SeQuelec Fiche 21
SeQuelec Fiche 21
SeQuelec Fiche 21
L’installation des pompes à chaleur (PAC) fait l’objet d’un développement croissant sur l’ensemble du
territoire. Elles répondent aux enjeux environnementaux et permettent de réaliser des économies
d’énergie. Le gestionnaire de réseau Enedis, les installateurs et les utilisateurs sont confrontés à des
dysfonctionnements d’un certain nombre d’appareils. Ces dysfonctionnements ont pour origines :
• le non-respect des normes produits et/ou des normes d’installation,
• le fonctionnement en sous-puissance,
• la non-compatibilité de la pompe à chaleur avec les caractéristiques du réseau.
L’arrêté qualité (décret n°2007-1826 et arrêté du 24 décembre 2007) fournit des prescriptions
techniques en matière de qualité des réseaux publics de transport et de distribution d’électricité. Il
définit notamment les valeurs extrêmes de la tension délivrée aux utilisateurs du réseau basse
tension :
• la valeur efficace de la tension nominale Un en BT est 230 V en monophasé et 400 V en triphasé, la
tension efficace, moyennée sur 10 minutes, doit rester dans la plage Un ± 10%.
L’arrêté qualité définit également au point de livraison un gradient de tension maximum de 2%. Ce
gradient est défini comme la chute de tension supplémentaire qui serait constatée si une charge
monophasée supplémentaire de 1 kW était raccordée en ce point.
Les normes d’installation NF C 11-201 – NF C 14-100 – NF C 15-100, les normes harmonisées avec la
directive européenne sur la compatibilité électromagnétique (dont le respect est obligatoire pour le
marquage CE),
habitation 45 A 45 A
(branchement à puissance limitée)
En monophasé
autres 100 A 200 A
(branchement à puissance surveillée)
En triphasé habitation 60 A 60 A
(branchement à puissance limitée)
autres 125 A 250 A
(branchement à puissance surveillée)
Les puissances maximales suivant le tableau ci dessus sont de 8 kW entre phases et 7,25 kW entre phase
et neutre uniquement pour des équipements de chauffage.
Pour rappel, les protections type « moteur », les fusibles type aM, ne sont pas autorisés en domestique
mais uniquement en installation industrielle.
Conclusion
En logement d’habitation, le départ d’installation maximal pour le chauffage est :
• en monophasé : 7,25 kW (courant assigné de 32 A protection par disjoncteur et 25 A protection
par fusible) ;
• en triphasé : 8 kW pour les branchements limités à 18 kVA (courant assigné de 20 A protection par
disjoncteur ou par fusibles).
Pour les branchements neufs 36 kVA il est autorisé d’avoir un départ chauffage de 18 kW.
Pour les PAC supérieures à 18 kW un raccordement à puissance surveillée est nécessaire
Attention, certains matériels « triphasés » n’ont de triphasé que les résistances d’appoint ;
dans ce cas, ce sont les règles du monophasé qui s’appliquent pour le moteur de la pompe.
En présence d’une pompe à chaleur ayant un courant de démarrage plus élevé, le niveau de
perturbations peut encore être maîtrisé si l’impédance du réseau d’alimentation, au point de livraison du
client, est suffisamment faible.
Les PAC sont soumises à la Directive Ecoconception qui impose un minimum de performance
pour leur mise en marché :
• pour les PAC air / eau, eau/eau et eau glycolée / eau : règlement 813/2013, pour les PAC air /
air : règlement 206/2012.
Parallèlement, les PAC sont soumises à la Directive Etiquetage énergétique qui impose l’affichage
de leur performance sur une étiquette. La classe d’efficacité énergétique dépend du COP saisonnier
(ou SCOP) :
• pour les PAC air / eau, eau/eau et eau glycolée / eau : règlement 811/2013, pour les PAC air / air :
règlement 626/2011.
Normes et certifications associées permettant de garantir les performances énergétiques des PAC
NOTA : les différentes certifications citées correspondent à des essais réalisés selon la norme EN14511 ou la
norme EN14825 (pour les performances saisonnières), les deux précisant les conditions d’essais.
Pour aider l’utilisateur dans le choix de son matériel, un certain nombre de certifications ont été mises en
place afin notamment de garantir les performances des machines :
• marque NF sur la PAC. Cette marque est une certification qui fixe des exigences minimales de
performance énergétique pour chaque type de PAC. A titre d’exemple :
les performances énergétiques de chaque type de PAC ainsi que la liste des matériels ayant
obtenus la marque NF PAC est consultable sur le site : www.certita.fr ;
• l’Ecolabel / NF Environnement : les écolabels distinguent des produits et des services plus
respectueux de l’environnement. Leurs critères garantissent l’aptitude à l’usage des produits et
services, et une réduction de leurs impacts environnementaux tout au long de leur cycle de vie :
le référentiel permettant d’atteindre les critères de l’Ecolabel est consultable sur le site :
www.ecolabels.fr ;
• la certification EUROVENT (certification privée) pour les PAC air/air (le plus souvent réversibles) :
l’objectif est de garantir les puissances et les SCOP (et SEER en mode froid) annoncés par les
constructeurs. Les produits sont soumis à des essais de vérification des caractéristiques du catalogue
par prélèvement au hasard (essais réalisés en laboratoire indépendant) :
les performances énergétiques de chaque type de PAC ainsi que la liste des matériels ayant
obtenus la certification Eurovent est consultable sur le site : www.eurovent-certification.com ;
• le site de l’Association Française des Pompes à Chaleur (www.afpac.org) peut également être
utilement consulté.
Réglementation
Evite les perturbations à l’intérieur de
l’installation
Les tableaux ci dessous donnent une valeur indicative des courants nominaux et de la puissance
nominale des PAC pour respecter les intensités de démarrage préconisées dans le cadre de
l’application de la norme de fluctuation de tension EN 61000-3-3. Ils sont issus des ordres de grandeur
observés entre le courant de démarrage (Id émarrage) et le courant nominal (Inominal) selon les technologies
de démarrage considérées.
L’utilisation de pompes à chaleur ne répondant pas aux exigences de la norme EN 61000-3-3, mais aux
exigences de la norme NF C 15-100, est possible dans certaines conditions de réseau (voir chapitre «
Aspects règlementaires »), mais présente un risque tant que les conditions d’impédance réseau
maximum acceptable (valeur à déclarer par le fabricant de l’appareil) ne sont pas connues.
*La puissance de raccordement doit être déterminée en tenant compte de l’ensemble des besoins électriques
de l’installation
Sans système de 50 10 6 36
démarrage Id=5 x In
Avec système de 50 25 15 36
démarrage Id=2 x In
*La puissance de raccordement doit être déterminée en tenant compte de l’ensemble des besoins électriques de l’installation
Par ailleurs, concernant l’installation de pompes à chaleur, l’Etat a mis en place le dispositif RGE (reconnu
garant de l’environnement) qui comprend une qualification pour les installateurs de PAC basée sur les
compétences dans les domaines suivants : dimensionnement, installation et maintenance. Plusieurs
organismes délivrent la qualification pour les PAC :
• Qualibat,
• Qualit’Enr,
• Qualifelec.
Formulaires et procédures
Les annexes 1, 2 et 2bis présentent les formulaires et procédures permettant d’échanger entre les
installateurs et le gestionnaire de Distribution Enedis.
Le premier formulaire (annexe 1), permet de recueillir l’information nécessaire pour calculer
l’impédance du réseau et vérifier la compatibilité de la PAC avec l’état du réseau de distribution
actuel.
Pour Enedis, l’accueil de ces demandes est réalisé par les accueils raccordement, qui orientent
ces demandes vers les services concernés et assurent la réponse. Les coordonnées sont fonction
des lieux concernés et sont disponibles sur le site :
http://www.enedis.fr/Particuliers_contacter_Enedis
Le mode de traitement des réclamations ainsi que leurs délais de réponse sont précisés, quant à eux
à l’adresse suivante : http://www.enedis.fr/Enedis_Reclamations
Nom du Client
Adresse
Nom du Client
Adresse
_______kVA
1. Principe de la PAC
La PAC est un dispositif qui permet de prélever de
l’énergie dans un milieu froid pour la transférer dans un
milieu chaud.
Les principaux composants d’une PAC sont :
• le fluide frigorigène : grâce à des changements
d’état, une condensation et une évaporation, il va
assurer les transferts de chaleur (calories) ; Le
décret du 7 mai 2007 impose une attestation de
capacité aux entreprises qui manipulent les fluides
frigorigènes ;
• l’évaporateur : dans cet appareil, le fluide
frigorigène va se vaporiser grâce à l’énergie
présente dans le milieu extérieur ;
• le compresseur : il comprime le fluide frigorigène à
l’état gazeux pour l’amener de la basse pression à
la haute pression. Ce compresseur est entraîné
par un moteur électrique ;
• le condenseur : dans cet appareil, le fluide
frigorigène va transférer l’énergie qu’il a
emmagasinée au milieu intérieur en se condensant ;
• le détendeur : il transforme le liquide à haute pression obtenu à la sortie du condenseur en un liquide basse
pression qui peut alors rejoindre l’entrée de l’évaporateur et recommencer le cycle ;
• la vanne d’inversion de cycle : elle permet d’inverser le sens de la circulation du fluide frigorigène, permet ainsi
d’inverser les rôles de l’évaporateur et du condenseur. La PAC va ainsi prélever les calories dans le milieu
intérieur et les rejeter dans le milieu extérieur ; la PAC devient ainsi réversible. Ce mode de fonctionnement est
aussi utilisé dans un cas bien particulier : le dégivrage de l’évaporateur.
Pour que la PAC fonctionne, il faut ajouter des ventilateurs et/ou des circulateurs pour faciliter les échanges thermiques
au niveau de l’évaporateur et du condenseur.
Annexe 3/2
Notion de COP et influence de la température extérieure sur les performances
Le principal intérêt d’une PAC réside dans le fait que la quantité d’énergie transférée d’un milieu à l’autre est
supérieure à la quantité d’énergie électrique consommée par le compresseur et les autres accessoires pour
effectuer le transfert. Le fonctionnement d’une PAC est ainsi caractérisé par un Coefficient de Performance
(COP).
Le COP peut être déterminé sur une durée variable définie au préalable. Il s’agit de faire le rapport entre
l’énergie consommée et l’énergie thermique produite sur la durée considérée pour mesurer le COP : cycle,
journée, semaine, saison. Le COP saisonnier va ainsi représenter l’efficacité globale de la PAC sur la saison
de chauffe complète.
De manière conceptuelle, on démontre que le COP théorique (COP = énergie produite / énergie fournie » dit
COP Carnot) dépend essentiellement de la température de condensation et de la température d’évaporation
par la relation suivante qui implique que :
• plus la température de l’évaporateur sera faible (air extérieur, eau, eau glycolée), moins la PAC sera
puissante et performante : pour une puissance électrique donnée, la PAC délivrera une puissance
thermique plus faible ;
• plus la température du condenseur (l’air ou l’eau) sera élevée, moins la PAC sera puissante et
performante. Une PAC Air/Eau alimentant un plancher chauffant sera ainsi plus performante que si
elle alimente des radiateurs à haute température.
La valeur réelle du COP est fatalement inférieure du fait de l’ensemble des pertes irréversibles de
l’ensemble des composants du circuit frigorifique réel. Pour se fixer les idées, avec une température de
condensation de 40°C, une température d’évaporation de –10°C, le COP Carnot = 313 / (313 – 263) = 6,26.
Le COP réel est plutôt de l’ordre de 3 dans ces conditions (pour une consommation de 1 kW, électrique la
PAC restituera 3 kW thermiques)…
Ainsi, pour les pompes à chaleur sur l’air, le COP va diminuer en même temps que la température
extérieure. En revanche pour les pompes à chaleur eau/eau ou sol/eau : le sol et l’eau sont à une
Afin de préciser les performances de leurs équipements, les constructeurs de pompes à chaleur donnent la
valeur du COP ou des puissances absorbées et fournies pour des points de fonctionnement bien
particuliers.
Pour indiquer la performance sur une saison de chauffe en tenant compte des variations de températures, la
réglementation impose aux constructeurs d’afficher sur une étiquette énergétique la performance
énergétique de la PAC, basée sur un COP saisonnier ou SCOP, évalué selon la norme NF/EN 14825.
Le SCOP est une combinaison de différents COP correspondant à différents niveaux de température
extérieure représentatifs du climat (avec des nombres d’heures associés), à laquelle on ajoute des modes
spécifiques (veille, auxiliaire, … avec leurs nombres d’heures associés).
Besoins d’un logement et puissance d’une PAC (valeurs fictives pour illustration)
Figure 1 : Mode de fonctionnement des pompes à vitesse fixe et à vitesse variable
Ce graphique met en évidence ainsi plusieurs zones où la puissance de la PAC est insuffisante. Plusieurs
moyens existent pour combler cette énergie manquante :
Annexe 3/4
le fonctionnement avec une chaudière en relève
o Dans le cas d’une rénovation du système de chauffage d’un logement existant, si le
propriétaire conserve sa chaudière existante, c’est cette chaudière qui prendra le relais
lorsque la PAC ne peut pas fournir la puissance nécessaire. Deux fonctionnements sont
possibles :
alterné (PAC ou Chaudière),
simultané (PAC avec Chaudière). On notera que ce fonctionnement en
relève peut soulager le réseau de distribution d’électricité lors des pointes de consommation.
Toutefois la régulation d’un système PAC + Chaudière nécessite une attention particulière afin
que l’utilisateur puisse en tirer effectivement tous les avantages possibles.
Deux types de PAC sont présentes sur le marché : vitesse fixe ou vitesse variable (Technologie « Inverter
»). Ces technologies sont présentées en annexe. Il faut retenir que la PAC à vitesse fixe va fonctionner en
tout ou rien pour réguler la puissance moyenne délivrée. Dans la PAC à vitesse variable, le compresseur
verra sa vitesse modifiée en permanence afin que la PAC délivre une puissance qui correspond exactement
au besoin de l’utilisateur.
Aujourd’hui, la très grande majorité des PAC fonctionnent avec une compression à vitesse variable.
Ces éléments montrent bien que le dimensionnement d’une PAC passe par une excellente connaissance
des besoins du logement ainsi que des performances de la PAC sur toute la plage de température du milieu
extérieur.
Un DTU spécifique pour les PAC est à paraitre prochainement. Il précise les règles de dimensionnement et
d’installation des différents types de PAC.
Ce creux de tension se manifeste par exemple par une baisse de niveau de l’éclairage (phénomène de
flicker, papillotement), voire la perturbation d’autres équipements raccordés au même point. C’est pourquoi,
les normes EN 61000-3-3 et EN 61000-3-11 définissent des limites d’émission et des conditions de
raccordement pour réduire les perturbations en matière de fluctuations de tension. Pour limiter, dans la
plupart des cas, le phénomène pour les moteurs monophasés, les constructeurs utilisent un dispositif
électronique qui vient limiter le courant de démarrage à une valeur maximale de 45 A grâce à un démarreur
progressif électronique.
Annexe 4/2
Un deuxième inconvénient est le fonctionnement de la PAC en tout ou rien, délivrant lorsqu’elle est en
fonctionnement sa puissance maximale. Ce type de fonctionnement peut présenter des inconvénients
comme les pertes par cyclage. Afin d’améliorer les performances, les constructeurs utilisent de plus en plus
des compresseurs à vitesse variable. Un système type (« inverter ») est intégré entre l’alimentation et le
moteur électrique du compresseur qui dans ce cas fonctionne en triphasé. Les premières pompes à chaleur
«inverter» utilisaient un moteur asynchrone, plus récemment l’utilisation de moteur à aimants permanents
s’est généralisée, toujours dans un souci d’améliorer la performance. Les constructeurs vont alors parler de «
DC inverter » (DC pour courant continu) car l’association variateur de vitesse + moteur à aimants permanent
se comporte comme un moteur à courant continu où la commutation mécanique par un système de collecteur
et balais est remplacée par une commutation électronique.
D’autres constructeurs adoptent des systèmes bi-compresseur multi-étagés.
Les compresseurs à vitesse variable sont d’abord apparus sur les systèmes Air/Air. Ils se développent
maintenant largement sur les systèmes Air/Eau et s’étendent aux machines Eau/Eau et Sol/Eau.
Annexe 4/3