Faire fonctionner sa pompe à chaleur de la manière la plus efficace sur le plan énergétique

On reproche souvent à la pompe à chaleur d'être trop énergivore et de faire gonfler la facture d'électricité, ce qui en ferait une alternative équivalente à la chaudière à condensation. Pour en tirer le meilleur parti, il est donc très important que la pompe à chaleur fonctionne de la manière la plus efficace possible sur le plan énergétique. Mais qu'est-ce qui détermine sa consommation d'énergie et comment la minimiser? Et comment en tirer le meilleur parti en fonction du tarif de capacité?

Causes de la consommation

Quels sont les éléments qui consomment de l'énergie?

Il existe différents types de pompes à chaleur électriques. Dans cet article, nous nous intéresserons à la pompe à chaleur classique air-eau et à la pompe à chaleur sol-eau ou pompe à chaleur géothermique.

Le compresseur

Le compresseur est le plus gros consommateur d'une pompe à chaleur. Il comprime les vapeurs du fluide frigorigène, ce qui augmente la pression et la température. Plus la différence de température entre la source et la sortie est importante, plus le compresseur doit travailler et plus la pompe à chaleur consomme d'électricité.

Une pompe à chaleur dont la température de la source est stable, comme une pompe à chaleur géothermique, a un meilleur rendement. Pour les pompes à chaleur dont la température de la source est variable, comme les pompes à chaleur air-eau, le rendement dépend évidemment de la température extérieure.

Le circulateur

Par ailleurs, le circulateur a également un impact sur la consommation globale d'énergie. Les circulateurs intégrés doivent, conformément aux directives de l'UE, atteindre une certaine efficacité. Outre ce rendement, des éléments tels que la consommation en mode veille sont également pris en compte lors de la détermination de l'étiquette énergétique d'une pompe à chaleur.

La résistance électrique

De nombreuses pompes à chaleur sont équipées d'un dispositif de secours supplémentaire, la résistance électrique. Celle-ci permet à la pompe à chaleur de continuer à fournir suffisamment de chaleur lorsque le mercure extérieur descend en dessous de la température de calcul (par exemple -5 °C).

Une résistance peut également être utilisée pour augmenter la température de l'eau chaude sanitaire. La résistance permet d'augmenter la température de l'eau jusqu'à 58-60 °C. Il est clair que la résistance électrique peut avoir un impact significatif sur l'efficacité dans son ensemble. Il est donc important de dimensionner et de programmer soigneusement la pompe à chaleur pour minimiser l'utilisation de la résistance.

NIVEAU E
Dans le passé, une pompe à chaleur dotée d'une résistance électrique était inexorablement pénalisée dans le calcul du niveau E de l'habitation. Aujourd'hui, ce n'est plus le cas. Si la pompe à chaleur est correctement choisie en fonction des pertes de chaleur, la consommation supplémentaire de cette résistance électrique reste dans les limites. Toutefois, la résistance électrique reste pénalisée si le calcul montre que la capacité de la pompe à chaleur n'est pas suffisante pour chauffer la maison.

Facteurs externes

Température

Nous avons déjà mentionné le fait que le compresseur doit travailler davantage lorsque la différence entre la température de la source et la température de sortie est élevée. Il est donc très important de maintenir cette différence de température aussi basse que possible.

Dans le cas d'une pompe à chaleur géothermique, il est important que les puits soient correctement dimensionnés. Selon la région, l'énergie disponible dans le sous-sol est plus ou moins importante. Le foreur de puits sait où et à quelle profondeur cette énergie est disponible. L'écoulement des eaux souterraines et la composition du sous-sol sont importants. Dans le cas des pompes à chaleur air/eau, la disposition de l'unité extérieure est très importante. Le recyclage de l'air doit être évité.

Il va de soi qu'une pompe à chaleur fonctionne le plus efficacement avec des systèmes de chauffage à basse température, tels que le chauffage par le sol. Bien entendu, l'importance d'une d'une bonne isolation de votre maison ne doit pas non plus être sous-estimée. En effet, les systèmes de chauffage à basse température ne fonctionnent de manière optimale que lorsque les pertes de chaleur sont minimes.

L'utilisation

Un facteur évident, mais souvent sous-estimé, de l'efficacité énergétique d'une pompe à chaleur est l'utilisation que vous en faites. Le système peut être aussi efficace que possible, mais si vous réglez votre thermostat sur 25 °C au lieu de 20 °C, ou si vous prenez cinq douches par jour, pour ainsi dire, la consommation d'énergie sera logiquement plus élevée.

La distance entre l'unitée interieure et l'unité extérieure

Un autre facteur environnemental qui influence l'efficacité d'une pompe à chaleur air/eau est la distance entre les unités intérieure et extérieure (dans le cas d'un système split). Plus elles sont proches, moins il y a de distance entre les tuyaux et moins il y a de pertes de chaleur. Jusqu'à une longueur de tuyau de 5 m environ, cette perte de chaleur est négligeable. Au-delà, elle augmente rapidement.

Il appartient à l'installateur de maintenir cette distance aussi faible que possible, en fonction de questions esthétiques ou de jonctions pratiques telles que le bruit que peut produire une unité extérieure. En outre, le professionnel doit utiliser des tuyaux de refroidissement bien isolés. La distance maximale recommandée entre les deux unités est de 30 m, en tenant compte d'une perte d'efficacité d'environ 10%.

Le dégrivage de l'unité extérieure

Les pompes à chaleur split présentent un facteur de consommation supplémentaire pendant une certaine période de l'année, à savoir le dégivrage de l'unité extérieure. À une température extérieure d'environ 2 °C, l'air contient beaucoup d'humidité. Cette humidité frappe l'unité extérieure et lorsque la température descend en dessous de zéro, l'unité extérieure gèle.

La pompe à chaleur peut la dégeler elle-même en inversant son circuit de refroidissement et en extrayant la chaleur de la maison. Cette chaleur peut provenir du réservoir de la chaudière ou du chauffage par le sol. Cette dernière option est plus efficace car elle fait appel à de la chaleur à basse température générée auparavant avec un rendement élevé.

SCOP ET SPF
L'efficacité d'une pompe à chaleur peut être exprimée de différentes manières, le SCOP et SPF, ou coefficient de performance saisonnier, étant particulièrement pertinent. Pour en savoir plus, cliquez ici.

Dimensionnement

Lors du dimensionnement du système de pompe à chaleur, les facteurs précédents doivent donc être pris en compte.

Calcul des pertes de chaleur

Le calcul des pertes de chaleur est un calcul effectué pour déterminer la puissance nécessaire de la pompe à chaleur sur la base de différents aspects structurels de la maison. Il s'agit principalement des pertes de chaleur par transmission (à travers le toit, les fenêtres, les sols et les murs) et par ventilation, y compris la capacité de chauffage le cas échéant. L'objectif est de déterminer la taille optimale du système afin qu'il puisse fonctionner efficacement et fournir suffisamment de chaleur pour maintenir une pièce à la température souhaitée.

Le calcul des pertes de chaleur (toujours effectué par un professionnel, bien entendu) est toujours réalisé en tenant compte des conditions les plus extrêmes, comme une température extérieure de -10 °C alors qu'une chaleur maximale est requise dans toutes les pièces de la maison. Dans notre climat, il n'est pas opportun de faire dépendre le choix de la pompe à chaleur de ces conditions. En effet, la plupart du temps, la température extérieure est supérieure à 10 °C.

Il est conseillé de choisir une pompe à chaleur légèrement plus petite afin que l'unité puisse fonctionner aussi efficacement que possible pendant la saison morte. Bien que la résistance électrique doive intervenir plus souvent en hiver, le léger surcoût l'emporte souvent sur les gains d'efficacité à la mi-saison.

Pompes à chaleur modulantes

De nos jours, les pompes à chaleur air-eau - et de plus en plus les pompes à chaleur géothermiques - sont souvent modulantes. Une pompe à chaleur modulante n'a pas besoin de réservoir tampon et fonctionne de manière beaucoup plus régulière qu'une pompe à chaleur qui est constamment allumée et éteinte. Cela réduit également l'usure des composants. Le dimensionnement reste donc important, mais l'impact est réduit par les pompes à chaleur modulantes.

Contrôle de la pompe à chaleur

Programmation intelligente

Comme pour une chaudière classique, une programmation intelligente est également importante pour les pompes à chaleur afin d'éviter toute consommation d'énergie inutile. En particulier en combinaison avec des panneaux solaires des économies considérables peuvent être réalisées en faisant fonctionner la pompe à chaleur à des moments où les panneaux produisent beaucoup d'électricité.

En fonction des conditions météorologiques

Il existe également des commandes standard dépendant des conditions météorologiques, dans lesquelles un capteur mesure la température extérieure pour faire fonctionner la pompe à chaleur. Une prochaine évolution possible serait que la température ne soit plus mesurée par un capteur externe, mais qu'elle soit transmise en ligne par le serveur du fabricant.

REFRIGÉRANTS
On peut s'attendre à ce que les réfrigérants deviennent encore plus efficaces. Cela contribuera également à l'efficacité énergétique globale d'une pompe à chaleur.

Qu'en est-il du tarif de capacité

Depuis l'introduction du tarif de capacité au début de l'année 2023, les coûts du réseau (en Flandre) sont calculés en grande partie sur la base de la consommation de pointe, plutôt que sur la base des kWh consommés. Ceux qui étalent leur consommation seront mieux lotis sur une base annuelle avec ce nouveau tarif.

Le principal problème est de faire fonctionner une pompe à chaleur aux moments opportuns. Tout d'abord, l'utilisation de votre propre énergie photovoltaïque pour alimenter la pompe à chaleur sera de toute façon bénéfique. En outre, les options de programmation intelligente deviendront de plus en plus un facteur décisif dans le choix d'un système à l'avenir. En outre, les fabricants s'efforcent d'obtenir un fonctionnement constant à faible consommation d'énergie.

Une autre option - si elle est pratique et réalisable sur le plan budgétaire - consiste à installer une pompe à chaleur avec un réservoir tampon, de sorte qu'une partie de l'énergie puisse être stockée en vue d'une utilisation ultérieure. De plus, en cas d'utilisation d'une chaudière d'eau chaude sanitaire (ECS), il est préférable de prévoir un réservoir d'ECS à basse température et de grand volume (300 ou 400 litres).

Source: Sanilec Magazine