Comparatif pompe à chaleur. Géothermie ou Aérothermie

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Disposez-vous d'un jardin ? Quel est votre budget d'investissement chauffage ? Quelles économies d'énergie voulez-vous faire. Voici les questions de base qu'il faut de poser.

Les principes de géothermie et d'aérothermie


Aérothermie
aérothermie Le caisson dit évaporateur avec son compresseur est extérieur. Il puise les calories gratuites de l'air pour les multiplier via un compresseur électrique.



Géothermie

Géothermie Géothermie Géothermie


Les solutions de géothermie captent l'énergie dans le sol, le sous-sol ou via une nappe phréatique.

Comparativement aux solutions ci-dessus de géothermie, l'aérothermie possède l' inconvénient d' un coefficient de performance inférieur à des solutions géothermiques de pompe à chaleur sol/eau ou eau/eau.
En effet, l'aérothermie puisant ses calories dans l'air, elle est plus appropriée dans des régions à climat tempéré soit avec des températures extérieures supérieures à +5°. Tout simplement car le coefficient de performance en-dessous de ces températures entraîne des dégivrages sources de pertes de rendements COP.




L'efficacité énergétique de la pompe à chaleur en quelques mots

Elle dépend du type d'installation et de son expression réelle au travers du rendement de la pompe à chaleur appelé COP ou coefficient de performance. Encore faut-il bien définir ce qu'est le COP car il peut évoluer dans l'année et peut de ce fait varier du simple au double.

Courbe de chauffage avec énergie d'appoint
car à ces températures basses la PAC est moins performante


pompe à chaleur et chaudière

Cette énergie d'appoint est fournie le soir par une chaudière (pompe à chaleur en relève de chaudière) ou par une résistance électrique (fonctionnement beaucoup moins recommandé).

Attention comme pour les rendements de chaudière, il y a différents type de COP en fonction des conditions d'utilisation de la pompe à chaleur, en fonction de la technique utilisée, géothermie ou aérothermie, et de la prise en compte globale de l'installation et non uniquement de la machine pompe à chaleur.

Voici en synthèse le type de COP système de chauffage que nous pouvons obtenir à l'année
pour 3 types de pompes à chaleur produisant de la chaleur à des fins de chauffage

Géothermie
PAC EAU / EAU

Géothermie
PAC SOL / EAU

Aérothermie
PAC AIR / EAU

C.O.P. chauffage

3, 40

3

2,10


Le COP est le coefficient de performance ou le rendement d'une pompe à chaleur. C'est le rapport entre la puissance thermique de chauffage et sa consommation électrique.
Le COP peut aller jusqu'à 5 sur les pompes à chaleur géothermiques. Cela signifie que pour 1 kW d'électricité consommée, l'énergie de chauffage sera de 5 kW de chaleur. Les systèmes les plus performants ont des COP de 6, avec des pompes à chaleur eau/eau. Les pompes à chaleur air-air ou PAC air/air ou PAC air/eau sont moins performants, et délivrent des COP variant de 2 à 3,5.
Le COP dépend de plusieurs paramètres notamment des températures de fonctionnement .Il y a donc différentes définitions des différents COP : en termes de performance énergétique, les types de COP sont à distinguer en matière de pompe à chaleur.

  • Le COP machine qui représente l'énergie de chauffage produite par la PAC sur l'énergie électrique absorbée par la PAC par le compresseur et les auxiliaires non permanents. Le COP machine étant définit suivant la NF EN 14511 avec pour une pompe à chaleur aérothermique, des valeurs T extérieure de +7° et température d'eau chaude de +35°.
  • Le COP système de chauffage qui représente l'énergie de chauffage fournie par la PAC/ énergie électrique consommée par la PAC, + les auxiliaires permanents + l'appoint électrique (en énergie directe ou en dégivrage hiver).
  • Le COP annuel qui représente la valeur en termes d'intégrale moyenne du COP système de chauffage durant toute la saison de chauffe, ou durant toute l'année (si production d'ECS et/ou PAC piscine).


Définition des auxiliaires pompe à chaleur : ils représentent tous les éléments de la pompe à chaleur consommant de l'énergie électrique autres que le compresseur, soit ventilateurs, pompes, et autres équipements électriques permettant la fourniture de chaleur utile. On distingue les auxiliaires non permanents, les auxiliaires dont le fonctionnement est asservi à celui de la pompe à chaleur, (exemple résistance de dégivrage, ou autres ventilateurs et pompes internes à la pompe à chaleur), et les auxiliaires permanents, ce sont ceux qui fonctionnent en continu pendant la saison de chauffe, indépendamment du compresseur comme les circulateurs chauffage et les régulations consommant de l'énergie électrique.



Comparatif pompe à chaleur selon la technique aérothermie ou géothermie

Voici un tableau complet permettant de connaître les coûts et avantages des différentes solutions de pompes à chaleur qu'elles soient pour une application en géothermie ou plus simplement en aérothermie.


AEROTHERMIE


GEOTHERMIE

POMPE A CHALEUR air extérieur / eau air extérieur / air
ou air extrait / air neuf
sol / sol
ou sol / eau
eau glycolée / eau
ou eau / eau
Coût Investissement
de 80 € à110 € TTC par m² (chauffé et rafraîchi)

Fonctionnement
de 2,5 € TTC par m² / an à 3,7 € TTC par m² / an

Pac seule :
12 000 € TTC

Investissement
de 60 € à 90 € TTC par m² (chauffé et rafraîchi)

Fonctionnement
de 2 ,5 € TTC par m² / an
à 3,7 € TTC par m² / an

Pac seule :
6 000 € TTC

Investissement
de 70 à 100 € TTC par m² chauffé, hors ECS et rafraîchissement

Fonctionnement
de 2 ,3 € TTC par m² / an à 3,5 € TTC par m² / an.

PAC seule :
12 000 € TTC
(sol/sol)
14 000 € TTC
(sol/eau)
Investissement
- systèmes à capteurs horizontaux, de 85 € TTC par m² chauffé (option chauffage) à 135 € TTC par m² chauffé (option chauffage et rafraîchissement)

- systèmes à capteurs verticaux, de 145 à 185 € TTC par m² chauffé
- systèmes sur eau de nappe, 80 à 130 € TTC par m² chauffé

Fonctionnement :
de 2 ,3 à 3,5 € TTC par m² / an.

PAC seule :
15 000 € TTC
Appoint Toujours intégré au système, peu ou pas utilisé dans les systèmes les plus performants, nécessaire pour les autres Toujours nécessaire Pas nécessaire Pas nécessaire
Eau chaude sanitaire Préchauffage et production possibles
chauffe eau thermodynamique
dédié à l'ECS
Non conçu pour produire de l'eau chaude sanitaire Production possible Production possible
Rafraîchis-
sement
Possible (sauf si les émetteurs sont des radiateurs) et bien maîtrisé Possible et bien maîtrisé Pas possible sur plancher chauffant, possible avec des unités à détente directe Possible (sauf si les émetteurs sont des radiateurs) et bien maîtrisé
Avantages Système simple, coût limité
Utilisable en appartement à chauffage individuel
Peu de fluide frigorigène, confiné dans la PAC
Adaptation possible à un réseau de chauffage central existant
Utilisable en appartement à chauffage individuel
Couplage avec la VMC
Pour les PAC air extrait/air neuf
Système simple, coût limité pour du géothermique
adaptée aux climats rigoureux
Existence obligatoire d'un avis technique du
CSTB (pompe sol/sol)
Adaptée aux climats rigoureux
peu de fluide frigorigène, confiné dans la PAC
Adaptation possible à un réseau de chauffage central existant
Inconvénients Exiger des modèles particulièrement performants dans les climats rigoureux
Vérifier le niveau de bruit développé par la PAC
N'assure pas la production d'eau chaude sanitaire
Nécessite le passage d'un réseau de gaines de soufflage de l'air (dans un faux-plafond ou des combles, accessibles pour les besoins de l'entretien)
N 'assure pas la totalité du chauffage pour les PAC air extrait/air neuf
Systèmes à capteurs horizontaux seulement
Quantité importante de fluide frigorigène Mise en oeuvre (surtout pour la pompe sol/sol)
Exiger une solide expérience de l'installateur
pour la PAC sol/sol, technologie de plancher spécifique
Système plus coûteux qu'une PAC sol/sol ou sol/eau
Pour les PAC à capteurs verticaux ou sur eau de nappe :
exiger une solide expérience de l'installateur et du foreur
Démarches et autorisations à envisager
Coût élevé des forages
COP chauffage
2,1
2
3
3,4



Sources et liens utiles

www.ciat.fr
www.daikin.fr
www.xpair.com
Chronique « Chauffe-eau thermodynamique, seul le COP global compte »
Chronique « Chauffe-eau thermodynamique, le guide pro »



Pour en savoir plus, consultez le dossier
" POMPE A CHALEUR ET GEOTHERMIE "


Février 2011
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