Pompe à chaleur : vers la haute température

Pompe à chaleur haute température

Pourquoi la PAC haute température ? Aujourd’hui, le marché de la pompe à chaleur est si important que les industriels apportent le fruit de leurs recherches technologiques et proposent désormais des pompes à chaleur capables de produire de l’eau chaude à 65°, voire plus si nous attendons un peu. Cette orientation est d’autant plus importante que le marché de la rénovation et du remplacement des anciennes chaudières est énorme et concerne plusieurs millions d’unités ! Il est vrai que dans l’habitat neuf bien isolé, les émetteurs basse température comme le plancher chauffant ou les radiateurs basse température sont parfaitement compatibles avec une température classique de pompe à chaleur bien inférieure aux 65°C cités.

De plus, dans le neuf comme dans la rénovation, produire de l’eau chaude sanitaire à 55°C est un besoin important pour la maison, auquel ne répondaient pas les pompes à chaleur classiques souvent limitées à une température d’eau chaude de 40 ou 45°C. A cela, vous ajoutez les craintes dues aux risques de légionelles qui apparaissent à des températures d’eau chaude inférieures à 50°C, alors nous pouvons considérer que la pompe à chaleur haute température vient à point nommé.

Les frigoristes et thermiciens connaissent bien la pompe à chaleur et le cycle de Carnot. Comment ce cycle frigorifique peut-il ainsi être transformé ? Sans ennuyer le lecteur avec une technique trop poussée, disons que l’effet est un peu analogue à une turbo diesel par rapport à un diesel classique. 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.

Cette augmentation de la température de l’eau s’effectue schématiquement avec injection de gaz et une « deuxième compression ». La sollicitation du compresseur est ainsi augmentée et les septiques diraient que la durée de vie risque d’être diminuée. Si l’on transpose la comparaison au turbo diesel, nous nous apercevons que la fiabilité est bien restée au rendez-vous. Les pompes à chaleur haute température de constructeurs comme CIAT, AIRWELL, DAIKIN, … sont testées avec d’énormes précautions, et je ne pense aucunement que le moindre risque est pris.

Une précaution demeure : le dimensionnement
Et une vigilance à avoir : au niveau du COP


Exemple de PAC haute température. Evolution de la puissance de chauffage et du COP.

Pompe à chaleur avec un régime de température de 65°C.
Ce tableau montre deux indications majeures :

Résistance électrique d’appoint, pompe à chaleur en relève de chaudière.

Les kits pompe à chaleur avec ballons eau chaude sanitaire et module hydraulique présentent le plus souvent une résistance électrique d’appoint. Cela est d’autant plus important dans les départements très froids où il faut assurer une température de chauffage la plus chaude par des températures extérieures les plus froides. Comment assurer 65°C par –15°C extérieur avec un COP intéressant ? La résistance permet ainsi un appoint qui optimise le dimensionnement de la PAC et également une sécurité de chauffe.

Dans les zones froides, nous recommandons effectivement cette sécurité surtout dans le cas où la chaudière est complètement remplacée et où seule demeure la pompe à chaleur.

Dans les autres cas de rénovation et avec une chaudière ancienne mais encore viable, nous conseillons de conserver le chaudière existante qu'elle soit au fioul ou au gaz. Même ancienne, elle sera un générateur de secours et ne sera sollicitée que 10 à 20 jours, les plus froids dans l’année. Ainsi sa durée de vie sera peut entamée. Même si le rendement de la chaudière n’est pas optimisé, vous aurez néanmoins outre la sécurité, des consommations électriques en moins (pas de résistances électrique ni de pompe à chaleur sollicitée par grand froid).