Le dimensionnement de la pompe à chaleur

La généralisation du recours à la Pompe A Chaleur comme générateur de chauffage dans l’habitat nécessite une remise en question des habitudes ancestrales de dimensionnement des chaudières.

Les chaudières anciennes travaillaient à température et puissance constantes avec de forts volumes d’eau. Les PAC aérothermiques connaissent de fortes variations de puissances selon les saisons. Toutes les PAC (aérothermiques et géothermiques) fonctionnent avec un compresseur qui ne supporte pas les courts cycles.

La température extérieure de base est atteinte quelques heures (voire pas du tout certains hivers) au cours de la saison de chauffe alors qu’une grande partie de celle-ci a lieu avec des températures extérieures supérieures à 10°C (périodes ou la PAC aérothermique est « très » performante et très puissante).

Un point de fonctionnement de la PAC est primordial pour la longévité et l’efficience de celle-ci, c’est d’éviter au maximum les cours cycles de fonctionnement. C’est pour cette raison qu’il faut à tout prix optimiser le dimensionnement d’une PAC et de son circuit hydraulique de distribution de chaleur.

Le fonctionnement Inverter permet de moduler la puissance de la PAC avec un minimum autour de 20% pour les appareils les plus performants. Cela veut donc dire que la PAC va faire des « courts cycles » jusqu’à ce que la puissance minimum du régime Inverter lui permette d’être en adéquation avec les besoins de chauffage du logement. Cette période va concerner les premières semaines de la saison de chauffage et les dernières aussi. Cette période va être celle où notre générateur sera le moins performant et pour laquelle il va falloir prévoir un ballon tampon permettant de garantir un temps de fonctionnement minimum lors de chaque allumage du compresseur.

Chercher à garantir un fonctionnement à 100% thermodynamique à la température extérieure de base va nécessairement engendrer 2 périodes « longues » à l’automne et au printemps de fonctionnement non satisfaisant de la PAC. Il ne faut pas oublier que les périodes très froides sont courtes et la température de base n’est atteinte que de plus en plus rarement. De plus les déperditions sont calculées pour un chauffage à une température homogène dans tout le logement, le foisonnement va faire que nous n’irons que très rarement chercher le maximum des déperditions. Pour finir toutes les PAC du marché sont livrables avec des résistances électriques d’appoint qui permettront de compenser le déficit en puissance aux conditions extrêmes (quelques heures pour les hivers les plus sévères).

A ce titre les recommandations de la profession considèrent que si la PAC couvre 80% des déperditions en thermodynamique à la température extérieure de base le dimensionnement est correct (le couple PAC + Appoint doit lui couvrir à hauteur de 120%).

Dans le cas d’une chaudière hybride (association d’une chaudière traditionnelle et d’une PAC le dimensionnement thermodynamique se fera pour une température extérieure de 0°C (soit autour de 70% des déperditions), la chaudière devra couvrir 120% des déperditions à la température extérieure de base.

Pour résumer :

• PAC Aérothermique
  • Puissance thermodynamique = 80% des déperditions à T° extérieure de base
  • Puissance PAC + Appoint ≥ 120% des déperditions à T° extérieure de base
• PAC Géothermique
  • Puissance thermodynamique = 80% à 100% des déperditions à T° extérieure de base
  • Puissance PAC + Appoint ≥ 120% des déperditions à T° extérieure de base
• PAC Hybride
  • Puissance thermodynamique = 70% des déperditions
  • Puissance Chaudière ≥120% des déperditions à T° extérieure de base