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Conseils pour le fonctionnement efficace d’une pompe à chaleur

Son succès grandissant, la pompe à chaleur le doit à ses excellentes performances. En suivant les conseils suivants, libre à vous d’améliorer encore son rendement.

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Dans la famille des générateurs de chaleur, la pompe à chaleur est considérée comme l’un des plus performants. Toutefois, pour être à la hauteur de sa réputation, elle a besoin de remplir certaines conditions. C'est pourquoi nous vous dévoilons trois précieux conseils pour y parvenir.

Voilà une promesse tentante : Utiliser l’énergie gratuite de l’air, de la terre ou de la nappe phréatique à des fins de chauffage - qui pourrait y résister ? Ce n'est toutefois pas aussi simple : À l’investissement de départ vient s’ajouter le coût du courant nécessaire à alimenter le compresseur situé à l’intérieur de la pompe à chaleur. Ce n'est en effet que par le compresseur que la chaleur ambiante peut être amenée à la température de chauffage. Bon à savoir : Plus la différence de température entre la source d’énergie et le système de chauffage est grande, plus la pompe à chaleur consommera de courant - et moins elle sera performante.

La pompe à chaleur doit être rentable et les frais d'acquisition raisonnables

Très en vogue, les pompes à chaleur efficaces sont aussi durables et économiques. Les pompes à chaleur excellent dans la production de basses températures. Du fait de la diversité des variantes et des modèles, il vaut la peine de clarifier en amont les points suivants : Quelle est la source de chaleur disponible ? Quelle est la source d’énergie la plus appropriée ? Et quelles températures faut-il générer ?

“Plus la différence de température entre la source d’énergie et le système de chauffage est grande, plus ce dernier consommera de courant.”

C'est pourquoi l’efficience va dépendre aussi bien de la source de chaleur, de la température dans le circuit de chauffage que du dimensionnement des composants.

La bonne décision en trois étapes

Pour qu’une pompe à chaleur fonctionne de manière optimale, la première chose à faire consiste à choisir la bonne source de chaleur. Une pompe à chaleur air/eau est, certes, avantageuse à l’achat, mais en présence de températures extérieures majoritairement négatives, il vaudrait mieux miser sur les températures constantes de la géothermie ou envisager la combinaison avec un autre vecteur d’énergie.

Ensuite, il est particulièrement important de connaitre la température de l'eau qui doit entrer dans le système de chauffage (la bien-nommée «température de départ») . Bon à savoir : Plus l’isolation thermique d’une maison est performante et la surface du système de distribution vaste, plus la température de départ nécessaire sera basse.

Dernier point important, le dimensionnement optimal de la pompe à chaleur. Si elle est trop généreusement dimensionnée, la pompe à chaleur s’enclenche et s'arrête trop fréquemment, ce qui entraîne des coûts d’électricité inutiles. Un générateur de chaleur insuffisamment dimensionné s'avère tout aussi problématique. Le système fonctionne souvent à la limite de ses capacités. Lorsque les températures extérieures sont glaciales, il peut arriver que le chauffage flanche.

L’efficience de la pompe à chaleur est quantifiable

Le principe de fonctionnement de la pompe à chaleur est tout particulièrement intéressant. Le transport de chaleur est assuré par un fluide réfrigérant et un compresseur. Et c'est l’énergie électrique qui assure le processus de compression. La chaleur, en revanche, est livrée par un fournisseur - dans le cas d’une pompe à chaleur air/eau, c’est l’air extérieur. Cette technique s’est, depuis, révélée tellement efficace que même l’Office fédéral de l’énergie en recommande l’emploi.

Divers facteurs interviennent dans le calcul de la quantité de chaleur souhaitée par rapport à la puissance électrique appliquée. La différence de température entre l'espace intérieur et l'espace extérieur est cruciale. Le niveau de température du fournisseur de chaleur l'est tout autant. Le coefficient de performance (COP) désigne le rapport entre l’énergie consommée et l’énergie thermique fournie.

Exemple de calcul du COP : Si une pompe à chaleur d’une puissance de 8 kWh consomme 2 kWh de courant, le COP sera de 4. Les fabricants indiquent également le COP. Ce coefficient est calculé selon des normes standard. Signalons également l'existence du SCOP - le coefficient de performance saisonnier. Celui-ci est donné en fonction des différentes saisons de l'année.

Pour vous, propriétaires, le fonctionnement du COP est intéressant. Il ne coïncide, en effet, pas toujours avec la valeur indiquée. Il varie en fonction de plusieurs facteurs. Le niveau de température du fournisseur de chaleur joue un rôle important.

Avec une température extérieure de 12 degrés Celsius, une pompe à chaleur air/eau peut atteindre un COP de 4,5. En revanche, si la température extérieure chute à -10 degrés Celsius, le COP ne sera plus que 3,0. Et si la température de départ du chauffage est très élevée, la valeur COP va encore diminuer - pour tomber par exemple à 2,5.

À partir de là, il sera possible de calculer l’efficience et la consommation d’électricité. Avec un COP de 4,5 et une demande thermique de 20 kWh, le générateur de chaleur utilisera quelque 4,44 kWh de courant. Si le COP chute à 2,5, la pompe à chaleur aura alors besoin de 8,0 kWh d’électricité pour produire la même énergie calorifique.

Assortir l'accumulateur tampon et les autres composants à la demande d’énergie thermique

Pour qu’un générateur de chaleur fonctionne avec toute l'efficacité requise, le dimensionnement correct de chaque composant du système est essentiel. Pas uniquement pour la puissance du générateur de chaleur lui-même. Il s'agit, en effet, bien plus de réaliser un dimensionnement cohérent de tous les éléments de l’installation.

Les pompes à chaleur fournissent de l’énergie en permanence. Sur ce plan, elles se différencient des chaudières à gaz et à mazout qui ne fonctionnent que sur de courtes périodes. Elles produisent donc d’énormes quantités de chaleur. Un accumulateur de chaleur suffisamment grand (ce qu’on appelle «accumulateur tampon») par rapport au générateur de chaleur va, ici, assurer l’équilibrage.
 
Un avantage particulièrement apprécié durant les journées glaciales. En effet, l’accumulateur permet de combler la demande plus importante en énergie thermique. Faute de quoi, il pourrait être nécessaire d’installer un second générateur de chaleur dans la maison pour soutenir le système principal. Une solution peu pratique et inutilement onéreuse. Un accumulateur thermique plus généreux remplit la même fonction, tout en offrant un meilleur confort et une meilleure rentabilité.

Choisir les corps de chauffe en fonction de la pompe à chaleur

L’efficience de la production de chaleur dépend en grande partie des corps de chauffe utilisés dans la maison. Une rénovation peut servir de base pour aborder ce point.

Une pompe à chaleur tire avantage des températures de départ basses. Dans les systèmes de corps de chauffe conventionnels (autrement dit les radiateurs), la température de départ est toutefois relativement haute. Dans un bâtiment ancien, elle peut parfois atteindre 90 degrés Celsius. Un système à condensation permet d'abaisser la température de départ jusqu’à 45 degrés.

La combinaison d’un chauffage de sol et d’une pompe à chaleur air/eau UltraSource B comfort C se révèle plus efficace encore. Avec un chauffage au sol, la température de départ se situe entre 30 et 40 degrés Celsius. La combinaison d’un générateur de chaleur et d’un chauffage de sol assure un rendement nettement supérieur qu’avec tout autre corps de chauffe.

L’efficience dépend tout autant de la température de retour

Dans un circuit de chauffage, il y a la température de départ, mais aussi la température de retour. Elle définit la température de l'eau de chauffage lorsqu’elle revient dans le générateur de chaleur. Du fait qu'elle cède sa chaleur dans la maison, la température de retour est toujours inférieure à la température de départ.

Dans la production de chaleur, plus l’écart entre la température de départ et de retour est faible, plus le système peut travailler avec régularité et efficacité. Ici aussi, le chauffage de sol est un partenaire idéal. La plupart du temps, la différence entre la température de départ et la température de retour est de 10 degrés environ. Avec d'autres variantes, notamment les radiateurs classiques, la différence va passer à 15 degrés, voire plus.

Le choix de la source de chaleur influe sur l'efficience de la pompe à chaleur

Le système produit de l’énergie pour le chauffage à partir d’un fournisseur de chaleur spécifique. Dans une pompe à chaleur air/eau UltraSource B comfort C, ce fournisseur est l'air à l'extérieur de la maison. Quant à la pompe à chaleur saumure/eau UltraSource T comfort, elle utilise la chaleur de la terre. C'est la raison pour laquelle les pompes à chaleur saumure/eau disposent de capteurs enfouis dans le sol.

Dans ces deux types de producteurs de chaleur, le COP cité précédemment joue un rôle prépondérant. Leur efficacité et le COP dépendent de la température du fournisseur de chaleur et de la différence par rapport à la température au sein de l'accumulateur thermique. Si la source d’énergie est la terre, comme c’est le cas pour la pompe à chaleur saumure/eau UltraSource T comfort, la température disponible toute l’année est relativement stable grâce aux couches isolantes du sol. Elle se situe généralement autour de 12 degrés Celsius.

Il en va tout autrement avec la pompe à chaleur air/eau UltraSource B comfort C. Du fait qu'elle extrait son énergie de l'air, la température extérieure exerce une influence directe sur le COP. Durant les périodes froides, le COP chute, ce qui impacte l’efficience. Vivre dans une région froide, où les températures extérieures descendent très fréquemment en dessous de -15 degrés Celsius exige un système plus performant pour la production de chaleur, soit une pompe à chaleur saumure/eau.

Accroitre l’efficience d’une pompe à chaleur air/eau avec un puits canadien

Avec une pompe à chaleur air/eau UltraSource B comfort, il est possible de compenser l’inconvénient d’un COP bas durant les périodes les plus froides de l'année. Pour cela, le système dit du puits canadien est idéal. Cette solution n'est cependant praticable que si le jardin offre suffisamment de place pour des travaux d'excavation et de terrassement. Dans les faits, les Romains utilisaient déjà cette technique pour climatiser leurs habitations

Un puits canadien est un dispositif destiné à préchauffer le fournisseur de chaleur de la pompe. Comme mentionné précédemment, la pompe à chaleur air/eau UltraSource B comfort utilise l'air environnant pour produire de l’énergie thermique. Durant la saison froide, le producteur de chaleur est confronté à des différences de températures particulièrement élevées.

Un puits canadien permet d’amener l'air environnant jusqu’à la pompe à chaleur en passant par une longue conduite enterrée. Du fait que, même au plus fort de l’hiver, la température sous terre reste relativement tempérée, l’air se réchauffe en la traversant. L'air qui parvient à l’échangeur de chaleur est donc préchauffé. D’où un fonctionnement plus efficace grâce à un COP plus élevé et une baisse franche de la consommation d’électricité par le générateur de chaleur.

La conception du puits canadien dépend du besoin en air de la pompe à chaleur. En principe, on compte une longueur sous terre de trois à cinq mètres par 100 mètres cubes de volume d’air par heure. Les besoins en air d’une pompe à chaleur air/eau peuvent atteindre 3000 mètres cubes par heure.

Le puits canadien est installé à une profondeur variant entre 250 et 300 centimètres. Grâce aux tuyaux de drainage, l’air transitant sous terre arrive propre à la pompe à chaleur. Les tuyaux sont disposés en étoile ou en méandre, ce qui optimise nettement la place à disposition.

Par ailleurs, le puits canadien présente d’autres effets secondaires positifs. En été, il fonctionne en sens inverse. Alors que la température extérieure est élevée, la terre reste bien fraîche. En cas d’utilisation de la pompe à chaleur pour refroidir la maison en été, la pompe va aspirer de l’air pré-refroidi. Dans ce cas également, plus l’écart entre les températures est faible, plus la pompe à chaleur est efficiente.

Une maintenance régulière du producteur de chaleur est garante de son efficacité

Par rapport à d’autres générateurs de chaleur, la pompe à chaleur nécessite très peu de maintenance. Une maintenance et un contrôle à intervalles réguliers sont toutefois nécessaires.

Le système vous exprimera sa reconnaissance en fonctionnant de manière fiable et en assurant un rendement élevé. C'est également un bon moyen d'accroitre l'efficacité de votre pompe à chaleur.

Vous pouvez tout à fait effectuer vous-même certains contrôles et entretiens. D'autres doivent impérativement être confiés à une entreprise spécialisée. Parmi les examens simples, citons le contrôle et le nettoyage des filtres et de l’échangeur de chaleur. 

La pompe à chaleur air/eau UltraSource B comfort C dispose d’un échangeur de chaleur dans l’unité extérieure. C'est là que se passe l’échange avec l’air ambiant. Il est par conséquent essentiel que l'appareil soit parfaitement propre. C'est ce qui garantit un échange de chaleur optimal. Les feuilles se plaisent tout spécialement à boucher les canaux d'air et les ailettes de refroidissement, ce qui affecte l’efficacité du générateur de chaleur. Un contrôle et un nettoyage réguliers permettent de pallier ce désagrément.

Le contrôle visuel des composants mécaniques fait également partie des opérations que le propriétaire peut exécuter lui-même. Cependant, si vous découvrez un défaut ou si votre appareil émet un bruit inhabituel, il vaut mieux faire appel à un professionnel.

Maintenances effectuées par des techniciens frigoristes

Les autres opérations de maintenance exigent des connaissances spécifiques. C'est la raison pour laquelle elles sont exclusivement exécutées par des professionnels formés à cet effet. Prenons l'exemple du circuit du fluide réfrigérant. Dans ce cas, il est essentiel de contrôler si la pression répond encore aux spécifications. Le réfrigérant en quantité insuffisante dans le circuit oblige le système à travailler davantage. Ce qui va diminuer son rendement et utiliser davantage de courant.

Vérifier le bon fonctionnement de l’électronique et de la commande constitue un autre point important. Une pompe à chaleur moderne est un système complexe. Les paramètres de la régulation servent à assurer un fonctionnement optimal et efficace. Les erreurs ou les écarts sont enregistrés dans la mémoire des erreurs. Seul un spécialiste éprouvé saura les lire et procéder aux éventuelles corrections.

Ces travaux de maintenance sont effectués au maximum une fois par an. Ou dès que vous remarquez que le système ne travaille pas comme à son habitude. Une maintenance réalisée par un spécialiste permet de garantir un rendement optimal du générateur de chaleur. Le système fonctionne efficacement et consomme peu d’énergie.

Les opérations suivantes font partie de la maintenance régulière d’une pompe à chaleur :

  • Nettoyer les filtres
  • Débarrasser l’unité extérieure de la poussière et d’autres salissures
  • Vérifier les composants mécaniquesContrôler le fluide réfrigérant
  • Contrôler les soupapes de sécurité et les pompes de circulation
  • Vérifier la régulation et la commande électronique
  • Nettoyer l’évaporateur et le dispositif d’évacuation du condensat
  • Test fonctionnel du vase d’expansion
  • Nettoyer le filtre dans le circuit de chauffage

 

Droit au but avec le bon partenaire

Il est essentiel de demander conseil en amont et, pour cela, le mieux est de s’adresser à un expert. Il est tout aussi important de coordonner précisément la puissance de la pompe à chaleur et la demande de chaleur, avec l'aide d’un planificateur ou d’un installateur compétent. De se servir d’un accumulateur tampon. Et de ne pas oublier d’effectuer un contrôle et une maintenance une fois par an.

Forte de plus 40 ans d’expérience dans le secteur des pompes à chaleur, Hoval propose une gamme complète d'appareils pour tous les types de bâtiments - de la maison familiale à l’objet de grande dimension. Une rénovation ou une maison neuve en vue ? Appuyez-vous sur l'expertise d’un spécialiste afin de choisir le bon vecteur d’énergie pour votre solution de chauffage ou de climatisation : C’est le moyen le plus sûr de disposer d’une solution à la fois rentable, économique et écologique.

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