Calculer la puissance idéale pour une pompe à chaleur
Bénéficier, toute l’année, du meilleur confort thermique, réduire le montant de vos factures, satisfaire votre conscience environnementale, vous avez bien raison de vous montrer exigeant ! Oubliée, la chaudière à gaz ! Vous avez fait le choix d’installer une pompe à chaleur pour le chauffage de votre logement, et pourquoi pas, pour la production d’eau chaude sanitaire. Reste à trouver l’équipement idéal. Comment déterminer la puissance nécessaire à votre PAC pour répondre à vos besoins sans compromettre les économies d’énergie promises ? Saunier Duval vous informe sur les éléments clés de ce calcul.
- Comment fonctionne une pompe à chaleur ?
- Pourquoi est-il important de bien dimensionner votre PAC ?
- Quels facteurs faut-il considérer pour le calcul de la puissance ?
- Comment calculer la puissance idéale pour votre pompe à chaleur ?
- Qu’est-ce que le système monovalent ?
- Qu’est-ce que le mode bivalent ?
- Comment prendre en compte la production d’ECS ?
Comment fonctionne une pompe à chaleur ?
Le fonctionnement de la pompe à chaleur peut se résumer en un principe simple : il s’agit de récupérer la chaleur naturellement présente dans l’environnement extérieur pour l’injecter au sein de l’habitation.
L’appareil dispose donc d’une unité extérieure chargée de capter les calories dans l’air ambiant, dans le sous-sol de votre jardin ou dans l’eau d’une nappe phréatique. Ces dernières sont utilisées pour réchauffer le fluide frigorigène circulant dans l’unité intérieure de la PAC. Cet apport d’énergie a pour effet de vaporiser le fluide qui s’échauffe ensuite sous l’action d’un compresseur. La chaleur générée est alors transmise à l’eau du circuit de chauffage, elle-même propulsée vers vos radiateurs.
Le fluide refroidi retrouve sa forme liquide et peut repartir pour un nouveau cycle.
On distingue différents modèles de pompes à chaleurdont le fonctionnement peut varier d’un appareil à l’autre :
• La pompe à chaleur air-eau : c’est celle que nous venons de décrire, la plus courante, qui puise les calories dans l’air extérieur ;
• La pompe à chaleur géothermique récupère les calories dans le sous-sol ;
• La PAC eau-eau : dans cette version, la chaleur provient des nappes phréatiques ;
• La climatisation réversible : les calories sont captées dans l’air extérieur. La chaleur générée est ensuite directement soufflée dans l’atmosphère des différentes pièces de la maison par l’intermédiaire de ventilo-convecteurs.
Tout l’intérêt du système réside dans le fait qu’il utilise une source d’énergie gratuite et renouvelable pour chauffer l’habitation à moindre coût. La pompe à chaleur exige malgré tout une alimentation électrique afin d’actionner le compresseur.
On évalue son rendement global grâce au COP, ou coefficient de performance énergétique. Il s’agit du rapport entre l’énergie restituée sous forme de chaleur et l’électricité nécessaire à son fonctionnement.
Pourquoi est-il important de bien dimensionner votre PAC ?
La puissance calorifique de la pompe à chaleur correspond, quant à elle, à la quantité d’énergie que l’appareil est capable de fournir, indépendamment de son rendement (COP).
C’est la puissance que nous cherchons à calculer dans cet article.
Que se passe-t-il dans le cas d’un mauvais dimensionnement ?
• Conséquences liées à une puissance sous-évaluée
Votre équipement ne sera pas capable de fournir le confort thermique souhaité. Il vous faudra le compléter par un chauffage d’appoint, sous peine d’avoir bien froid l’hiver. Ce qui ne manquera pas d’augmenter votre consommation d’énergie, autant que le montant de vos factures mensuelles.
• Conséquences d’un surdimensionnement
Opter pour une puissance trop importante ne vous aidera pas mieux à rentabiliser votre investissement. Le prix de la PAC sera plus élevé et l’appareil fonctionnera par à-coups, en multipliant les arrêts et redémarrages. Vous risquerez alors une usure prématurée, générant des frais de dépannage ou diminuant la durée de vie de votre système de chauffage.
Quels facteurs faut-il considérer pour le calcul de la puissance ?
Pour obtenir un bon dimensionnement de vos besoins, il convient de considérer les éléments suivants :
• Votre localisation géographique
Vos besoins en chauffage seront plus ou moins importants selon que vous habitez une région froide ou une zone plus tempérée. Par ailleurs, la performance d’une pompe à chaleur air-eau sera largement influencée par la température régnant à l’extérieur de votre logement.
• Le volume et la configuration de votre habitation
• Son isolation
La PAC d’une maison bien isolée (ou mitoyenne) sera moins sollicitée que celle d’une vieille bâtisse en rase campagne ! Il peut donc être sage d’envisager quelques travaux d’isolation avant de procéder à un calcul de dimensionnement…
• La température intérieure souhaitée
Si vous êtes frileux, vous ne ferez aucun compromis sur l’efficacité de votre chauffage…
• Les émetteurs de chaleur
Les radiateurs basse température et le plancher chauffant sont moins exigeants que les radiateurs compacts, qui fonctionnent avec une eau à plus de 50°C.
Retrouvez ici notre article évoquant les règles à respecter pour associer radiateurs et pompe à chaleur.
• Le nombre d’habitants
Vous en tiendrez compte dans le cas où votre pompe à chaleur fournit également l’eau chaude sanitaire de la maison.
Comment calculer la puissance idéale pour votre pompe à chaleur ?
La puissance de votre système de chauffage doit couvrir la somme des déperditions de chaleur inhérentes à votre maison. On la calcule de la manière suivante :
Déperditions (exprimées en watts) =
Volume à chauffer (en m3) x Coefficient de construction (en W/(m3.°C)) x delta de température (en °C)
Voici comment obtenir les 3 valeurs nécessaires :
• Le volume à chauffer
Il suffit de multiplier la hauteur sous plafond par la surface habitable.
• Le coefficient de construction
Faites réaliser un bilan thermique de l’habitation (diagnostic énergétique) par un professionnel. Il déterminera la valeur la plus adéquate pour le calcul, en se basant notamment sur les références suivantes :
| Isolation de l’habitation | Coefficient de construction |
|---|---|
| Logement aux normes RT 2012 | 0,7 |
| Logement aux normes RT 2005 | 0,75 |
| Logement aux normes RT 2000 | 0,85 |
| Logement bien isolé | 1,1 |
| Logement mal isolé | 1,3 |
| Logement très mal isolé | 1,6 |
• Le delta de température
C’est la différence entre la température intérieure souhaitée et une estimation de la température extérieure minimale. Cette dernière est fixée selon votre zone géographique et l’altitude à laquelle vous vous trouvez. Pour la France métropolitaine, il est possible de simplifier de la façon suivante :
| Zone géographique | Température extérieure minimale |
|---|---|
| Nord / Est | - 9 °C |
| Centre / Ouest | - 6 °C |
| Corse et pourtour méditerranéen | - 3 °C |
Pour une maison de 100 m2 (et une hauteur sous plafond de 2,5m), située à Nantes, bien isolée et chauffée à une température de 20°C, le calcul donnera :
Déperditions = 100 x 2,5 x 1,1 x (20 - (-6)) = 7150 W soit 7,150 kW (kilowatts).
Le système de chauffage devra donc être doté d’une puissance minimale de 7,15 kW pour chauffer correctement la maison quelle que soit la saison.
Qu’est-ce qu’un système monovalent ?
C’est un terme que vous entendrez sans doute au moment de choisir votre pompe à chaleur. Il signifie que cette dernière doit être dimensionnée pour prendre en charge la totalité de vos besoins en chauffage, voire en eau chaude sanitaire.
Ce choix est à éviter dans les régions de grande amplitude thermique entre deux saisons : la pompe à chaleur risque d’être insuffisante pendant les périodes de grand froid et/ou surdimensionnée à l’automne et au printemps.
Par ailleurs, il vaut mieux le réserver aux pompes à chaleur géothermiques dont le fonctionnement n’est pas influencé par la température de l’air extérieur. Vous n’aurez pas besoin d’une puissance plus élevée pour capter les calories de l’environnement lorsqu’elles se font plus rares.
Qu’est-ce que le mode bivalent ?
Le mode de fonctionnement bivalent consiste à prévoir un chauffage d’appoint qui prendra le relais lorsque la température extérieure sera trop basse. Il peut s’agir d’une chaudière à gaz ou d’un système électrique.
Vous devrez alors prendre en compte le prix de cet équipement complémentaire dans votre calcul de rentabilité. Ce surcoût peut néanmoins rester inférieur à celui engendré par un mode monovalent qui ne serait pas adapté à votre situation (PAC de grande puissance au prix très élevé et surdimensionnée à la mi-saison).
Par ailleurs, vous pouvez envisager de conserver votre ancienne chaudière à gaz et, moyennant quelques travaux, la coupler avec une pompe à chaleur. Cette dernière se chargera de couvrir 80% de vos besoins en chauffage. Vous pourrez ainsi minimiser l’investissement initial et optimiser les économies d’énergie tout au long de l’année.
Enfin, n’oubliez pas que de nombreuses aides sont proposées par l’état pour encourager votre transition énergétique.
Demandez ici un devis personnalisé pour l’installation d’une pompe à chaleur.
Comment prendre en compte la production d’ECS ?
Nous avons bien peu évoqué l’eau chaude sanitaire dans le début de cet article. C’est qu’elle a finalement peu d’influence sur la puissance nécessaire, même si la pompe à chaleur se charge seule de sa production.
En général, on évalue à 250 watts par personne son impact sur le dimensionnement de l’installation. N’hésitez pas à demander conseil à un professionnel si vous pensez que vos besoins sont supérieurs. Il vous faudra peut-être recourir à un système indépendant. Même chose si vous comptez chauffer l’eau de votre piscine !
Vous ignorez toujours quelle pompe à chaleur choisir pour bénéficier d’un bon confort thermique sans vous ruiner ? Vous doutez de parvenir à diminuer votre consommation d’énergie ? Contactez-nous ! Nous réfléchirons au dimensionnement de votre système de chauffage, calculerons la puissance idéale pour la pompe à chaleur et étudierons les aides possibles pour alléger le prix de l’installation.