La pompe à chaleur qui remplace la chaudière

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La pompe à chaleur haute température s’impose comme un sérieux concurrent à la chaudière classique. Attention néanmoins aux paramètres de fonctionnement avant de faire ce choix.

Pompe à chaleur et température de chauffage

La technologie pompe à chaleur fonctionne sur la base du cycle frigorifique. La PAC fournit la chaleur côté condenseur et l’absorbe côté évaporateur. La température récupérable côté condenseur monte en mode standard autour de 45°C. Ce niveau de températures convient au fonctionnement d’émetteurs basse température comme le plancher chauffant ou les radiateurs basse température. C’est pourquoi pour un bâtiment bien isolé de type BBC, basse consommation, avec de faibles besoins de chauffage, un tel niveau de température est suffisant et permet un confort physiologique de qualité et des économies d’énergie.

La pompe à chaleur dite haute température est une PAC qui peut monter jusqu’à 65°C. Comme toute pompe à chaleur le fonctionnement et le rendement sont à lier aux conditions extérieures. Pour être clair, une même pompe à chaleur peut présenter un COP de 3 par +7°C extérieur, alors que par -10°C le COP descendra à 2.
De même, l’incidence de la température de chauffage influe sur le COP : cette même pompe à chaleur qui présente un COP de 3 par +7° extérieur pour une température de chauffage de 45°C, présente un COP de 4 pour une température de chauffage de 35°C. Le couple « Température extérieure à 7°C – Température de chauffe de 35°C » est souvent pris comme base pour présenter, de la part des fabricants, des valeurs de COP et ce, en s’appuyant sur la norme européenne EN 14511 ; attention donc à cette valeur instantanée à ne pas confondre avec la valeur du COP global saisonnier ou annuel.


Pompe à chaleur en remplacement de chaudière

Le niveau de 60°C est important mais ne couvre pas les besoins de pointes des chaudières qui fonctionnent surtout pour des installations anciennes avec des régimes d’eau chaude maximum de 80 voire 90°C. Dans ce cas, la pompe à chaleur ne peut fonctionner qu’en relève de chaudière, la chaudière montant la température à 80°C voire 90°C pendant les jours de froid intense, et la pompe à chaleur ne commençant à fonctionner qu’à partir de températures extérieures plus clémentes, autour de +5°C.

Pour que la pompe à chaleur remplace une chaudière, il faut se positionner dans un des deux scénarios suivants :

  1. La pompe à chaleur est dite « PAC très haute température » et fournit de l’eau chaude à 80°C par une température extérieure de base, celle-ci pouvant être de -10° ou -20°C.
  2. La pompe à chaleur est une PAC haute température et produit de l’eau chaude à 60°C par exemple par -10°C. Ce qui couvre les besoins de chauffage de la construction, parce qu’une amélioration de l’isolation thermique (vitrages, isolation parois, plafond, plancher) permet de réduire les besoins et l’installation est ainsi compatible avec une eau chaude de moindre température.


La pompe à chaleur haute température

Au-delà de 45°C, la production d’eau chaude d’une pompe à chaleur utilise une technologie EVI (enhanced vapour injection) intégrée pour monter l’eau à 60°C ou 65°C. En fait, après le condenseur, une petite quantité du liquide frigorigène est prélevée. Détendue séparément, elle devient vapeur et est injectée pendant la phase de compression. C’est le phénomène d’injection de vapeur intermédiaire. La vapeur ainsi obtenue rafraîchit le compresseur et augmente la pression de condensation et la quantité de chaleur dans le condenseur sans utiliser d’énergie supplémentaire. Voilà pour la technique EVI bien connue désormais et intégrée dans les PAC haute température.

Pompe à chaleur pour chauffage et production d’eau chaude sanitaire



En contrepartie, la chute du COP qui reste encore un frein. Bien entendu à la température d’eau chaude de 60°C, le COP est plus proche de 2, voire 1,5 par un -10°C. Ce qui est toujours plus favorable qu’une émission de chaleur par électricité directe avec un rendement limité à 1 dû à l’effet Joule. N’oublions pas que, dès que la température extérieure est plus clémente, le COP va augmenter jusqu’à atteindre des valeurs jusqu’à 4 et plus (par +7°C extérieur et plus).

Cette pompe à chaleur haute température convient donc :

  1. Pour une construction BBC ne nécessitant pas de température élevée, 60°C pour ces émetteurs, qu’ils soient de type radiateurs ou plancher chauffant.
  2. Pour une installation nécessitant une eau plus chaude à 80°C par exemple, à condition que la pompe à chaleur soit installée en relève de chaudière.


La pompe à chaleur très haute température

C’est une pompe à chaleur de technologie particulière qui peut monter l’eau jusqu’à 80°C. Elle fonctionne sans appoint électrique avec un double circuit Inverter R410A – R134a – associés à des circulateurs Inverter. L’efficacité énergétique de cette pompe à chaleur permet d’obtenir des COP de 1,7 par -20°C pour de l’eau chaude à 80°C et progressent à 3 par +7°C pour eau chaude de chauffage régulée à 65°C.


Pompe à chaleur très haute température




source DAIKIN



Elle permet de couvrir le marché de la rénovation dans l’existant quand la température de chauffage doit atteindre irrémédiablement 80°C en pointe. Le marché cible est la rénovation de chaufferie produisant de l’eau chaude à 80°C, chaudière fioul, chaudière gaz, avec émetteurs radiateurs à eau chaude standards. Cette pompe à chaleur peut donc remplacer une chaudière. Cette application étant privilégiée dans les cas où seul un remplacement de générateur est envisageable.

Température des différents systèmes de chauffage



source DAIKIN

Il est évident que si, sur le plan thermique, une isolation des parois peut faire diminuer les besoins et la température d’eau chaude, alors une pompe à chaleur haute température ou fonctionnant à un régime plus bas de 45°C pourra être suffisant, et dans tous les cas apporter un meilleur bilan de consommation annuelle.

L’immeuble ou la maison est de type BBC
Alors une pompe à chaleur Inverter produisant de l’eau à 45°C ou une pompe à chaleur haute température (EC à 60°) conviendra pour un bilan énergétique acceptable.

L’immeuble ou la maison possède une mauvaise étiquette énergétique
Alors la solution d’amélioration consiste à mettre en œuvre une pompe à chaleur très haute température produisant de l’eau chaude à 80°C, ou bien installer une pompe à chaleur normale en relève de chaudière. Ce raisonnement valant pour la rénovation énergétique dans l’existant.



Sources et liens utiles
www.daikin.fr
www.ciat.fr
www.airwell.fr
www.afpac.org
Dossier "La pompe à chaleur gaz"



Pour en savoir plus, consultez le dossier
" LES SOLUTIONS DE CHAUFFAGE ELECTRIQUE "


Novembre 2010
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