SYSTEME DE CHAUFFAGE ET REFROIDISSEMENT SIMULTANTES
EFFICACITE DES POMPES A CHALEUR MULTI-TUBES
Les pompes à chaleur ont l'avantage de pouvoir à la fois chauffer et refroidir. Mais qu'arrive-t-il en cas de demande simultanée de chauffage et de refroidissement dans un seul et même bâtiment? Deux pompes à chaleur séparées peuvent vous aider, mais une pompe multi-tubes sera plus efficace. Plus la simultanéité est grande, plus l'efficacité de ces systèmes sera grande. Cet article traite du fonctionnement et des principaux points d'intérêt de l'installation d'une pompe à chaleur multi-tubes.
COMMENT FONCTIONNENT LES POMPES A CHALEUR MULTI-TUBES?
Les pompes à chaleur extraient l'énergie thermique de leur environnement (eau, air ou sol) au moyen d'un évaporateur. Un liquide de refroidissement est utilisé pour transférer l'énergie au compresseur. Là, ces vapeurs sont comprimées jusqu'à ce qu'elles atteignent une température plus élevée. C'est la partie de la pompe à chaleur qui consomme le plus d'énergie. La vapeur chauffée se retrouve ensuite dans le condenseur. Ici, la chaleur est transférée au système de chauffage. Un détendeur abaisse ensuite la pression de la vapeur et la refroidit jusqu'à l'obtention d'un liquide. Celui-ci retourne ensuite à l'évaporateur, après quoi le processus peut recommencer à zéro. En termes simples, les pompes à chaleur multi-tubes sont en fait deux pompes à chaleur dans un appareil qui échangent de la chaleur l'une avec l'autre au moyen d'un échangeur à plaques supplé mentaire entre elles. La chaleur qui est extraite de la pièce pendant le refroidissement, sera ensuite récupérée pour chauffer un autre espace. En d'autres termes, le condenseur transfère sa chaleur dans l'échangeur à plaques.
QUATRE OU SIX TUBES?
Dans les pompes à chaleur multi-tubes, il existe une distinction entre les variantes à quatre ou six tubes. Une pompe à chaleur à quatre tubes transfère sa chaleur à l'air ambiant, tandis qu'une à six tubes est généralement raccordée à une installation géothermique au moyen d'un système à eau. La différence réside dans l'emplacement. La première variante se trouve sur le toit, tandis que la seconde se trouve dans la chaufferie, souvent entre deux réservoirs tampons, un pour l'eau chaude et un pour l'eau froide. En raison de la nature du système, à base d'air ou d'eau, le refroidissement du condenseur sera également ajusté en conséquence (refroidissement par air ou par eau). La pompe à chaleur à quatre tubes sera le meilleur choix si vous voulez voir un investissement rentable à court terme. La version à six tubes est plus durable et plus puissante à pleine charge, mais nécessite un investissement plus important, ce qui en fait un choix pour le long terme. L'accessibilité ou la qualité du sous-sol et les réglementations en vigueur peuvent également être un facteur limitant dans le choix d'un système à six tubes.
QUAND ET POURQUOI OPTER POUR UN MODELE MULTI-TUBES?
L'investissement plus élevé dans une pompe à chaleur multi-tubes ne sera rentable qu'en cas de demande simultanée de chaleur et de froid. C'est alors que la récupération de chaleur sera possible. Plus la simultanéité est grande, plus l'efficacité est grande et plus le temps de retour sur investissement est court. Alors que les pompes à chaleur traditionnelles restent bloquées en moyenne à un COP de 3 à 4, avec les pompes à chaleur multi-tubes, y compris la récupération de chaleur, cela peut représenter un TCOP de 5 à 6. Les bâtiments typiques qui se prêtent à une pompe à chaleur multi-tubes, sont les bureaux orientés est-ouest, les centres de données, les hôtels avec piscine ou les centres de bien-être. Dans ce cas, une pompe à chaleur multi-tubes se présente comme une solution compacte et élégante pour le refroidissement et le chauffage. Ces solutions s'avèrent également utiles dans les applications où l'humidité relative doit être contrôlée. La chaleur extraite de l'air ambiant pendant la déshumidification peut être utilisée directement pour chauffer l'air froid et sec. Dans ce cas, une pompe à chaleur multi-tubes offre une solution compacte et esthétique pour le refroidissement et le chauffage. Bien qu'en principe, elle puisse également être utilisée dans les habitations privées, par exemple pour produire de l'eau chaude sanitaire, en pratique, elle y sera moins courante.
TOTAL EFFICIENCY COEFFICIENT (TEC)
Pour calculer l'efficacité, il ne faut pas seulement tenir compte de l'efficacité du cycle chaud ou froid. Le principal avantage réside dans la récupération d'énergie qui est possible grâce à l'échangeur à plaques intégré. Les chiffres pour une pompe à chaleur multi-tubes sont alors:
TEC = refroidissement EER * a + refr. + chauffage DMEC * b + COP chauff.
A, b, y = poids pour les modes de fonctionnement (%)
DMEC = Dual Mode Efficiency Coefficient (chauffage et refroidissement simultanés)
Refroidissement EER: équivaut à 3 (4 tubes) ou 6 (6 tubes avec free cooling)
chauffage COP: équivaut à une pompe à chaleur classique ± 3,5
DMEC:équivaut à ± 8
BRANCHEMENT
Pour un installateur qui maîtrise maintenant la technologie des pompes à chaleur, une pompe multi-tubes n'aura aucun secret. C'est une solution prête à l'emploi qui ne nécessite qu'un branchement d'eau. Ceci se fait de la même manière que pour les pompes à chaleur conventionnelles. En effet, la complexité et l'intelligence propres aux pompes à chaleur multi-tubes sont contenues à l'intérieur. Cependant, il est important, précisément à cause de cette intelligence en interne, de laisser les pompes à chaleur multi-tubes faire leur travail. Les conditions de base pour un bon fonctionnement des pompes à chaleur multi-tubes sont le débit, le débit et toujours plus de débit. Le fonctionnement optimal, c'est lorsque l'installation est capable de se gérer de façon autonome ou lorsque vous serez vraiment assez spécialisé dans la matière pour les programmer. Comme il s'agit d'un produit relativement nouveau sur le marché, la connexion avec un système de gestion de bâtiment peut être compliquée. C'est pourquoi nous vous conseillons une fois de plus de laisser la pompe à chaleur multi-tubes fonctionner selon sa propre logique. Dans les grands bâtiments, on peut opter pour l'intégration d'une chaudière d'appoint dans le circuit, ce qui permet un dimensionnement réduit de la pompe à chaleur multi-tubes.
POMPES A CHALEUR MULTI-TUBES ET PEB?
Dans le calcul de la PEB, on ne tient pas compte de la récupération de chaleur qui se produit, lorsqu'il y a une demande simultanée de chaleur et de froid. C'est dommage, car c'est là que réside l'efficacité énergétique. Grâce à la récupération de chaleur, une pompe à chaleur multi-tubes fonctionne à un rendement plus élevé, jusqu'à un pourcentage plus élevé dans le temps. Seules l'efficacité du chauffage et l'efficacité du refroidissement sont prises en compte. Si la récupération de chaleur est aussi importante, le niveau de PEB pourrait être réduit rapidement de 5 à 10 points, à condition que la demande de chaleur et de froid soit assez simultanée. Une adaptation des règles en matière de PEB est attendue avec impatience, car elle abaisserait le seuil pour une utilisation plus répandue des pompes à chaleur multi-tubes.
DIMENSIONNEMENT
Les mêmes règles que pour le dimensionnement des pompes à chaleur conventionnelles s'appliquent. La règle d'or est de ne pas surdimensionner. La puissance doit être aussi faible que possible afin que la pompe à chaleur multi-tubes puisse fonctionner à pleine charge autant que possible. Un installateur connaissant bien les pompes à chaleur n'aura pas de mal à faire le bon calcul. Pourtant, dans la pratique, ce sont plutôt les bureaux d'études qui s'en chargent. Ils offrent l'avantage d'une vision indépendante du choix des techniques et disposent du logiciel de simulation indispensable pour peser la rentabilité et le dimensionnement des pompes à chaleur multi-tubes. Cela s'explique en grande partie par le fait que les pompes à chaleur multi-tubes sont principalement utilisées dans des projets d'une certaine ampleur. Les composants coûteux (groupe d'air, pompe à chaleur) peuvent alors être répartis sur plus de m². Comme les pompes à chaleur multi-tubes n'entrent pas non plus dans le calcul PEB (voir encadré), il est vraiment nécessaire d'avoir à l'esprit l'efficacité énergétique à long terme avant de consentir un tel investissement.
MAINTENANCE
Ici également, on applique les mêmes règles d'entretien que pour les pompes à chaleur classiques. Pour être en mesure de calculer la fréquence d'entretien, on considère la quantité de réfrigérant, multipliée par son PRG. Si vous ajoutez un système de détection des fuites, vous pouvez réduire de moitié la fréquence. Comme une pompe à chaleur multi-tubes comporte deux circuits de refroidissement, l'entretien doit être effectué par un technicien en réfrigération agréé.
