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Comment dimensionner une PAC air-eau basse température ?

La pompe à chaleur air-eau basse température est le modèle de pompe à chaleur le plus vendu en France. Son installation aisée et sa rentabilité justifie son large succès. Malheureusement ce succès est entaché par des retours de clients mécontents de ne pas voir leurs factures énergétiques baissées.

Le constat est simple, ces clients possèdent des pompes à chaleur dimensionnées pour fonctionner toute l’année donc soit elles sont surdimensionnées (coût d’investissement important) soit c’est une résistance électrique qui prend le relais lors des jours de grand froid (coût de fonctionnement important). Dans le deuxième cas, les économies effectuées grâce au COP (coefficient de performance) sont perdues lors de ces périodes très froides (quand la résistance électrique énergivore est en marche).

 

Pour rappel, la PAC air-eau se compose d’un groupe extérieur qui capte l’énergie de l’air et qui la transmet au module hydraulique que l’on peut qualifier d’échangeur. La liaison entre le groupe extérieur et le module hydraulique intérieur se fait par liaison frigorifique. Le module hydraulique placé à l’intérieur de l’habitation transmettra alors les calories de l’air au circuit de chauffage central.

Faut-il dimensionner une PAC pour qu’elle couvre 100% de l’habitation (même en hiver) ?

Une pompe à chaleur air-eau basse température a plusieurs modes de fonctionnement. Il est important de bien les distinguer les 5 qui existents :

 

  • Le mode monovalent
  • Le mode mono-énergétique
  • Le mode bivalent parallèle
  • Le mode bivalent alternatif
  • Le mode bivalent alternatif parallèle
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Derrière ces noms barbares se cachent des fonctionnements différents qui permettent de pouvoir installer une PAC air-eau avec une puissance réduite. Voici leurs explications et schémas.

 

courbe pac

 

 

pac monovalent

 

Le mode monovalent

Ce mode permet à la PAC de couvrir 100% des besoins en chauffage c’est-à-dire qu’elle fonctionnera seule pendant l’année de chauffe (environ 232 jours par an). Ce mode de chauffage est surtout conseillé pour les habitations neuves, avec une bonne isolation et un plancher chauffant comme émetteur (basse température).

 

pac mono énergétique

 

Le mode mono-énergétique

Ce mode permet de choisir une PAC moins puissante. La PAC sera dimensionnée pour couvrir 100% des besoins jusqu’à la température extérieure définie par le point d’équilibre. En dessous de cette température extérieure c’est la résistance électrique installée dans la PAC qui prendra le relais et fournira les calories manquantes. Ce système permet donc de faire des économies à l’investissement dues à la puissance du matériel moins importante mais d’un autre coté il faudra utiliser une résistance électrique énergivore pour les jours les plus froids de l’année.

 

pac bivalent parallèle

 

Le mode bivalent parallèle

Ce mode est équivalent au mode précèdent, cependant au lieu d’avoir comme appoint une résistance électrique ce sera une chaudière (gaz, fioul, bois, etc…). Ce système est principalement utilisé dans la rénovation car l’ancien mode de chauffage peut être conservé. Nous voyons bien sur ce schéma que la PAC et la chaudière fonctionneront en complémentarité durant les jours les plus froids de l’année.

 

L’astuce dans ce système au point de vu régulation est de débrancher l’alimentation de la résistance inclue dans la PAC et de relier cette alimentation sur l’allumage de la chaudière. Au moins lorsque la PAC passera le relais à la résistance ce sera la chaudière qui assurera ce rôle et qui sera bien sûr moins énergivore et plus économique.

 

pac bivalent alternatif

 

Le mode bivalent alternatif

Ce mode est semblable au mode précèdent (bivalent parallèle) à la différence que dans ce cas-là en dessous d’une certaine température extérieure la PAC s’arrêtera complètement de fonctionner et la chaudière prendra le relais et couvrira 100% des besoins en chauffage de l’habitation. Ce mode est plus simple au niveau régulation que le système précèdent car les 2 générateurs de chaleur ne fonctionneront pas en même temps.

 

pac bivalent parallèle alternatif

 

Le mode bivalent alternatif parallèle

Ce dernier mode est la fusion entre le mode bivalent parallèle et le mode bivalent alternatif : en dessous de la température du point de bivalence, dans un premier temps la chaudière et la PAC fonctionneront ensemble et puis progressivement plus la température extérieure diminuera et plus la puissance de la PAC diminuera jusqu’à s’arrêter complètement. Alors la chaudière prendra à 100% le relais et fournira les besoins en chauffage nécessaire à l’habitation.

 

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L’installation d’une chaudière en complément d’une PAC entraîne-t-elle un surcoût justifié ?

Un grand oui! Nous comprenons que les clients soient réticents quand ils entendent parler de ce surcoût, il faut donc être pédagogue et prendre un autre point de vue que l’investissement initial. Le coût global d’une installation (investissement + frais de fonctionnement et coût du combustible sur X années) permet de pouvoir comparer le prix des différentes énergies sur plusieurs années. Les modes monovalent et mono-énergétique consomment un tiers d’électricité en moins avec de bonnes conditions météorologiques mais quand ses conditions météorologiques se dégradent ces modes vont fonctionner avec une résistance électrique et là attention aux consommations électriques qui vont s’envoler. Nous savons que le gaz reste l’énergie fossile la moins chère (50% de moins environ que l’électricité), après cette affirmation nous ne pouvons que privilégier les modes couplant une PAC basse température avec une chaudière gaz à condensation. Ce surcoût à l’investissement est donc justifié dû au coût « moindre » du gaz comparé à l’électricité.

 

Savez-vous que les constructeurs surfent sur cette vague est propose maintenant des pompes a chaleur air-eau basse température directement couplés à des chaudière a condensation. Le tout est réunis dans un appareil de dimension réduite.

 

En résumé, tout dépend du logement, de l’utilisation, de l’emplacement géographique, etc… Cependant dans le cadre d’une rénovation avec un système de chauffage central existant et une chaudière en bon état, il faut envisager le mode bivalent alternatif parallèle pour une pompe à chaleur basse température.

 

Et vous, que pensez-vous des différents modes de fonctionnement d’une PAC air-eau ?