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N°3 - Les performances énergétiques des pompes à chaleur - niv 4

N°3 - Les performances énergétiques des pompes à chaleur - niv 4

En formation de niveau 5 (CAP) on n'étudiera pas ce §.



Le bilan énergétique et financier des pompes à chaleur dépend des conditions en température (et éventuellement d’humidité) du milieu source de chaleur et de la température du milieu réchauffé.

Grossièrement, dans de bonnes conditions de fonctionnement, la pompe à chaleur réussit à transférer 7 [kWh] d’énergie gratuite pour une consommation électrique de 3 [kWh].

transformateur

Pour 10 [kWh] de chauffage, la facture sera donc de 3 [kWh] d’électricité.

image

Ordre de grandeur des performances d’une pompe à chaleur puisant de la chaleur dans de l’air extérieur à +7 [°C] pour réchauffer de 30 à 35 [°C] l’eau d’un circuit de chauffage.

Dans ces conditions de fonctionnement, on dit que le coefficient de performance (COP) de la PAC est de :

PAC

Remarque:
Depuis 2013, le COP est remplacé par le SCOP.

Le COP est le coefficient de performance fourni à l'instant « t », selon des conditions extérieures et intérieures de températures bien définies.

En fait, la performance globale générant des économies d'énergie réelle se mesure selon les différents régimes variables, et en tout état de cause sur la saison de chauffe.

Le SCOP (coefficient de performance global de la PAC) est le coefficient de performance saisonnière en mode chauffage (SCOP).
Le SCOP est donc représentatif de l'ensemble de la saison de chauffage. Il est calculé en divisant la demande annuelle de chauffage de référence par la consommation d'électricité correspondante du climatiseur en mode chaud.

Les dossiers d'Eformation Xpair rédigés avant 2013 continueront d'utiliser la notion de COP dont la valeur n'est, sous nos climats, pas très éloignée de la valeur du SCOP.

Question

Q1: Une PAC présente une puissance (calorifique) de 25 [kW] et un COP de 4.
Quelle puissance électrique absorbe-t-elle?

6,25 [kW]


Explication :

La puissance électrique absorbée est de :
P électrique = P calorifique / COP = 25/4 = 6,25 [kW]

Question

Q2: Une PAC a fourni 450 000 [kWh] avec un COP moyen de 2,5.
Quelle a été sa consommation d'électricité?

180 000 [kWh]


Explication :

La puissance électrique consommée est de :
P électrique = P calorifique / COP = 450 000/2,5 = 180 000 [kWh]

Mais attention, comme nous le verrons dans le dossier « Performances et installation des PAC » les capacités des pompes à chaleur ne sont pas constantes.

Les performances se dégradent au fil de l’hiver lorsque l’écart de température entre le milieu source de chaleur et le milieu à réchauffer augmente.

Nous verrons ainsi, particulièrement pour les PAC sur air extérieur (et les climatiseurs réversibles), que lorsque la température extérieure décroît (ou que la température du milieu réchauffé augmente) :

  • La puissance calorifique fournie par la PAC diminue
  • La consommation électrique augmente (le COP se dégrade).

De ce fait, il est rare en rénovation qu’une pompe à chaleur de type Air extérieur / Eau de chauffage puisse assurer l’intégralité des besoins de chauffage et d’eau chaude sanitaire.

Les PAC de type géothermique le permettront mais fonctionneront toujours d’autant mieux qu’elles seront confrontées à des systèmes de chauffage basse température type plancher chauffant ou ventilo-convecteur.

Sur le fonctionnement des ventilo-convecteurs, on pourra étudier le dossier « Les ventilo-convecteur », dans la rubrique «Climatisation décentralisée».

Le réchauffage d’une piscine en hiver et surtout en mi-saison sera aussi une bonne utilisation de la pompe à chaleur.

Plancher chauffant

Plancher chauffant Source géothermie13

Source Everblue

Source Everblue