Arrêté du 28 août 2017 relatif à l'agrément des modalités de prise en compte des systèmes Heliopacsystem®, Heliopacsystem+® et Geopacsystem® dans la réglementation thermique 2012
Abrogé par l'arrêté du 19 juin 2020
NOR: TERL1723020A
Publics concernés : maîtres d'ouvrage, maîtres d'œuvre, constructeurs et promoteurs, architectes, bureaux d'études thermiques, contrôleurs techniques, diagnostiqueurs, organismes de certification, entreprises du bâtiment, industriels des matériaux de construction et des systèmes techniques du bâtiment, fournisseurs d'énergie.
Objet : prise en compte des systèmes Heliopacsystem®, Heliopacsystem+® et Geopacsystem® dans la réglementation thermique (procédure dite « Titre V »).
Entrée en vigueur : les dispositions prises par cet arrêté sont applicables à compter du lendemain de la date de publication.
Références : le présent arrêté peut être consulté sur le site Légifrance (http://www.legifrance.gouv.fr).
Le ministre d'Etat, ministre de la transition écologique et solidaire, et le ministre de la cohésion des territoires,
- Vu la directive 2010/31/UE du Parlement européen et du Conseil en date du 19 mai 2010 sur la performance énergétique des bâtiments (refonte),
- Vu le code de la construction et de l'habitation, notamment ses articles L. 111-9 et R. 111-20,
- Vu l'arrêté du 26 octobre 2010 relatif aux caractéristiques thermiques et aux exigences de performance énergétique des bâtiments nouveaux et des parties nouvelles de bâtiments,
- Vu l'arrêté du 28 décembre 2012 relatif aux caractéristiques thermiques et aux exigences de performance énergétique des bâtiments nouveaux et des parties nouvelles de bâtiments autres que ceux concernés par l'article 2 du décret du 26 octobre 2010 relatif aux caractéristiques thermiques et à la performance énergétique des constructions,
- Vu l'arrêté du 30 avril 2013 portant approbation de la méthode de calcul Th-B-C-E prévue aux articles 4, 5 et 6 de l'arrêté du 26 octobre 2010 relatif aux caractéristiques thermiques et aux exigences de performance énergétique des bâtiments nouveaux et des parties nouvelles de bâtiments,
- Vu l'arrêté du 11 décembre 2014 relatif aux caractéristiques thermiques et aux exigences de performance énergétique applicables aux bâtiments nouveaux et aux parties nouvelles de bâtiment de petite surface et diverses simplifications,
- Vu l'arrêté du 19 décembre 2014 modifiant les modalités de validation d'une démarche qualité pour le contrôle de l'étanchéité à l'air par un constructeur de maisons individuelles ou de logements collectifs et relatif aux caractéristiques thermiques et aux exigences de performance énergétique applicables aux bâtiments collectifs nouveaux et aux parties nouvelles de bâtiment collectif,
Arrêtent :
Article 1
L'arrêté du 14 juin 2016 relatif à l'agrément des modalités de prise en compte du système « Héliopacsystem® » dans la réglementation thermique 2012 est abrogé et remplacé par le présent arrêté.
Article 2
Conformément à l'article 50 de l'arrêté du 26 octobre 2010 susvisé et à l'article 40 de l'arrêté du 28 décembre 2012 susvisé, le mode de prise en compte des systèmes Heliopacsystem®, Heliopacsystem+® et Geopacsystem® dans la méthode de calcul Th-B-C-E 2012, définie par l'arrêté du 30 avril 2013 susvisé, est agréé selon les conditions d'application définies en annexe (1) du présent arrêté.
Article 3
Le directeur de l'habitat, de l'urbanisme et des paysages et le directeur général de l'énergie et du climat sont chargés, chacun en ce qui le concerne, de l'exécution du présent arrêté qui sera publié au Journal officiel de la République française.
Fait le 28 août 2017.
Le ministre de la cohésion des territoires,
Pour le ministre et par délégation :
Le sous-directeur de la qualité et du développement durable dans la construction,
E. Acchiardi
Le ministre d'Etat, ministre de la transition écologique et solidaire,
Pour le ministre et par délégation :
Le sous-directeur de la qualité et du développement durable dans la construction,
E. Acchiardi
Le directeur général de l'énergie et du climat,
L. Michel
(1) L'annexe du présent arrêté sera publiée au Bulletin officiel du ministère de la transition écologique et solidaire et du ministère de la cohésion des territoires.
ANNEXE
Modalités de prise en compte des systèmes « Heliopacsystem®, Heliopacsystem+® & Geopacsystem®» dans la réglementation thermique 2012
1. Définition des systèmes
Les systèmes Heliopacsystem®, Heliopacsystem+® et Geopacsystem® sont des systèmes thermodynamiques à compression électrique eau glycolée/eau ou eau/eau permettant d’assurer la production d’ECS centralisée.
Le volume de stockage permet une séparation en deux zones distinctes de manière à assurer le principe de « stratification dynamique » en deux zones dites de « Stock » et « Stratégique », nécessaire au fonctionnement optimal du système : le système thermodynamique doit pouvoir alimenter chacune de ces zones. Le ou les ballons composant le stockage doivent être assemblés, connectés et régulés selon les modalités définies au niveau du présent arrêté.
Dans le cas où il y a un seul ballon composant le stockage, il doit y avoir quatre piquages : deux pour l’alimentation de la partie stratégique (délimitant la zone « Stratégique »), et deux permettant l’alimentation de la partie stock (délimitant la zone de « Stock »).
Heliopacsystem® repose sur l’association entre une PAC Eau glycolée/Eau et un champ de capteurs solaires tubulaires non vitrés dans lequel circule l’eau glycolée.
Heliopacsystem+® correspond à une variante du système Heliopacsystem®. Son principe de fonctionnement est identique, la seule différence entre ces deux solutions se situe au niveau du champ de capteurs solaires qui est composé de panneaux non vitrés photovoltaïques et thermiques (PVT) au lieu des capteurs solaires tubulaires non vitrés, uniquement thermiques.
Geopacsystem® repose sur le même principe de fonctionnement qu’Heliopacsystem®. Ces systèmes se différencient au niveau de la source amont qui peut être de l’eau issue d’une nappe, d’un forage géothermique, de l’eau glycolée circulant dans des capteurs géothermiques verticaux ou horizontaux ou encore toute autre source d’eau tempérée.
Un appoint est systématiquement associé au système et permet d’assurer la production de l’ECS pour les cas de températures amont extrêmes où la pompe à chaleur ne peut pas fonctionner. Cet appoint doit être positionné au niveau du premier tiers supérieur de la zone « Stratégique » (faux=0,33).
2. Domaine d’application
Le champ d’application de la présente méthode s’étend à tout type de bâtiment soumis à la réglementation thermique 2012.
3. Méthode de prise en compte
L’algorithme de calcul se compose d’un assemblage « Production stockage » gérant l’appel des procédures intégrées aux 3 différents modules dénommés :
- « Ballons stockage »,
- « Boucle solaire »,
- « PAC ».
Les étapes de calcul de cet assemblage (schématisées §3.3.1 de la présente annexe) s’appuient sur celles mises en œuvre dans la méthode de calcul Th-BCE 2012 pour la modélisation d’une production d’ECS avec stockage de type « Ballon base échangeur avec appoint séparé dans ballon » (§11.19, p1034 de la méthode Th-BCE 2012). Elles ont été adaptées de manière à prendre en compte les spécificités liées au principe de fonctionnement par « stratification dynamique » :
- Le générateur thermodynamique assure la charge du ou des ballons de stockage, « Stock » et « Stratégique », avec priorité à la charge du ballon « Stratégique ».
- L’appoint assure uniquement la charge du dernier tiers du ballon « Stratégique ».
La modélisation des systèmes Heliopacsystem® ou Geopacsystem® se distingue au niveau des étapes 4 à 6 (dénommées G4 à G6 pour Geopacsystem®). Les autres séquences de calcul sont par ailleurs strictement identiques.
Les étapes de calcul externes à l’extension dynamique, c’est-à-dire opérées par d’autres modules internes au moteur Th-BCE 2012 sont repérées sur les schémas ci-dessous par un fond
vert. Celles internes à l’extension dynamique sont quant à elles repérées par un fond
bleu.
3.1 NOMENCLATURE DU MODÈLE
3.1.1 MODULE ASSEMBLAGE « PRODUCTION STOCKAGE »
Tableau 1 : Nomenclature des différentes variables du module Assemblage production stockage
3.1.2 MODULE « BALLONS STOCKAGE »
Tableau 2 : Nomenclature des différentes variables du module Ballons Stockage
3.1.3 MODULE « BOUCLE SOLAIRE »
Tableau 3 : Nomenclature des différentes variables du module Boucle solaire
3.1.4 MODULE « PAC »
Tableau 4 : Nomenclature des différentes variables du module PAC
3.2 INITIALISATION DES PARAMETRES DE CALCUL
3.2.2 MODULE « BOUCLE SOLAIRE »
3.2.2.1 Débit d'eau glycolée Dvboucle_sol
Le débit d'eau glycolée Dvboucle_sol (L/h) circulant au niveau de la boucle solaire dépend du nombre de pompes à chaleur associées au stockage (Rdim) :
Dvboucle_sol = (Rdim + 1) x 1000 (14)
3.2.3 MODULE « PAC »
3.2.3.1 Statut des performances
Le statut des performances saisies (COP_pivot et COP_10_65) peut correspondre aux deux cas suivants :
- Certifié : les valeurs de COP saisies sont certifiées par un organisme indépendant accrédité selon la norme NF EN 45011 par le COFRAC ou tout autre organisme d’accréditation signataire de l’accord européen multilatéral pertinent pris dans le cadre de la coordination européenne des organismes d’accréditation, sur la base de la norme NF EN 14511.
- Justifié : les valeurs de COP saisies sont justifiées par un essai par un laboratoire indépendant et accrédité selon la norme NF EN ISO/CEI 17025 par le COFRAC ou tout autre organisme d’accréditation signataire de l’accord européen multilatéral pertinent pris dans le cadre de la coordination européenne des organismes d’accréditation sur la base de la norme NF EN 14511 : les valeurs de calcul sont égales à 0.9 x valeur saisie.
- Déclaré : la valeur du COP pivot utilisée dans le calcul est égale à MIN[0,8 x valeur saisie ; COP_util_max].
- Par défaut : la valeur du COP pivot utilisée dans le calcul est égale à 0,8 x COP_util_max.
3.2.3.2 Matrice de performance
1) Statut « Justifié » ou « Certifié »
La matrice de performance se compose des points suivants :
3.2.3.3 Matrice des puissances absorbées
1) Statut « Justifié » ou « Certifié »
3.2.3.4 Puissance des auxiliaires
La puissance des auxiliaires, Paux (W), est calculée comme dans la méthode de calcul Th-BCE 2012 (§ 10.21.3.6.1) à partir de la part de la puissance électrique des auxiliaires dans la puissance électrique totale, Taux :
Paux = Pabs_pivot x Taux (21)
3.2.3.5 Température en sortie de PAC
La température en sortie de PAC à h-1 pour le premier pas de temps est considérée égale à la température extérieure :
Tsortie_PAC(h - 1) = Te (22)
3.2.3.6 Taux de charge de la PAC
Le taux de charge de la PAC à h-1 pour le premier pas de temps est considéré nul (pas de fonctionnement) :
Tcharge_PAC(h - 1) = 0 (23)
3.3 ALGORITHME DE PRISE EN COMPTE AU PAS HORAIRE
3.3.1 Assemblage « Production stockage »
3.3.2 Module « Ballons stockage »
3.3.3 Module « Boucle solaire »
3.3.4 Module « PAC »
3.4 PROCÉDURE D’APPLICATION
3.4.1 HELIOPACSYSTEM® & HELIOPACSYSTEM+®
Les caractéristiques à renseigner par l’utilisateur dans le cas d’un projet de construction intégrant une production d’ECS par le système Heliopacsystem® ou Heliopacsystem+® sont les suivantes :
1) Type de système associé au stockage : Heliopacsystem® (Type_Systeme=0),
2) Volume total du ballon dit Stratégique : selon projet (Vtot_strat),
3) Statut de la valeur UA_strat : selon projet (Statut_UA_strat),
Dans le cas où un seul ballon compose le stockage, le coefficient de pertes thermiques total du ballon est réparti sur chacune des zones dites de « Stock » et « Stratégique » au prorata de leur volume.Ces zones sont délimitées par l’emplacement des piquages permettant l’approvisionnement de chaque zone du ballon.
4) Coefficient de pertes thermiques du ballon dit Stratégique : selon projet (UA_strat),
5) Volume total du ballon dit Stock : selon projet (Vtot_stock),
6) Statut de la valeur UA_stock : selon projet (Statut_UA_stock),
7)
Coefficient de pertes thermiques du ballon dit Stock : selon projet (UA_stock),
8) Superficie totale de capteurs solaires (superficie d’entrée) : selon projet (Scapteur),
9) Pourcentage de la surface totale de capteurs masquée en permanence : selon projet (Ratcapt_masq),
Ce paramètre permet la modélisation du cas où deux champs de capteurs sont installés en superposition. La figure ci-dessous schématise un exemple de cette configuration dans le cas où les deux champs sont de mêmes dimensions :
Le champ de capteurs noté 2 est alors masqué par le champ de capteurs noté 1 et ce quelle que soit l’heure de la journée ou la hauteur du soleil. Dans cet exemple, le paramètre caractérisant ce masquage permanent, Ratcapt_masq, se calcule de la manière suivante :
10) Coefficient de pertes thermiques de la tuyauterie vers l'extérieur : selon projet (Ue)
11) Facteur d’angle d’incidence : suivant modèle, se référer au certificat ou avis technique en vigueur (Kθ),
12) Orientation des capteurs solaires sous forme d’angle : selon projet (Alpha),
13) Inclinaison des capteurs solaires : selon projet (Beta),
14) Rendement optique du capteur : suivant modèle, se référer au certificat ou avis technique en vigueur (η0),
15) Coefficient de dépendance au vent du rendement optique : suivant modèle, se référer au certificat ou avis technique en vigueur ( bu),
16) Coefficient de pertes du premier ordre du capteur : suivant modèle, se référer au certificat ou avis technique en vigueur (b1)
17) Coefficient de dépendance au vent du coefficient de pertes : suivant modèle, se référer au certificat ou avis technique en vigueur (b2),
Dans le cas d’une association des solutions Heliopacsystem et Heliopacsystem+, les caractéristiques techniques à considérer pour la partie captage thermique sont celles du capteur présentant la moins bonne performance, la surface à renseigner est la surface d’entrée totale des capteurs (thermiques + PVT).
Dans le cas d’une association de champs de capteur inclinés, orientés ou ombragés de manière différente, la configuration à retenir pour l’ensemble est celle aboutissant à la consommation conventionnelle pour le poste ECS la plus défavorable.
18) Puissance du circulateur de la boucle solaire (entre PAC et capteurs) : selon projet (Pcircu_prim),
19) Nombre de Solerpac identiques associées au stockage : selon projet (Rdim),
20) Statut des performances COP_pivot et COP_10_65 : suivant modèle (Statut_Performances),
21) Valeur pivot du COP à +10/45°C : suivant modèle, se référer au certificat de performance ou PV d’essai en vigueur (COP_pivot),
22) Valeur pivot de la puissance électrique absorbée à +10/45°C : suivant modèle, se référer au certificat de performance ou PV d’essai en vigueur (Pabs_pivot),
23) Valeur du COP à +10/65°C : suivant modèle, se référer au certificat de performance ou PV d’essai en vigueur (COP_10_65),
24) Valeur de la puissance électrique absorbée à +10/65°C : suivant modèle, se référer au certificat de performance ou PV d’essai en vigueur (Pabs_10_65),
25) Part de la puissance électrique des auxiliaires dans la puissance électrique totale : suivant modèle, se référer au certificat de performance ou PV d’essai en vigueur (Taux),
26) Puissance du circulateur pour le circuit secondaire (entre PAC et ballons) : selon projet (Pcircu_second).
Un appoint doit systématiquement être associé au système. Cet appoint peut être par exemple de type résistance électrique ou de type hydraulique par un générateur à combustion ou réseau de chaleur. Il est modélisé au niveau du moteur de calcul RT2012 en tant que « Source_ballon_appoint ».
Remarque : dans le cas du système Heliopacsystem+®, la modélisation de la production d’électricité photovoltaïque n’est pas prise en compte dans le cadre du présent arrêté. Cette production sera prise en compte grâce à la modélisation du champ de capteurs dans la méthode de calcul Th-BCE 2012, et conformément à cette méthode.
3.4.2 GEOPACSYSTEM®
Les caractéristiques à renseigner par l’utilisateur dans le cas d’un projet de construction intégrant une production d’ECS par le système Geopacsystem® sont les suivantes :
1) Type de système associé au stockage : Geopacsystem® (Type_Systeme=1),
2) Volume total du ballon dit Stratégique : selon projet (Vtot_strat),
3) Statut de la valeur UA_strat : selon projet (Statut_UA_strat),
Dans le cas où un seul ballon compose le stockage, le coefficient de pertes thermiques total du ballon est réparti sur chacune des zones dites de « Stock » et « Stratégique » au prorata de leur volume.Ces zones sont délimitées par l’emplacement des piquages permettant l’approvisionnement de chaque zone du ballon.
4) Coefficient de pertes thermiques du ballon dit Stratégique : selon projet (UA_strat),
5) Volume total du ballon dit Stock : selon projet (Vtot_stock),
6) Statut de la valeur UA_stock : selon projet (Statut_UA_stock),
7) Coefficient de pertes thermiques du ballon dit Stock : selon projet (UA_stock).
Le générateur de base associé à l’extension dynamique doit être une PAC à compression électrique de type Eau / Eau ou Eau glycolée / Eau. Il est modélisé au niveau du moteur de calcul RT 2012 en tant que « Source_ballon_base », les performances à renseigner sont, suivant le modèle de PAC retenu, celles indiquées au niveau du certificat de performance en vigueur.
Un appoint doit systématiquement être associé au système. Cet appoint peut être par exemple de type résistance électrique ou de type hydraulique par un générateur à combustion ou réseau de chaleur. Il est modélisé au niveau du moteur de calcul RT2012 en tant que « Source_ballon_appoint ».
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