Pompes à chaleur
Les pompes à chaleur transfèrent les calories de l'air extérieur vers un système de chauffage et d'eau chaude sanitaire à base d'eau, fournissant environ trois à quatre fois plus d'énergie thermique que l'électricité qu'elles consomment. Choisissez en fonction de la puissance thermique adaptée aux déperditions caloriques calculées du bâtiment, de la température de départ et du mode de gestion de l'eau chaude sanitaire : Split Arctic utilise un module hydraulique intérieur avec un ballon tampon, tandis que Split Arctic avec réservoir ECS intégré intègre le cumulus dans l'unité intérieure. Les unités air-eau de Kaisai, de 6 à 16 kW, s'associent naturellement aux systèmes photovoltaïques. Guide
Les pompes à chaleur sont une solution moderne et respectueuse de l'environnement pour le chauffage et la préparation d'eau chaude. Elles utilisent l'énergie renouvelable de l'environnement (air, sol ou eau) qu'elles convertissent en chaleur pour votre maison ou votre entreprise. L'avantage n'est pas seulement une économie sur les coûts énergétiques, mais aussi une réduction de votre empreinte carbone.
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Pompes à chaleur air-eau : puissance, température de départ et configuration du système
Une pompe à chaleur air-eau utilise un cycle frigorifique entre une unité extérieure, qui évapore le réfrigérant grâce à l'air ambiant, et un condenseur qui transfère la chaleur vers l'eau de chauffage. Ce qui différencie une unité d'une autre est la puissance thermique nominale en kW à un point de test donné, la température de départ de conception qu'elle peut atteindre efficacement, son SCOP, le réfrigérant utilisé (généralement le R32 ou le R290), et si le circuit hydraulique est de type monobloc ou split. Ces cinq valeurs déterminent les coûts d'exploitation bien plus que la marque sur le châssis.
Cette catégorie couvre les unités Kaisai de la gamme Arctic, une série split à onduleur conçue pour un fonctionnement en climat froid avec des puissances thermiques allant de 6 à 16 kW. Choisissez le Split Arctic lorsque l'eau chaude est déjà gérée par un ballon existant, et le Split Arctic avec ballon ECS intégré lorsqu'une unité intérieure unique avec un ballon intégré de 190 L ou 240 L permet d'économiser de l'espace dans la chaufferie et de simplifier la tuyauterie.
SUR LE TERRAIN
« Presque toutes les installations sous-performantes pour lesquelles je suis sollicité ont été dimensionnées en fonction de la surface au sol plutôt que d'un calcul des déperditions thermiques. Le surdimensionnement ne se manifeste pas par une panne brutale, mais par des cycles courts : le compresseur démarre, satisfait un petit buffer en quatre minutes, s'arrête, et recommence. L'efficacité saisonnière que vous obtenez réellement est déterminée par votre température de départ, et non par le COP de la fiche technique, donc abaissez la courbe à 40 °C ou moins avant de décider qu'il vous faut une machine plus puissante. »
Ladislav Proc · Spécialiste en pompes à chaleur, ONSA Plus
Comment choisir une pompe à chaleur air-eau
Une pompe à chaleur n'est pas un simple remplacement de chaudière. Il s'agit d'un appareil à basse température intégré dans un système de distribution généralement conçu pour la haute température ; ainsi, les émetteurs, l'hydraulique et la stratégie de régulation déterminent si l'installation sera économique ou coûteuse à l'usage.
Procédez dans cet ordre : déperditions thermiques du bâtiment à la température extérieure de conception locale, puis la température de départ dont vos radiateurs ou circuits de plancher chauffant ont réellement besoin, puis la puissance à cette température de départ et à la température extérieure de conception, et seulement ensuite les questions pratiques de volume d'eau chaude, de phases, d'emplacement et de bruit.
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Dimensionner selon les déperditions thermiques, pas selon la surface au sol
Les règles empiriques basées sur la surface au sol ignorent les deux éléments les plus importants : le niveau d'isolation et l'étanchéité à l'air. Un calcul des déperditions pièce par pièce selon la norme EN 12831 donne la charge thermique de conception en kW à votre température extérieure de conception locale ; ce chiffre, augmenté d'une marge pour le réchauffement de l'eau chaude, est ce que la pompe à chaleur doit couvrir.
- Utilisez le point de conception, pas la puissance nominale. Une unité d'une puissance nominale de 12 kW à 7 °C extérieur et 35 °C de départ peut fournir considérablement moins à -10 °C extérieur et 50 °C de départ. Lisez les tableaux de capacités, pas le nom du modèle.
- N'ajoutez pas une marge de sécurité par-dessus une autre marge. Les calculs de déperditions thermiques supposent déjà le pire scénario en régime permanent. L'ajout d'une marge de 30 % supplémentaire produit une unité qui passe la majeure partie de la saison en dessous de sa modulation minimale.
- Vérifiez la puissance modulée minimale. Une unité inverter capable de descendre à 30 % de sa puissance nominale se comporte bien mieux lors d'un automne doux qu'une unité qui ne descend qu'à 60 %.
- Calculez la charge d'eau chaude séparément. Le réchauffement d'un ballon de 190 L ou 240 L est un événement de courte durée à forte demande, généralement géré par la programmation plutôt que par une puissance nominale supplémentaire.
La température de départ est le principal levier d'efficacité
Chaque degré de température de départ coûte en termes d'efficacité. En règle générale, chaque réduction de 1 °C de la température de départ améliore le COP d'environ 2 à 2,5 %, ainsi, une même machine sur une même maison peut passer d'un rendement médiocre à excellent selon la configuration des émetteurs.
- Le chauffage au sol fonctionne avec un départ de 30 à 40 °C car la surface d'émission est énorme. C'est l'association naturelle et celle qui offre l'efficacité saisonnière la plus élevée.
- Des radiateurs surdimensionnés ou remplacés peuvent fonctionner entre 40 et 45 °C. Doubler la surface des radiateurs dans les deux ou trois pièces les plus froides est généralement moins coûteux que d'accepter un système à 55 °C pendant vingt ans.
- Des radiateurs existants dimensionnés pour une chaudière à gaz entre 65 et 70 °C fonctionneront, mais la pénalité sur le COP est sévère et l'unité pourrait n'avoir besoin de sa plage haute température que quelques jours par an.
- La compensation climatique doit toujours être activée. Une consigne de départ fixe gaspille tout l'avantage d'un compresseur modulateur.
COP, SCOP et signification des chiffres
Le COP (coefficient de performance) est la puissance thermique divisée par l'entrée électrique à un point de fonctionnement donné, par exemple A7/W35, soit 7 °C d'air extérieur et 35 °C de départ. Le SCOP est la moyenne saisonnière sur un profil climatique et une température de départ définis, calculée selon la norme EN 14825. Le SCOP est l'indicateur fiable pour comparer les coûts d'exploitation car il inclut le fonctionnement à charge partielle, les cycles de dégivrage et la veille.
- Comparez toujours des éléments similaires. Un SCOP annoncé pour un départ de 35 °C et un autre annoncé pour un départ de 55 °C ne sont pas des chiffres comparables.
- Le dégivrage est primordial. Entre environ -5 °C et +5 °C avec une forte humidité, le serpentin extérieur givre et l'unité s'inverse périodiquement pour le faire fondre. Des dégivrages fréquents font baisser le chiffre saisonnier.
- Le SPF correspond à ce que vous obtenez réellement. Le facteur de performance saisonnier (SPF) mesuré sur site inclut les pompes, les commandes et tout chauffage d'appoint, il se situe donc en dessous du SCOP indiqué dans la brochure.
Conseil pratique
Avant la mise en service, vérifiez le volume d'eau minimum du système et le débit à travers l'unité. La plupart des plaintes concernant les cycles courts proviennent d'un système ayant un volume insuffisant et trop de vannes thermostatiques se fermant simultanément. Un ballon tampon correctement dimensionné ou un répartiteur hydraulique, ainsi que le maintien d'au moins un circuit ouvert en permanence, résolvent plus de problèmes que n'importe quel réglage de commande.
Monobloc ou split, R32 ou R290
Dans un monobloc, tout le circuit frigorifique est scellé à l'intérieur de l'unité extérieure et seules les conduites d'eau pénètrent dans le bâtiment ; aucune manipulation de gaz F n'est donc requise sur site, mais la tuyauterie extérieure doit être protégée contre le gel. Dans un split, le compresseur est situé à l'extérieur et le condenseur à l'intérieur, reliés par des conduites de fluide frigorigène, ce qui élimine le risque de gel et réduit généralement le bruit extérieur, mais nécessite l'intervention d'un technicien certifié en manipulation des fluides frigorigènes pour la mise en service.
- Le R32 est le fluide frigorigène standard actuel, avec un GWP de 675, légèrement inflammable (classe A2L) et bien pris en charge dans toute la chaîne d'approvisionnement.
- Le R290 (propane) a un GWP de 3 et atteint des températures de départ plus élevées de manière efficace, mais il est inflammable (classe A3), ce qui impose des distances d'implantation plus strictes par rapport aux fenêtres, portes et regards.
- La taille de la charge et les règles d'implantation sont conformes à la norme EN 378 et à la réglementation sur les gaz F. Confirmez le volume minimal de la pièce et les dégagements avant de fixer l'emplacement de l'unité extérieure.
Point bivalent et appoint chauffage
Le point bivalent est la température extérieure à laquelle la pompe à chaleur seule ne peut plus couvrir les pertes de chaleur du bâtiment. Au-dessus de ce point, le compresseur assure tout ; en dessous, une seconde source de chaleur intervient. Dans un système monoénergétique, cette seconde source est un appoint électrique, généralement de 3 à 9 kW dans l'unité intérieure. Le choix d'un point bivalent situé entre environ -7 °C et -10 °C permet à une unité correctement dimensionnée de couvrir la vaste majorité des besoins annuels en chaleur, l'élément d'appoint n'en fournissant qu'un faible pourcentage.
- Surveillez la fréquence de fonctionnement de la résistance. Un appoint qui s'active régulièrement en novembre signifie que le dimensionnement ou la température de départ est incorrect, et non que l'unité est défectueuse.
- Les cycles anti-légionnelle en ont besoin. La plupart des systèmes utilisent la résistance d'immersion pour monter périodiquement le ballon au-dessus de 60 °C, ce qui est normal et de courte durée.
- Vérifiez le raccordement électrique. Les unités jusqu'à environ 10 kW sont souvent monophasées en 230 V ; les unités plus grandes et la plupart des appoints nécessitent une alimentation triphasée 400 V ainsi qu'un disjoncteur et un différentiel adaptés.
Combiner une pompe à chaleur et le photovoltaïque
La pompe à chaleur est la meilleure charge d'autoconsommation pour un foyer, car elle convertit chaque kWh d'excédent solaire en trois ou quatre kWh de chaleur. La solution pratique consiste en un champ photovoltaïque avec un contrôleur gérant l'injection : un compteur intelligent au point de connexion détecte le surplus, et le système augmente la consigne d'eau chaude ou relève légèrement la courbe de chauffage pendant l'ensoleillement.
- Stockez la chaleur, pas seulement l'électricité. L'augmentation de la température d'un ballon ECS de 45 à 55 °C absorbe plusieurs kWh de surplus pour une fraction du coût d'une capacité de batterie.
- Le décalage saisonnier est une réalité. La demande de chaleur maximale se situe en janvier, tandis que le rendement PV maximal est en juin ; ainsi, une pompe à chaleur améliore fortement l'autoconsommation au printemps et en automne, et beaucoup moins au cœur de l'hiver.
- Surveillez le courant de démarrage. Les compresseurs inverter ont un démarrage progressif, mais l'élément d'appoint est une charge résistive brute qui doit être verrouillée pour ne pas entrer en conflit avec la logique de commande PV.
Bruit et emplacement de l'unité extérieure
L'unité extérieure est la seule partie que les voisins remarquent. Le niveau de puissance acoustique en dB(A) figure sur la fiche technique, mais ce qui importe légalement est la pression acoustique à la limite de propriété, laquelle diminue avec la distance et augmente avec les surfaces réfléchissantes. Évitez de placer l'unité dans un angle entre deux murs, ne dirigez pas le ventilateur vers la fenêtre d'un voisin, respectez les dégagements du fabricant pour le flux d'air et montez-la sur des pieds anti-vibrations sur une base rigide plutôt que directement sur le mur de la maison. Un mode nuit silencieux réduit la vitesse du ventilateur et la fréquence du compresseur au prix d'une légère perte de capacité.
Comparaison des paramètres clés
| Paramètre | Éléments à comparer | Ce que cela affecte |
|---|---|---|
| Puissance thermique | kW à A7/W35 et à la température extérieure de dimensionnement | Si le bâtiment reste chaud lors des jours les plus froids |
| SCOP | Valeur saisonnière à 35 °C et à 55 °C de départ | Coût de fonctionnement annuel, bien plus que le COP de crête |
| Température de départ | Départ maximum et température requise par vos émetteurs | Efficacité, dimensionnement des radiateurs, confort lors des vagues de froid |
| Type de système | Monobloc ou split, R32 ou R290 | Mode d'installation, risque de gel, dégagements d'implantation |
| Eau chaude | Ballon séparé ou réservoir intégré de 190 L ou 240 L | Espace en chaufferie, tuyauterie, prélèvements simultanés |
| Électrique et acoustique | Monophasé ou triphasé, puissance acoustique en dB(A) | Mise à niveau de l'alimentation, dimensionnement du disjoncteur, implantation près des limites |
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Questions fréquemment posées sur les pompes à chaleur
Comment dimensionner une pompe à chaleur pour ma maison ?
Dimensionnez-la à partir d'un calcul des déperditions thermiques pièce par pièce à la température extérieure de base locale, et non à partir de la surface au sol. Consultez ensuite le tableau des capacités du fabricant pour cette température extérieure et pour votre température de départ réelle. N'ajoutez la charge de réchauffage de l'eau chaude que si celle-ci ne peut pas être programmée en dehors des heures de pointe de chauffage.
Quelle est la différence entre le COP et le SCOP ?
Le COP est l'efficacité à un point de fonctionnement donné, tel que A7/W35. Le SCOP est la moyenne saisonnière sur toute une saison de chauffe selon la norme EN 14825, incluant les charges partielles, les cycles de dégivrage et le mode veille. Le SCOP est l'indicateur à comparer pour estimer les coûts d'exploitation, à condition que les deux unités soient indiquées pour la même température de départ.
Puis-je utiliser une pompe à chaleur avec mes radiateurs actuels ?
Généralement oui, mais l'efficacité dépend de la température de départ dont ils ont besoin. Des radiateurs dimensionnés pour une chaudière à gaz à 70 °C imposeront une température de départ élevée et un SCOP médiocre. Agrandir les radiateurs dans les deux ou trois pièces les plus froides pour que le système fonctionne à 45 °C ou moins est normalement la solution la plus économique.
Monobloc ou split : lequel choisir ?
Un monobloc conserve tout le circuit de réfrigérant à l'extérieur, donc aucune intervention sur les gaz F n'est nécessaire sur site, mais les conduites d'eau extérieures doivent être protégées contre le gel. Un split place le condenseur à l'intérieur avec des lignes de réfrigérant entre les unités, évitant ainsi le risque de gel et réduisant souvent le bruit extérieur, mais la mise en service nécessite un technicien certifié en manipulation des fluides frigorigènes.
Ai-je besoin de la version avec ballon d'ECS intégré ?
Choisissez la version intégrée si vous souhaitez une seule unité intérieure comprenant l'hydraulique et un ballon de 190 L ou 240 L, ce qui permet de gagner de la place et de limiter la tuyauterie. Choisissez Split Arctic lorsqu'un ballon approprié existe déjà ou lorsque la demande en eau chaude nécessite un réservoir dédié plus volumineux.
Qu'est-ce qu'un point de bivalence et ai-je besoin d'un appoint ?
Le point de bivalence est la température extérieure en dessous de laquelle la pompe à chaleur seule ne peut plus couvrir les pertes de chaleur du bâtiment, et une résistance électrique d'appoint compense la différence. Réglé entre environ -7 °C et -10 °C, l'appoint ne fournit qu'une faible part de la chaleur annuelle. Une utilisation fréquente par temps clément signale un problème de dimensionnement ou de température de départ.
Le R290 est-il meilleur que le R32 ?
Le R290 (propane) a un potentiel de réchauffement global de 3 contre 675 pour le R32 et atteint des températures de départ élevées plus efficacement, ce qui convient mieux à la modernisation des radiateurs. Son inconvénient est son inflammabilité de classe A3, qui impose des distances d'implantation plus strictes par rapport aux fenêtres, aux portes et aux égouts. Le R32 reste l'option grand public, la mieux supportée.
Quel bruit fait l'unité extérieure ?
Les fiches techniques indiquent la puissance acoustique en dB(A), mais le chiffre important est la pression acoustique à la limite de propriété, qui diminue avec la distance et augmente près des surfaces réfléchissantes. Montez l'unité sur des pieds anti-vibrations sur une base rigide, éloignez le ventilateur des fenêtres voisines et utilisez le mode nuit silencieux lorsque celui-ci est disponible.
Une pompe à chaleur fonctionne-t-elle bien avec le photovoltaïque ?
Oui, c'est l'une des charges d'autoconsommation les plus efficaces car chaque kWh d'énergie solaire excédentaire est converti en trois ou quatre kWh de chaleur. Un champ photovoltaïque doté d'une détection d'exportation peut augmenter la consigne d'eau chaude lors des journées ensoleillées. Le bénéfice est maximal au printemps et à l'automne, et minimal au cœur de l'hiver.
Monophasé ou triphasé : de quoi ai-je besoin ?
Les unités allant jusqu'à environ 10 kW sont couramment disponibles en monophasé 230 V. Les unités plus grandes, ainsi que la plupart des résistances d'appoint électrique de 6 à 9 kW, nécessitent une alimentation triphasée 400 V pour un équilibrage de la charge. Vérifiez la capacité de connexion disponible et le calibre du disjoncteur au niveau du tableau électrique avant de commander.
Le dimensionnement de la pompe à chaleur, le point bivalent et l'efficacité saisonnière atteignable dépendent d'un calcul des déperditions thermiques pour le bâtiment spécifique et de la température de départ nominale des émetteurs.
À propos d'ONSA Plus
Pourquoi les installateurs partout en Europe nous achètent leurs pompes à chaleur
ONSA Plus est un distributeur B2B européen de solutions photovoltaïques, de stockage par batterie, de pompes à chaleur et de bornes de recharge pour VE. Dans nos propres entrepôts au sein de l'UE, nous stockons plus de 1 500 produits de plus de 25 marques, dont Huawei, Solis, SolaX et Dyness.
Nous ne sommes pas qu'une simple société commerciale. Nous concevons et entretenons nous-mêmes les systèmes énergétiques, nous répondons donc aux questions sur le dimensionnement des pompes à chaleur, les températures de départ et le couplage photovoltaïque à partir de la pratique technique, et non d'un catalogue. Vous gérez vos demandes de garantie directement avec nous et effectuez vos achats par chantier.
