831 peut être utilisée pour le dimensionnement relatif au chauffage des locaux.
6.3.3 Dimensionnement pour l’eau chaude sanitaire
6.3.3.1 Demande d’eau chaude pour le dimensionnement du système
Le concepteur doit identifier la valeur caractéristique, Q , de la demande d’énergie journalière pour
DP
la production d’eau chaude pendant une période définie et la durée de cette période correspondante,
t . L’Annexe A et l’Annexe E fournissent des informations sur la demande d’eau chaude sanitaire pour
DP
le secteur résidentiel. Il existe différentes stratégies en fonction du tarif de l’électricité et des signaux
tarifaires reflétant les coûts de l’énergie, de l’espace disponible pour le système de pompe à chaleur et
les capteurs d’énergie, et de la rentabilité des solutions de conception.
Le système à accumulation consiste en un ballon de stockage d’eau chaude sanitaire plus volumineux,
dimensionné en fonction de la demande journalière maximale. La puissance calorifique de la pompe à
chaleur sélectionnée permet de réchauffer le ballon pendant la période définie de façon à le ramener aux
conditions de température fixées.
La période définie correspond au maximum à la période la moins chère (heures creuses) pour les pompes
à chaleur entraînées électriquement.
Le volume du ballon doit être réduit en fonction de la disponibilité de l’énergie correspondante produite
par la pompe à chaleur. Les tableaux de l’Annexe D et de l’Annexe E fournissent des indications pour
définir la demande d’énergie totale pour la production d’eau chaude (Q ), la valeur caractéristique
daily
(Q ) et la durée de la période correspondante (t ).
DP DP
6.3.3.2 Détermination du volume du ballon de stockage d’eau chaude sanitaire V
s
La taille du ballon de stockage d’eau chaude sanitaire et la puissance calorifique nécessaire au chauffage
et au maintien à température d’une quantité d’eau chaude sanitaire suffisante pour répondre à la
demande sont étroitement liées.
La façon la plus simple de concevoir le ballon de stockage d’eau chaude sanitaire consiste à définir un
volume et à vérifier ensuite si la puissance calorifique de la pompe à chaleur est suffisante ou non pour
répondre à la demande d’eau chaude sanitaire, y compris pendant la période de chauffage. Si la puissance
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calorifique de la pompe à chaleur n’est pas suffisante, le volume du ballon de stockage d’eau chaude
sanitaire doit être adapté.
6.3.3.2.1 Accumulation
Par défaut, la consommation journalière moyenne indiquée dans l’Annexe E est multipliée par 2 (elle
passe, par exemple de 25 l à 50 l à 60 °C par personne) et cette valeur est prise en considération pour
le dimensionnement du système. Des valeurs supérieures peuvent être utilisées si l’utilisation d’eau
chaude sanitaire et de salles de bains de grande taille est prise en compte.
L’Annexe A fournit d’autres recommandations pour le dimensionnement de la capacité du ballon, en
fonction d’une utilisation spécifique d’eau chaude sanitaire.
Les pertes thermiques journalières du ballon de stockage d’eau chaude sanitaire (Q ) doivent être
1, s
intégrées à ce calcul sous la forme d’un volume additionnel correspondant à la température de consigne.
6.3.3.2.2 Semi-accumulation
En principe, il convient que le volume soit pris en compte de façon à correspondre à la consommation
journalière moyenne d’eau chaude sanitaire.
De plus petits volumes peuvent être utilisés si la puissance calorifique de la pompe à chaleur est
suffisante pour recharger le ballon de stockage d’eau chaude sanitaire à la température de consigne
après des séquences critiques telles que deux bains consécutifs.
NOTE Par convention, la valeur caractéristique, Q , de la demande d’énergie journalière pour la production
DP
d’eau chaude est exprimée sous la forme d’un volume correspondant, V , délivré à 60 °C. Le volume d’eau
DP60
chaude doit être corrigé en fonction de la température de consigne de l’eau chaude sanitaire dans le ballon de
stockage d’eau chaude sanitaire.
Le volume du ballon de stockage d’eau chaude sanitaire est défini comme le volume d’eau chaude, V ,
Tset
délivré à T . Il est obtenu à partir de la Formule (2).
set
60 − T
()
c
VV=× (2)
TsetP60
TT−
()
setc
où
V est le volume d’eau chaude à Τ correspondant à QDP, en l;
Tset set
V est le volume d’eau chaude à 60 °C correspondant à QDP, en l;
DP60
T est la température de consigne de l’eau chaude dans le ballon de stockage d’eau chaude
set
sanitaire, en °C;
Τ est la température de l’eau froide, en °C.
c
6.3.3.3 Équilibre énergétique du ballon de stockage d’eau chaude sanitaire
L’énergie stockée dans le ballon de stockage d’eau chaude sanitaire est exprimée au moyen de la Formule
(3).
Q = 0,001 16 (θ – θ ) · V [kWh]
s set cw s
(3)
La température de soutirage dans le ballon de stockage d’eau chaude sanitaire ne doit pas tomber au-
dessous de  min = 40 °C pendant une période de puisage.
La quantité effective d’énergie disponible dans le ballon est donc calculée au moyen de la Formule (4).
Q = Q · (θ − 40) / (θ – θ ) [kWh]
s, eff s set set cw
(4)
La demande d’énergie pendant la période définie est calculée au moyen de la Formule (5).
Q = 0,001 16 (60 − θ ) · V [kWh]
DP cw DP60
(5)
la demande d’énergie étant exprimée à 60 °C.
6.3.3.4 Puissance calorifique minimale nécessaire pour répondre aux besoins de production
d’eau chaude sanitaire
6.3.3.4.1 Systèmes à accumulation
La puissance calorifique de la pompe à chaleur pour la production d’eau chaude sanitaire est dimensionnée
pour chauffer le ballon lorsque l’énergie électrique est disponible.
Q
s
Φ = []kW (6)
hp,sθ et
t
Energie,hp
où
Φ est la puissance calorifique de la pompe à chaleur à θ , en kW;
hp, θset set
Q est l’énergie stockée dans le ballon de stockage d’eau chaude sanitaire, en kWh;
s
t est la période pendant laquelle l’énergie électrique est disponible pour la production
Energy, hp
d’eau chaude sanitaire, en h.
La puissance électrique correspondante est déterminée au moyen de la Formule (7).
Φ
hp,sθ et
P = (7)
hp,el,θset
COP
θset
où
P est la puissance électrique de la pompe à chaleur pour la production d’eau chaude sani-
hp, el, θset
taire, en kW;
Φ est la puissance calorifique de la pompe à chaleur à θ , en kW;
hp, θset set
COP est le coefficient de performance à θ (obtenu à partir des spécifications du fabricant).
θset set
6.3.3.4.2 Systèmes à semi-accumulation
À partir de l’énergie consommée pendant la période critique (Q ), la puissance calorifique de la pompe
DP
à chaleur est déterminée de telle sorte que le ballon de stockage d’eau chaude sanitaire soit rechargé au
même état (θ ) avant le puisage suivant. Cela signifie que pendant la période définie (par exemple, celle
set
présentée dans l’Annexe E), la pompe à chaleur a une puissance suffisante pour maintenir le ballon de
stockage d’eau chaude sanitaire à une valeur minimale (40 ℃ au minimum).
La Formula (8) indique le bilan énergétique du système.
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Énergie consommée = énergie utilisée – énergie utile stockée + pertes d’énergie du ballon de stockage
d’eau chaude sanitaire
Φ , · t = Q − Q · (θ – 40) / (θ – θ ) + Q (8)
hp θset DP DP S set set cw l, s
()θ − 40
set
QQ−
DP s
()θθ− Q
setcw ts
Φ = + (9)
hp,sθ et
t t
DP DP
où
t est la durée de la période définie, en h;
DP
Q sont les pertes thermiques du ballon de stockage d’eau chaude sanitaire pendant la période de
l, s
temps considérée, en kWh.
La puissance électrique correspondante peut être déterminée en fonction de la Formule (7).
6.3.3.5 Besoins en chauffage supplémentaires et dimensionnement de l’appareil de chauffage
d’appoint pour l’eau chaude sanitaire
La Formule (2) donnée en 6.3.3.2.2 indique la relation entre la puissance calorifique de la pompe à
chaleur et le volume du ballon de stockage d’eau chaude sanitaire. Le concepteur doit choisir le volume
du ballon de stockage d’eau chaude sanitaire de telle sorte que la puissance calorifique totale de la pompe
à chaleur soit suffisante pour répondre à la demande de chauffage des locaux et d’eau chaude sanitaire.
Le cas échéant, le volume du ballon de stockage d’eau chaude sanitaire doit être modifié.
Il convient de dimensionner l’appareil de chauffage d’appoint (généralement électrique) de façon à
couvrir au moins la demande d’eau chaude sanitaire du système calculée comme indiqué ci-dessus.
6.3.3.6 Exigence de régulation spécifique pour la production d’eau chaude sanitaire
Si des mesures sont requises contre le développement des légionelles, le système doit être dimensionné
et fourni avec un système de régulation de manière à s’assurer qu’une température de 60 °C est atteinte
périodiquement (par exemple, sur une base journalière, hebdomadaire, etc.). Si la pompe à chaleur n’est
pas capable d’atteindre 60 °C seule, le système auxiliaire doit permettre d’atteindre cette température.
Dans le cas des systèmes combinés (chauffage des locaux et production d’eau chaude sanitaire), le
système de régulation doit être conçu pour donner la priorité à la production d’eau chaude sanitaire si
les besoins de chauffage des locaux et de production d’eau chaude sanitaire surviennent simultanément.
La régulation de l’appareil de chauffage d’appoint doit être correctement intégrée à celle de la pompe à
chaleur. Cela permet d’éviter le fonctionnement simultané des deux dispositifs lorsque la température
de l’eau de retour vers le condenseur s’élève à un niveau tel qu’il provoque l’arrêt de la pompe à chaleur
par action du pressostat haute pression.
6.3.4 Puissance du système de pompe à chaleur et du système de production complémentaire
(système d’appoint)
Une production de chaleur complémentaire est parfois nécessaire lorsque
— la température extérieure de référence à l’emplacement du site est inférieure à la température de
service minimale de la pompe à chaleur, et
— la pompe à chaleur est couplée à une autre source de chauffage (chaudière, etc.).
Dans ce cas, la puissance du système de production doit venir compléter la capacité à fournir de la
chaleur au bâtiment pour les conditions de conception.
La différence entre les types de source d’énergie doit être prise en compte pour le dimensionnement car
leur disponibilité est liée à la température locale.
6.4 Détermination de la puissance du système de pompe à chaleur pour la période de
refroidissement
La puissance frigorifique à installer est une fonction
— de la charge intérieure (occupation humaine, éclairage, chaleur dégagée par les appareils, chaleur
transmise par les surfaces intérieures, et autres sources telles que les procédés),
— de la charge extérieure due aux conditions climatiques (transmission par les façades et les vitrages
et rayonnement solaire à travers les vitrages), et
— de la température de consigne du bâtiment et de la plage acceptable de température et d’humidité.
La charge frigorifique est déduite de l’ISO 13790 ou d’autres méthodologies approuvées. Le refroidissement
ne correspond pas strictement à la somme des maximums, mais à la somme du refroidissement pour les
différentes zones thermiques. Pour les grands bâtiments équipés d’un système centralisé de pompe à
chaleur, il est possible d’introduire un coefficient de simultanéité afin de réduire la charge thermique
due à la charge thermique intérieure.
Le concepteur doit prendre en compte la charge thermique maximale pendant les saisons en combinant
la demande de refroidissement due à la température et les aspects liés à l’humidité.
Si la production d’eau chaude sanitaire est requise pendant la période de refroidissement, le concepteur
doit déterminer
— si le système couvre les deux besoins d’énergie (refroidissement et eau chaude sanitaire) ou si un
système séparé est nécessaire pour la production d’eau chaude sanitaire, et
— si le préchauffage de l’eau chaude sanitaire est pris en compte en mode refroidissement.
6.5 Considérations relatives au surdimensionnement
Le système de production d’un système hydride vient compléter le système de pompe à chaleur de façon
à fournir une chaleur suffisante.
Il convient que la puissance calorifique totale du système corresponde aux exigences du calcul de la charge
thermique du bâtiment. Dans le cas de systèmes hydrides, il n’est pas nécessaire de surdimensionner la
pompe à chaleur du générateur de chaleur.
7 Autres informations sur la conception du système de pompe à chaleur
7.1 Intégration hydraulique
Afin de réduire le fonctionnement en cycles courts, il faut s’assurer que la puissance
...