Pompe à chaleur hybride: une solution intermédiaire pratique?
Le chauffage avec une pompe à chaleur ne va pas de soi dans toutes les habitations car il faut d'abord que l'enveloppe du bâtiment soit suffisamment isolée. Un système de pompe à chaleur hybride peut offrir une solution provisoire, en attendant une rénovation complète. De cette manière, l'énergie est économisée et les émissions de CO₂ diminuent.
QU'EST-CE QU'UNE POMPE À CHALEUR HYBRIDE?
Une pompe à chaleur hybride est une combinaison d'une pompe à chaleur et d'une seconde source de chaleur. Il peut s'agir d'une chaudière à combustible, mais aussi d'une chaudière électrique ou même d'un chauffage urbain/réseau de chaleur. Une pompe à chaleur hybride 'pur sang' combine les deux fonctions dans un seul boîtier. Cet appareil peut alors chauffer la maison, et éventuellement l'eau chaude, de trois manières: avec la fonction pompe à chaleur, avec la fonction chaudière ou avec une combinaison des deux. Ce fonctionnement n'est pas comparable à celui d'un système bivalent, où les deux dispositifs ne fonctionnent jamais simultanément.
fonctionnement
En fonction des prix de l'énergie ou du facteur CO₂ du gaz, du gasoil et de l'électricité, et en tenant compte des températures extérieures, la pompe à chaleur hybride utilise un contrôle intelligent, qui estime quelle source d'énergie a la plus grande efficacité ou la plus faible émission sur le moment. Par exemple, si la demande de chaleur est trop élevée ou la température extérieure trop basse, la chaudière entre en action. Dans d'autres cas, la pompe à chaleur est le générateur de chaleur approprié. Les deux générateurs de chaleur peuvent également fonctionner simultanément.
Dans une disposition bivalente, la pompe à chaleur est toujours le générateur de chaleur primaire, les autres appareils étant alors désignés comme générateurs de chaleur secondaires. Le premier générateur de chaleur fonctionne selon la courbe de chauffe à une température extérieure déterminée, par exemple +16 °C, jusqu'au point de bivalence sur cette même courbe de chauffe, par exemple +5 °C. Ensuite, le deuxième générateur de chaleur prend le relais ou intervient. Cela peut se faire via la courbe de chauffe, mais aussi en fonction du prix de l'énergie ou de l'impact CO₂.
A partir du point de bivalence, il y a deux options:
- pompe à chaleur et deuxième générateur de chaleur
- uniquement le deuxième générateur de chaleur
Eau chaude sanitaire
La fonction eau chaude sanitaire est prioritaire. Le système fonctionne comme nous l'avons vu plus haut, à la différence qu'aucune température de départ n'est fixée. Si un traitement antilégionellose est demandé ou exigé, c'est le deuxième générateur de chaleur qui est utilisé à cet effet. Pour l'eau chaude sanitaire, il faut un ballon de stockage. Sinon, l'eau chaude sanitaire est fournie par la chaudière (production semi-instantanée).
Une pompe à chaleur hybride est particulièrement intéressante dans les maisons qui n'ont subi qu'une rénovation limitée
QUAND EST-CE QU'UNE POMPE À CHALEUR HYBRIDE EST INTÉRESSANTE?
Une pompe à chaleur hybride est particulièrement utile dans les maisons qui n'ont subi qu'une rénovation limitée. Comme elle se raccorde à l'installation existante, il n'y a pas besoin de travaux de démolition. Un système hybride est souvent considéré comme une phase intermédiaire vers un système de pompe à chaleur à part entière.
La chaudière sera utilisée pendant les périodes de pointe - principalement en hiver et lors de la préparation de l'eau du robinet s'il n'y a pas de ballon d'eau chaude - tandis que la pompe à chaleur assurera la charge de base. Avec une meilleure isolation de la maison, le fonctionnement de la pompe à chaleur aura priorité car la demande de chaleur en période de pointe sera réduite.
Non pertinent pour les nouveaux bâtiments
Si la demande d'eau chaude sanitaire est très élevée par rapport à la capacité requise pour le chauffage des locaux, une solution hybride peut également offrir une solution.
De manière générale, un système de pompe à chaleur hybride n'est pas pertinent pour les nouvelles constructions, car la maison est déjà suffisamment isolée.
Quand un système existant est-il inadapté?
En principe, une pompe à chaleur ou un système hybride peut être combiné avec n'importe quel système d'émission de chaleur. Cependant, il est clair que les systèmes à basse température sont plus performants que ceux à haute température. Le potentiel dépend aussi largement de la commande et de la façon dont elle peut faire face à différentes situations.
TYPES DE POMPES À CHALEUR HYBRIDES
Construction générale
Une pompe à chaleur hybride air/eau se compose de deux parties principales: l'unité extérieure, qui peut être une pompe à chaleur split ou monobloc, et l'unité intérieure, qui contient le régulateur et, dans le cas d'un système split, également le condenseur. Si l'on souhaite également produire de l'eau chaude sanitaire, un ballon de stockage est nécessaire. Il peut s'agir d'un ballon séparé ou d'un système où le contrôleur et le ballon sont intégrés.
Un système de chauffage hybride par pompe à chaleur peut également se composer de deux ou plusieurs générateurs de chaleur distincts qui forment ensemble une solution hybride, comme une pompe à chaleur split combinée à une chaudière située à juste à côté, ou une pompe à chaleur monobloc installée à l'extérieur combinée à une chaudière située dans le local d'installation, etc.
Distinctions dans la conception
Une distinction importante dans les systèmes hybrides de pompe à chaleur est la suivante: le système hybride a-t-il été conçu par le fabricant - les commandes de la pompe à chaleur et de la chaudière sont-elles donc harmonisées - ou bien est-ce l'installateur qui a composé le dispositif? Dans ce dernier cas, c'est souvent l'installateur qui doit configurer le système de contrôle.
Dans une configuration split, les unités de pompe à chaleur sont reliées par des raccords frigorifiques, c'est-à-dire des tuyaux dans lesquels circule le réfrigérant. Dans le cas des pompes à chaleur monobloc, la partie réfrigérante est située dans l'unité extérieure, de sorte que seules les conduites d'eau pour le chauffage central sont amenées depuis l'unité extérieure.
INSTALLATION
Avant d'installer un système hybride, il est important de poser les bonnes questions pour évaluer la faisabilité et déterminer les coûts.
Les éléments suivants doivent être connus avec certitude:
- Quelles fonctions la pompe à chaleur devra-t-elle remplir (chauffage, refroidissement, eau chaude sanitaire)?
- L'installation électrique est-elle conforme ou non conforme?
- La capacité disponible et le calibrage du compteur électrique sont-ils suffisants pour faire fonctionner une pompe à chaleur?
- Quels seront les besoins en chaleur après l'achèvement des transformations et/ou des rénovations prévues?
- Est-ce que seul l'ancien générateur de chaleur sera remplacé par une pompe à chaleur, ou est-ce qu'on prévoira une combinaison de générateur de chaleur et de pompe à chaleur?
- Le système de distribution de la chaleur sera-t-il remplacé par un système de distribution à basse température?
Détermination de la capacité
Pour déterminer la capacité requise, il faut effectuer un calcul des pertes de chaleur. Dans une installation hybride, vous avez le choix entre plusieurs options en termes de capacité, car le deuxième générateur de chaleur peut fournir de la chaleur supplémentaire.
Avant d'installer un système hybride, il est important de se poser les bonnes questions pour évaluer la faisabilité et déterminer les coûts
Le choix de la capacité des deux systèmes dépend du projet. Si le client final souhaite isoler fortement son bâtiment à l'avenir, il est important que la pompe à chaleur puisse déjà fournir 100% de la puissance de chauffage requise. En attendant la rénovation, la chaudière peut alors compenser le manque temporaire de puissance.
Contrôle
Si l'installation hybride est équipée d'une commande électronique adaptée au contrôle d'un système de chauffage hybride, une procédure est normalement prévue dans le manuel du fabricant.
Les principaux paramètres sont:
- Courbe de chauffe
- Température maximale d'alimentation
- Température de départ
- Point de bivalence
- Mode de fonctionnement du système bivalent
- Mode de fonctionnement de la pompe à chaleur hybride
- Débit des pompes (PWM)
- Réglage hydraulique des circuits et des boucles
- Hauteur de refoulement des pompes
- Températures de l'eau chaude sanitaire et pièce de référence
- Programmes jour/nuit
Aujourd'hui, il n'est même pas nécessaire de raccorder la pompe à chaleur directement à la chaudière, par exemple. Si la pompe à chaleur est réglée sur une courbe de chauffe, elle fournira la chaleur nécessaire. Une certaine température extérieure peut être réglée dans la commande, de sorte que la chaudière détecte qu'un supplément de chaleur est nécessaire et se met en marche.
Raccordement d'une pompe à chaleur à une installation existante
Pour raccorder une pompe à chaleur à une installation existante, il faut consulter la documentation technique de la pompe à chaleur choisie. L'idéal est un schéma hydraulique appliqué tenant compte des caractéristiques spécifiques de la pompe à chaleur.
Il faut également établir un schéma électrique pour automatiser et optimiser le processus. Un point non négligeable est le dimensionnement de l'installation hydraulique, pompes et tuyauteries, car les pompes à chaleur nécessitent un débit d'eau élevé, avec une différence de température relativement faible entre le départ et le retour (5 à 7 °K).
En principe, une pompe à chaleur peut être raccordée à toute installation existante. La question principale concerne la commande de la pompe à chaleur: est-elle adaptée pour commander une chaudière supplémentaire avec ou sans pompes et vannes supplémentaires? Avec un système hybride standard du fabricant, ce point de vue ne s'applique pas, bien sûr.
DÉVELOPPEMENTS
Il existe de plus en plus de possibilités pour connecter des installations techniques. En outre, l'évolution des systèmes de commande offre de plus en plus d'options, ce qui facilite également la connexion de deux systèmes distincts ainsi que l'automatisation et l'optimisation du fonctionnement. Enfin, les produits existants sont régulièrement mis à jour avec les nouvelles techniques et exigences légales, telles que l'écoconception.
Merci à Daikin, Itho Daalderop, Mitsubishi Electric, NIBE Energietechniek B.V., Techlink, Vaillant, Warmtepomp Platform (ODE Vlaanderen)
