Une pompe à chaleur peut être une solution très économique pour tout bâtiment. Cependant, pour une efficacité optimale, il est essentiel de choisir la puissance appropriée. Ce paramètre influence à la fois la consommation électrique et le confort des occupants. Découvrez les critères à prendre en compte pour calculer la puissance d'une pompe à chaleur pour une maison !
Dans cet article, vous apprendrez :
- comment choisir la puissance de la pompe à chaleur,
- quel est l'impact de la puissance de la pompe à chaleur,
- comment adapter la puissance de la pompe à chaleur au bâtiment.
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Pompe à chaleur - caractéristiques
Pour bien choisir une pompe à chaleur pour votre maison, il est essentiel de comprendre son principe de fonctionnement. Il s'agit d'un appareil qui, avec une part relativement faible d'énergie électrique, capte et traite l'énergie thermique de l'air, du sol ou de l'eau. Son efficacité dépend donc principalement du type de source supérieure et inférieure. Plus la différence de température entre elles est faible, plus l'efficacité de la pompe à chaleur est élevée.
Les pompes à chaleur géothermiques sont les plus économiques, car elles alimentent des systèmes de chauffage basse température, comme le chauffage par le sol ou le chauffage mural. La température du sol est relativement stable tout au long de l'année et les installations mentionnées ci-dessus nécessitent une alimentation électrique maximale de 35 °C. Cependant, ce type de solution est principalement destiné aux propriétaires de bâtiments neufs disposant de terrains suffisamment grands.
Les pompes à chaleur géothermiques et le chauffage de surface représentent des investissements coûteux, nécessitant des modifications importantes du terrain et de la structure du bâtiment. La plupart des investisseurs opteront donc pour des pompes à chaleur à air, dont le fonctionnement nécessite une quantité d'énergie électrique légèrement supérieure. Sous notre climat, la température de l'air varie considérablement et peut atteindre des valeurs extrêmes, avoisinant les -20 °C. Combiné à la température d'alimentation élevée du système de chauffage (jusqu'à 55 °C), cela entraîne une différence importante, nécessitant une part d'énergie électrique plus importante.
C'est pourquoi de nombreuses personnes optent pour une source de chaleur d'appoint. Cette solution consiste à définir une température bivalente à partir de laquelle la pompe à chaleur commencera à être alimentée par une chaudière à gaz, à charbon ou à granulés, par exemple.
Le choix de la puissance d'une pompe à chaleur dépendra donc largement des critères mentionnés ci-dessus. Cependant, dans chaque cas, des critères similaires doivent être pris en compte. Examinons-les de plus près.
Comment adapter la puissance de la pompe à chaleur aux spécificités du bâtiment ?
La puissance de chauffage requise par une pompe à chaleur peut être déterminée en tenant compte des facteurs suivants :
- températures annuelles moyennes dans un lieu donné,
- demande thermique du bâtiment,
- surface de l'objet,
- consommation annuelle d'eau.
Comment définir chacun d’eux ?
Température de la source inférieure et mode de fonctionnement de la pompe à chaleur
Le choix d'une pompe à chaleur dépend de son mode de fonctionnement. La première variante est un modèle monovalent, c'est-à-dire où l'appareil est la seule source de chaleur. La puissance requise est ensuite déterminée en tenant compte :
- zone climatique, qui dépend de la température de l'air dans une région donnée – dans le cas des pompes à air,
- température du sol, ce qui permet également de déterminer la surface ou la longueur requise de l'échangeur – dans le cas de pompes souterraines.
La deuxième option est le mode bivalent, qui suppose l'utilisation de deux sources de chaleur indépendantes. Le moment de commutation entre elles dépend de la zone climatique dans laquelle l'appareil doit fonctionner. Par conséquent, les calculs utilisent la température du point bivalent. Cette solution est destinée aux pompes à chaleur à air qui ne doivent pas fonctionner pendant les périodes de faible rendement (moins de 5 à 10 % de la saison de chauffage).
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Demande de chaleur des bâtiments
Les informations sur les températures à un endroit précis aideront à déterminer les besoins en chaleur du bâtiment. Le plus souvent Ces données sont fournies par le concepteur lors de la construction, mais si le maître d'ouvrage n'y a pas accès, il peut également effectuer lui-même les calculs généraux. Le type et la qualité de l'isolation thermique joueront alors un rôle important :
- bâtiment passif - environ 10 W/m 2 ,
- maison économe en énergie - environ 40 W/m 2 ,
- bâtiment neuf avec une bonne isolation thermique - environ 50 W/m 2 ,
- maison avec isolation thermique normale - environ 70 W/m 2 ,
- bâtiment ancien avec une mauvaise isolation thermique - environ 120 W/m 2 .
Surface du bâtiment
Avec les informations ci-dessus, il suffit d'obtenir des données sur la superficie de la maison. C'est probablement la valeur la plus simple à déterminer. Cependant, il est important de ne pas négliger les pièces non chauffées ou maintenues à une température inférieure à celle des pièces à vivre à ce stade. Ces endroits contribueront toujours à des pertes de chaleur plus ou moins importantes.
Consommation d'eau
Le dernier paramètre à prendre en compte lors du choix d'une pompe à chaleur est la consommation d'eau chaude sanitaire. Ce critère peut être omis si l'appareil est destiné uniquement à alimenter le système de chauffage. En revanche, s'il est destiné à produire de grandes quantités d'eau chaude sanitaire, des données légèrement différentes doivent être utilisées dans les calculs.
Il est notamment nécessaire de déterminer la quantité d'eau consommée quotidiennement par tous les résidents. En moyenne, on estime qu'il s'agit de 50 litres d'eau chaude sanitaire à 45 °C par personne, soit environ 250 W par an. Cette valeur doit être multipliée par le nombre d'utilisateurs. Ces calculs sont particulièrement utiles pour les consommations d'eau chaude sanitaire atypiques, comme les grandes baignoires, les jacuzzis ou les logements dont le nombre de résidents est supérieur à la moyenne (par exemple, les maisons d'hôtes).
Pompes à chaleur dans l'offre de gros
Demande de chauffage domestique - Résumé
À l'aide des éléments mentionnés ci-dessus, il est relativement facile de déterminer la demande globale en énergie thermique d'un bâtiment. Il suffit d'utiliser une formule simplifiée :
puissance de chauffage = demande de chaleur x surface de la maison + puissance ECS
Il convient toutefois de rappeler que ce schéma doit être adapté au mode de fonctionnement de la pompe à chaleur. Si elle fonctionne en mode monovalent (généralement une pompe géothermique), la valeur calculée correspond à sa puissance finale. Si, en revanche, elle fonctionne en mode bivalent (généralement une pompe à air), le résultat doit être multiplié par le pourcentage de sa part pendant la saison de chauffage.
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