Générateur thermodynamique (Bibliothèque)

Générateur thermodynamique

Les générateurs thermodynamiques sont utilisés dans le projet dans les objets génération

1 Organisation générale

Les générateurs par défaut sont rangés en cinq classes en fonction de leur mode de production :

• Chauffage,
• Froid,
• ECS,
• Double service (chauffage+ECS) et
• Réversible (chauffage+froid).

On sélectionne l'une des classes en cliquant sur l'icône correspondante. Vous pouvez créer vos propres classes en utilisant le bouton "Créer une classe" pour enrichir votre bibliothèque.

Le mode de gestion de ce composant est identique aux précédents pour la création, la modification, la suppression.

2 Caractéristiques

Suivant les § 10.21 (PAC électriques) et § 10.22 (PAC à absorption) de la méthode Th-BCE, en fonction de la puissance requise par l'émetteur ou par le réseau de distribution, les valeurs horaires calculées sont :

• La Puissance absorbée
• Les Performances
• La Puissance des auxiliaires
• Les Pertes thermiques récupérables pour la fonction non-principale

Les performances sont définies par :

• Le COP (Coefficient de performance), pour les pompes à chaleur électriques
• L’EER (Energy Efficiency Ratio), pour les refroidisseurs électriques
• Le GUE (Gas Utilisation Efficiency), pour les pompes à chaleur et refroidisseurs à absorption gaz
• La puissance des auxiliaires électriques pour les générateurs thermodynamiques à gaz

Un générateur thermodynamique est défini par :

• Son énergie (électrique ou gaz), son mode de fonctionnement (chauffage, froid ou ECS) et son type
• Ses conditions de fonctionnement à pleine charge
• La prise en compte de la charge partielle, en électrique ou en gaz
• Les températures de fonctionnement
• D’éventuels liens vers des sources amont eau
• La définition d’une puissance de ventilation si le générateur utilise l’air comme fluide aval

2.1 Énergie, mode de fonctionnement et type

La liste des générateurs disponibles est mise à jour en fonction du mode fonctionnement.

Pour la RTex, il est possible de renseigner le fait que le générateur est un générateur existant. Il faudra alors renseigner l'année de ce générateur. Pour les calculs, un COP sera alors imposé suivant la méthode TH-CE ex.

Des options sont également disponibles pour les générateurs réversibles (chauffage + refroidissement) : DRV et thermofrigopompe pour les PAC électrique (§10.14) et Cycle machine et échangeur eau/fumées pour les PAC gaz (§10.22).

Un système DRV est par définition un équipement capable de faire simultanément du chaud et du froid

Un système DRV aura forcément une source aval de type air. Une thermofrigopompe aura forcément un fluide aval de type eau. Ainsi en fonction du type de générateur sélectionné, l'option ou sera disponible.

2.2 Conditions de fonctionnement à pleine charge

Chaque matrice de performance est construite autour d’une ‘valeur pivot’, valeur correspondant aux conditions nominales des sources amont et aval.

La valeur pivot est :

• déclarée : la valeur utilisée dans le calcul est égale à min (0,8 Valeur déclarée, Val_util_max)
• ou par défaut : la valeur utilisée dans le calcul est égale à 0,8 x Val_util_max.

La valeur présentée par défaut correspond à la valeur "Val_util_max" de la méthode.

L'utilisateur peut également fournir directement les valeurs dans la matrice si celles-ci sont justifiées ou certifiées.

La valeur certifiée dans le calcul est la valeur certifiée 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 des normes NF EN 14511 (PAC elec) et NF EN 16147 (PAC elec ECS).

Un outil de conversion de la NF EN 16147 aux valeurs de la RT2012 pour les PAC électriques d’ECS est mis à disposition par le CSTB à partir du logiciel en cliquant sur le lien "Ouvrir le site web pour convertir les valeurs EN NF 16147 en valeurs compatibles RT2012 ".

Pour le paramétrage de la PAC d’ECS, le fonctionnement à pleine charge doit être certifié, justifié ou déclarée.

Cela donne accès à une matrice pour laquelle on peut saisir le "COP pivot Th-BCE 2012" et la "Pabs pivot Th-BCE 2012 (kW)”

Les pertes thermiques du ballon d’ECS seront également à saisir : UA_S Th.BCE (W/K).

Si les valeurs sont justifiées, la valeur de calcul est égale à 0,9 x valeur justifiée.

Dans la matrice, le passage d'une valeur "justifiée" à "certifiée" (et réciproquement) s'effectue simplement en cliquant sur le texte.

Le remplissage de matrice doit s'effectuer dans un ordre spécifique à chaque générateur en fonction de ces points de fonctionnement principaux.

2.3 Prise en compte de la charge partielle

Pour une alimentation électrique :

Pour une alimentation gaz :

• Part des auxiliaires pour les générateurs électriques ou la puissance des auxiliaires à charge nulle, les pertes et rendement PCI pour les générateurs gaz.
• Le taux minimal de charge et son coefficient de correction de performance pour les générateurs fonctionnant de façon continue (§10.21.3.6.1.1 pour l'élec).
• Le type d'émetteurs (hors générateur ECS) définissant le paramètre Dfou 0 (durée de fonctionnement à charge tendant vers 0, §10.21.3.6.1.2 pour l'élec). Ventilo convecteur est à choisir pour les systèmes à eau; système a air sera à choisir pour les système à détente directe.

L'ensemble de ces paramètres peut être défini par défaut suivant les valeurs présentées dans les §10.21.3.6.2.1 et §10.22.3.6.4.1 de la méthode.

Un correctif de la méthode ThBCE a été publié pour modifier un certains nombre de points et notamment la durée Deq mentionnée en 10.21.3.6.2.1 de la méthode de calcul Th-BCE.

2.4 Températures de fonctionnement

Elles permettent de valider si la génération est correctement dimensionnée par rapport aux températures des réseaux de distribution ou des émetteurs.

2.5 Liens vers des sources amont eau

Ces liens sont filtrés afin de garder la cohérence du montage (exemple, une PAC chaud ne peut pas être liée à une tour de refroidissement!)

2.6 Puissance de ventilation, si le générateur utilise l’air comme fluide aval

Si le rejet d’air du générateur n’est pas gainé, cette puissance est nulle.

Pour les générateur sur air extrait, il est également nécessaire de renseigner la température maximale ou minimale autorisée de l’air en sortie de source amont (§10.23.3.5 de la méthode Th-BCE).

3 Algorithmes

En fonction des limites de fonctionnement, si les températures de source amont et aval sont comprises dans leur plage de fonctionnement, le COP à pleine charge est déterminé suivant sa matrice en fonction des températures amont et aval. La matrice est soit totalement ou partiellement renseignée par l'utilisateur, soit estimée à partir de la valeur pivot si la description du fonctionnement à pleine charge est simplifiée.

La puissance absorbée (et donc la puissance fournie maximale) est établie sur le même principe.

Le COP est ensuite corrigé en fonction :

• de son taux de charge (appel de puissance / puissance fournie maximale)
• de son mode de fonctionnement : marche/arrêt ou à variation (il faut alors fournir la plage de variation et la correction de performance à charge mini).

Les consommations auxiliaires sont prises en compte si la génération est en période de chauffage et si le raccordement des générateurs entre eux est sans isolement.

Les générateurs double-service disposent d'une priorité ECS. A chaque pas de temps, le générateur fournit les besoins ECS, puis avec la réserve de puissance assure les besoins de chauffage.

Les générateurs réversibles (hors DRV et thermofrigopompe) fonctionnent soit en chauffage, soit en climatisation. La climatisation est prioritaire.

Une DRV et thermofrigopompe peut fournir simultanément de la puissance en chaud et en froid. Sur chaque heure, si la puissance est plus importante en chaud, alors le froid sera considéré comme "gratuit", la consommation sera alors uniquement du chaud. Si la puissance est plus importante en froid, alors le chaud sera considéré comme "gratuit", la consommation sera alors uniquement du froid.

Les générateurs réversibles DRV et thermofrigopompe peuvent fonctionner en chauffage et en climatisation au même pas de temps. Dans cette configuration, les performances sont nettement améliorées, les dégagements de chaleur des émetteurs froids compensent tout ou partie des besoins chauds ou inversement (§10.14.3 de la méthode ThBCE).