Subvention canadienne pour des maisons plus vertes - Webinaire sur HOT2000 et les thermopompes à air - HRAI

Subvention canadienne pour des
maisons plus vertes
Webinaire sur HOT2000 et les thermopompes à air
20 août 2021

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À propos du webinaire
 Les lignes téléphoniques seront mises en sourdine
 pendant la présentation.
 Utilisez la fonction « question et réponse » du
 clavardage.

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Ordre du jour
 HOT2000 et la norme CSA-F280 (25 min)

 Thermopompe à air et thermopompe pour climat froid (30 min)
  Processus de sélection pour la liste des produits admissibles
  Qu’entend-on par « dimensionnement visant à satisfaire aux besoins de toute
  la maison »?
  Les systèmes hybrides sont-ils admissibles?

 Questions et réponses (20 min)

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À propos de HOT2000 :
 Outil de modélisation pour évaluer la consommation d’énergie (réduction de GES et économies
 d’énergie [GJ]) des maisons.
  Modules d’analyse systématique pour les gains et pertes de chaleur; gains solaires, gains internes
  Calculs pour le dimensionnement du système (pour les jours d'hiver et d'été) et l'analyse énergétique
  annuelle
 Basé sur un certain nombre d’hypothèses et sur des conditions normales de fonctionnement
 pour assurer la comparabilité.
 Il s’appuie sur un certain nombre d’équations et de formules similaires à celles utilisées dans la
 norme CSA-F280 pour les charges de chauffage et de refroidissement.
 Il est utilisé par des conseillers en efficacité énergétique qui ne sont généralement pas des
 spécialistes en chauffage, ventilation et conditionnement d’air (CVCA).

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Quelles sont les limites de l’outil HOT2000?
  HOT2000 n’est pas un outil spécifique pour CVCA.
  Il ne doit pas être considéré comme un outil de certification dans le cadre de la
  norme CSA-F280.

Pour l’entrepreneur en CVCA:
  Le choix d’utiliser HOT2000 pour estimer les charges de conception (chauffage et
  refroidissement) revient aux entrepreneurs en CVCA.
  HOT2000 peut être utilisé pour confirmer que les données se situent près des « seuils
  approximatifs » convenus, mais il ne remplace pas les calculs que les entrepreneurs
  en CVCA sont tenus de faire à l’aide de la norme CSA-F280.

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  Comparaison entre HOT2000 et la
        norme CSA-F280

• Comparaison entre le code source de HOT2000 et les
  dispositions de la norme CSA-F280-12

• Évaluation d’archétypes de maisons pour afficher des
  estimations de la capacité de chauffage et de refroidissement à
  l’aide de HOT2000

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Norme CSA-F280 :
  Elle fournit des méthodes de calcul pour déterminer la capacité de
  production de tous les types d’appareils résidentiels de chauffage et
  refroidissement des locaux qui s’appliquent afin de conserver des
  conditions ambiantes intérieures précises au sein des maisons
  canadiennes.
  Elle s’applique à la partie 9 du Code national du bâtiment du Canada.
  On peut lire ce qui suit sans l’annexe B de la norme CSA-F280-12 : « Les
  améliorations apportées reposent en grande partie sur les travaux effectués
  par Ressources naturelles Canada pour la mise au point des versions
  actuelles du logiciel de simulation énergétique HOT2000 » [traduction libre].

  Cette norme ne couvre pas en détail la conception et l’installation des
  systèmes résidentiels de chauffage et refroidissement des locaux.

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Comparaison entre HOT2000 et la norme CSA-
F280-12 : charges de conception
 Infiltration d’air
                                              F280-12                      HOT2000
     Chauffage                                            Modèle AIM2
     Refroidissement                       Modèle AIM2            0 CAH (changements d’air par
                                                                            heure)

   • Capacité de chauffage : F280 et HOT2000 utilisent le modèle AIM2 pour déterminer les
     pertes et gains de chaleur par infiltration d'air
   • Capacité de refroidissement : F280 utilise le modèle AIM2 et HOT2000 ignore l'échange
     d'air naturel
   • Implications sur les calculs de capacité
       • Aucun pour le chauffage
       • Différence mineure de capacité de refroidissement car la différence de température
           intérieure/extérieure est faible pendant les mois d'été

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Comparaison entre HOT2000 et la norme CSA-
F280-12 : charges de conception
 Efficacité des ventilateurs-récupérateurs de chaleur (VRC)
                                                               F280-12                                                                    HOT2000
  Chauffage                  Efficacité sensible apparente / Apparent sensible                                     Efficacité de récupération de la
                             effectiveness (ASEF):                                                                 chaleur sensible (ERS) / Sensible
                             • Au débit le plus près du débit principal                                            Recovery Efficiency (SRE) :
                             • À la température la plus près de la température                                     • Au débit fourni par l’utilisateur
                                de conception                                                                      • À -25 °C
  Refroidissement Efficacité sensible apparente                                                                    ETRE
     * Remarque : L’efficacité sensible apparente n’est plus publiée par le Home Ventilating Institute (HVI).
     •   Pour ce qui est du chauffage, cette valeur a été remplacée par l’efficacité de récupération de la chaleur sensible ajustée (ERSA), une valeur mieux adaptée pour le
         calcul de la charge de chauffage, car elle tient compte des différentes pertes qui se traduisent par des charges de chauffage.
     •   Pour ce qui est du refroidissement, la valeur utilisée est l’efficacité totale de récupération de la chaleur (ETRE). L’ETRE s’applique à l’enthalpie et non à la
         température, il convient donc de faire attention lorsque l’on utilise cette valeur pour un ventilateur-récupérateur d’énergie (VRE) afin de ne pas l’appliquer
         directement à la charge sensible, comme il convient de le faire dans le cadre de la norme.

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Comparaison entre HOT2000 et la norme CSA-
F280-12 : charges de conception
 Répartition des charges de ventilation et d’infiltration

                       F280-12                                            HOT2000
  Selon le niveau de la pièce (étage)                  Selon le volume au-dessus du niveau du sol
  • Charges plus importantes pour les pièces           • Charges plus importantes pour les superficies
     situées aux étages inférieurs (en infiltration)      plus grandes au-dessus du niveau du sol
  • Charges plus faibles pour des pièces situées
     aux étages supérieurs (en exfiltration)
  Selon le rapport des pertes/gains par conductivité Selon le rapport des pertes/gains par conductivité
  comparativement à ceux pour l’étage entier         comparativement à ceux pour la maison entière

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Comparaison entre HOT2000 et la norme CSA-
F280-12 : charges de conception
 Gains internes sensibles (refroidissement)
                                                  F280-12                   HOT2000
        Appareils électroménagers                Maximum (800 W, 4 W/m2 de superficie)
        Occupants                               70 W/occupant                 0W

  À noter: HOT2000 suppose que :
  Les gains des électroménagers sont séparés comme suit :
  57% en cuisine
  43% dans la salle de lavage

  Les occupants sont situés dans:
  • Le salon s'il y en a un
  • La salle à manger s'il n'y a pas de salon

  Lors du calcul des gains de l'appareil correspondant à 4 W/m2, HOT2000 évalue la surface au sol
  comme le volume de la maison divisé par une hauteur moyenne de 2,5 m.

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 Comparaison entre HOT2000 et la norme CSA-
 F280-12 : charges de conception
    Charges de refroidissement latentes (CRlat)
                                                                  F280-12
          Approche                                                                      Conditions
          Selon le rapport typique de chaleur sensible des climatiseurs                 Conditions par défaut
          -30 % des charges de refroidissement sensibles

                                                                 HOT2000
          Calcul détaillé                                                               •   Maisons de petite dimension ou bien
          - 67 Wlat/occupant                                                                isolées avec des taux de renouvellement
          - Infiltration et ventilation                                                     d’air relativement importants
               Débit × DHC × 3                                                          Ou
               À savoir :                                                               • Maisons avec des sources d’humidité
HOT2000        • DHC signifie « différence d’humidité de conception »                      inhabituelles
               • Le chiffre 3 est une approximation du produit de la densité de l’air
                    et de la chaleur latente associée à la vaporisation de l’eau

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Comparaison entre HOT2000 et la norme CSA-
F280-12 : charges de conception
 Charges de refroidissement négatives des sous-sols
  F280-12                 HOT2000
  Réglé à zéro            Soustrait de la capacité du système

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Calculs de la capacité
 Capacité de chauffage – Il existe une différence dans la façon dont la norme CSA-F280 traite
 l’efficacité des VRC. Il pourrait y avoir une petite différence dans le calcul de la capacité.
 Capacité de refroidissement – Il existe plusieurs différences entre HOT2000 et la norme CSA-
 F280.

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Conclusions
  La fonction première de HOT2000 est d’évaluer les émissions de GES et la consommation
  énergétique en gigajoules (GJ) à partir d’un grand nombre de variables, dont les gains et les
  pertes de chaleur.
  Les résultats présentés par HOT2000 pourraient être considérés comme une approximation
  de ceux que l’on obtiendrait avec la norme CSA-F280, puisque certains des algorithmes de
  calcul utilisés dans le cadre de la norme sont tirés de l’outil HOT2000 et les méthodes
  employées sont compatibles.
  Même si l’écart entre les résultats est faible, ces données ne remplacent pas les calculs de
  conception spécialisés. Ces calculs doivent être effectués par les entrepreneurs ou les
  installateurs en CVCA.
  En règle générale, les entrepreneurs en mécanique feront leurs propres calculs pour
  déterminer le dimensionnement du système à installer dans la maison en fonction des
  caractéristiques de l’enveloppe du bâtiment au moment de l’installation du système de CVCA,
  y compris les améliorations que les propriétaires se sont engagés à apporter avant
  l’installation du système.

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Critères de sélection des thermopompes à air dans le cadre de la
Subvention canadienne pour des maisons plus vertes
  Systèmes de thermopompe certifiés ENERGY STAR
  Le répertoire certifié de l’American Heating and Refrigeration Institute (AHRI) de l’Environmental
  Protection Agency (EPA) des États-Unis/Consortium for Energy Efficiency (CEE) a été utilisé comme
  référence pour recenser les thermopompes à air certifiées/homologuées ENERGY STAR (la version de
  mars 2021).
  Les listes de thermopompes à air certifiées ENERGY STAR ont ensuite été filtrées en fonction du statut
  actif et des critères d’admissibilité de rendement énumérés ci-dessous :
   Capacité de chauffage nominale totale minimale à 8,3 °C de 3,52 kW (12 000 BTU/h);
   Coefficient de performance de la saison de chauffage (CPSC) (zone climatique 4 de l’AHRI) ≥ 10;
   Seuls les produits énumérés comme étant vendus au Canada ou aux États-Unis et au Canada ont été inclus dans la
   liste.

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Critères de sélection des thermopompes à air pour climat froid
dans le cadre de La Subvention canadienne pour des maisons
plus vertes
  La liste du Northeast Energy Efficiency Partnership (NEEP) a été utilisée comme référence pour
  recenser les thermopompes à air pour climat froid homologuées (à partir de la version de
  mars 2021).
  Comme la liste pour les thermopompes à air pour climat froid du NEEP ne fournissait pas de
  renseignements sur les produits vendus au Canada, une note a été ajoutée aux critères
  d’admissibilité précisant que tous les produits doivent être achetés au Canada.
  La liste de thermopompes à air pour climat froid du NEEP a ensuite été filtrée davantage en
  fonction du statut actif et des critères d’admissibilité de rendement énumérés ci-dessous :
  a)   Capacité de chauffage nominale totale minimale à 8,3 °C de 3,52 kW (12 000 BTU/h);
  b)   CPSC (zone climatique 4 de l’AHRI) ≥ 10;

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Critères de sélection pour les thermopompes à air pour
climat froid (suite)
c)   Le compresseur doit être à capacité variable avec trois vitesses de fonctionnement distinctes
     ou plus, ou une vitesse à variation continue;
d)   Coefficient de performance (CP) de ≥ 1,8 à -15 °C (5 °F) (en fonctionnement à capacité
     maximale);
e)   Maintien de la capacité (capacité maximale de -15 °C [5 °F]/capacité nominale de 8,3 °C
     [47 °F]) ≥ 70 %.

REMARQUE : Dans l’éventualité où une thermopompe à air serait à la fois une thermopompe à air certifiée
ENERGY STAR et une thermopompe à air pour climat froid certifiée ENERGY STAR, celle-ci ne serait incluse
que dans la catégorie Thermopompes à air pour climat froid de la liste aux fins du calcul du montant de la
subvention.

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Dimensionnement pour toute la maison
    Les systèmes de thermopompe à air et de thermopompe à air pour climat froid sont destinés à
    alimenter toute la maison.
    a)   Une thermopompe est capable de distribuer de la chaleur dans toute la maison, qu’il s’agisse d’un
         système central ou sans conduits.
    b)   Dans le cas des systèmes sans conduits, un minimum de deux têtes intérieures est requis.
    c)   Aucune subvention n’est offerte pour les thermopompes qui ne desservent qu’une partie de la maison,
         par exemple, une seule pièce ou seulement une extension de la maison.
    Le système de thermopompe doit être dimensionné pour satisfaire à la majorité des besoins de
    chauffage de la maison sur une base annuelle, sans toutefois devoir y répondre en totalité.
   La conception devrait tenir compte des besoins en chaleur prévus après l’apport des autres
    améliorations écoénergétiques planifiées par les propriétaires (p. ex., améliorations visant
    l’enveloppe du bâtiment).

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Trousse d’outils pour le dimensionnement et la sélection des
thermopompes à air
                     Ressources naturelles Canada a mis au point un ensemble des
                     ressources concernant le dimensionnement et la sélection des
                     thermopompes à air à l’intention des concepteurs de systèmes
                     mécaniques et des entrepreneurs de travaux de rénovation.
                     Ces ressources sont conçues pour les aider à sélectionner et à
                     dimensionner les thermopompes à air pour climats canadiens dans les
                     applications résidentielles nouvelles et existantes (c.-à-d. les rénovations).
                     https://www.rncan.gc.ca/cartes-outils-et-publications/outils/outils-
                     modelisation/trousse-doutils-pour-le-dimensionnement-et-la-selection-des-
                     thermopompes-air/23561
                     Une nouvelle version (v1.1) peut désormais être téléchargée sur le site
                     Web de RNCan.

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Guide et outil pour thermopompe à air de
RNCan – Aperçu
 Option A : Accent sur le refroidissement
    Le client est principalement intéressé par le refroidissement.
    La capacité cible de la thermopompe à air est basée sur la charge de refroidissement, la production de
     froid de l’étage supérieur de la thermopompe à air correspondant à la plage de capacité de
     refroidissement visée (c.-à-d., 80 % à 125 % de la charge de refroidissement de conception).
 Option B : Équilibre entre chauffage et refroidissement
 •   Installations où le refroidissement et le chauffage sont tous deux importants.
 •   La capacité cible de la thermopompe à air est basée sur la production de froid de l’étage inférieur,
     laquelle se situe à l’intérieur de la plage de capacité de refroidissement visée.
 •   Ce critère mène à la sélection d’une unité de plus grandes dimensions afin que la thermopompe à air
     puisse fournir une plus importante partie de la charge de chauffage requise tout au long de l’année.

Guide et outil pour thermopompe à air de RNCan – Aperçu                                                                  22

(suite)
 Option C : Accent sur le chauffage
    La thermopompe à air est dimensionnée pour couvrir la majorité des besoins de chauffage d’un bâtiment sur une
     base annuelle, le rendement en matière de refroidissement étant d’intérêt secondaire.
    La capacité de chauffage visée de la thermopompe à air correspond à la charge de chauffage du bâtiment à -8,3 °C,
     de sorte que l’unité soit dimensionnée pour fournir la majeure partie du chauffage requis.
    Les systèmes hybrides (p. ex., un générateur d’air chaud à gaz jumelé à une thermopompe à air) sont également
     possibles dans le cadre de cette option du Guide.

 Option D : Thermopompe à air comme seule source de chauffage
 •   La thermopompe à air est dimensionnée en fonction des besoins de chauffage.
 •   Toutefois, avec l’option D, l’unité sera utilisée comme seule source de chauffage (un système de
     chauffage d’appoint pourrait quand même être requis dans certains cas).
 •   La capacité de chauffage cible de la thermopompe à air correspond donc à la charge de chauffage de
     conception du bâtiment à la température extérieure de conception pour le chauffage.

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Stratégies de dimensionnement de thermopompes à air pour l’initiative
Maisons plus vertes

  Option B : Équilibre entre chauffage et refroidissement – pour les lieux où
  la température extérieure de conception pour le chauffage est supérieure à -
  8,3 °C (p. ex., Victoria, Vancouver)
  Option C : Accent sur le chauffage

  Option D : Thermopompe à air comme seule source de chauffage

                Les options C et D conviennent à la majorité du territoire canadien, à l’exception de
                quelques villes de la côte ouest.

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Autres critères d’admissibilité pour les
thermopompes
 Les conseillers en efficacité énergétique doivent recommander chauffage des locaux
 comme possibilités d’amélioration écoénergétique.
  Les propriétaires peuvent choisir une thermopompe à air ou une thermopompe à air
  pour climat froid comme moyen d’améliorer l’efficacité énergétique.
 La thermopompe sélectionnée doit figurer sur la liste des thermopompes à air ou des
 thermopompes à air pour climat froid admissibles.
 Dans le cas des systèmes sans conduits (les systèmes biblocs et multiblocs), un
 minimum de deux unités de tête intérieures est requis et le système sans conduits doit
 être dimensionné afin de fournir de la chaleur à toute la maison.
 Dans le cas de systèmes biblocs munis d’une tête extérieure et d’une tête intérieure, il
 faudrait installer au moins deux systèmes biblocs pour être admissible à la subvention
 pour des maisons plus vertes, puisqu’un minimum de deux têtes intérieures est requis.

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Systèmes hybrides
 Les systèmes hybrides sont composés d’une thermopompe à air ou d’une thermopompe à air pour climat
 froid électrique et d’un générateur d’air chaud supplémentaire alimenté aux combustibles fossiles, le tout
 s’inscrivant dans le cadre d’une stratégie de contrôle optimisé unique.
 Le système de chauffage hybride a pour objectif d’exploiter la thermopompe à air comme système de
 chauffage principal et de passer au système d’appoint à gaz lorsque la capacité de la thermopompe à air est
 insuffisante ou lorsqu’il est avantageux de la faire sur le plan économique.

 Les systèmes hybrides peuvent être appropriés dans les situations suivantes :
    Les propriétaires veulent se servir de la thermopompe pendant les saisons intermédiaires et lorsque la température
     extérieure est plus douce, puis utiliser le générateur d’air chaud à gaz lors de températures très froides.
    Les propriétaires s’intéressent aux thermopompes en raison de leur efficacité énergétique, ont accès à des services de
     distribution de gaz à des tarifs relativement bas et aimeraient se munir d’un système biénergie pour la flexibilité qu’il
     offre.

 Seule la thermopompe à air ou la thermopompe à air pour climat froid électrique d’un système hybride est
 admissible dans le cadre de l’initiative Maisons plus vertes.

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Systèmes de thermopompe (existants et nouveaux)
 Scénario – Des propriétaires possédant déjà une thermopompe souhaitent
 ajouter des thermopompes supplémentaires à leur système pour qu’il
 distribue la chaleur à toute leur maison.
 La ou les thermopompes supplémentaires seraient admissibles à la
 Subvention pour des maisons plus vertes uniquement si elles sont
 recommandées par le conseiller ou la conseillère en efficacité énergétique et
 répondent aux critères de l’initiative.
  Le nouveau système de thermopompe admissible à la subvention doit comprendre un
  minimum de 2 têtes intérieures si le système installé est sans conduit.
  De plus, le nouveau système de thermopompe doit répondre à tous les autres critères
  d’admissibilité, notamment la capacité de chauffage nominale totale minimale à 8,3 °C de
  3,52 kW (12 000 BTU/h).

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Questions

© Sa Majesté la Reine du chef du Canada, représentée par le ministre des Ressources naturelles, 2021