Dans le neuf ou bien en rénovation, la pompe à chaleur (PAC) est un choix intéressant pour les personnes qui souhaitent faire installer un système de chauffage performant tout en étant économe en énergie. La pompe à chaleur est particulièrement adaptée pour les habitations ne nécessitant qu’un faible apport en chaleur. La PAC peut être également installée dans d’autres habitations à condition que le propriétaire a pris soin de miser sur son dimensionnement. Pour dimensionner une pompe à chaleur, il est nécessaire de faire appel à un professionnel afin d’assurer un bon rendement.

Qu’est-ce que le dimensionnement ?

Le dimensionnement est une technique qui consiste à calculer la performance de l’appareil en fonction de la configuration de l’habitation et de la solution d’isolation apportée dans le logement. L’installation d’une pompe à chaleur requiert un bon dimensionnement. Cela permet l’utilisation optimale des capacités de la PAC tout en évitant un apport d’énergie supplémentaire. Il faut savoir qu’un sur-dimensionnement permet un rendement plus faible, mais cela entraîne toutefois un investissement plus important.

Pourquoi faut-il dimensionner sa pompe à chaleur ?

Le dimensionnement d’une pompe à chaleur est un travail nécessaire pour assurer un confort optimal et des économies d’énergie. Le dimensionnement d’une pompe à chaleur permet également d’augmenter la fiabilité, la performance et la longévité de l’appareil. A noter que le sur-dimensionnement de la pompe à chaleur entraine un fonctionnement en cycles courts à l’intersaison et tend à abîmer l’appareil plus rapidement. Le sous-dimensionnement de la pompe à chaleur pose aussi une problématique, notamment sur les consommations électriques. En effet, la dépense énergétique est importante étant donné que le fonctionnement des résistances d’appoint est élevé alors que la performance insuffisante pour couvrir les besoins de chauffe en hiver.

Comment dimensionner une PAC ?

Dimensionner PAC est un travail assez complexe qui nécessite l’intervention d’un professionnel, car le dimensionnement est plus complexe pour une pompe à chaleur. En effet, la puissance délivrée par l’appareil dépend principalement de la température d’eau en sortie de la pompe à chaleur. Une élévation de la température d’eau réduit la puissance fournie par la PAC. Pour cela, le professionnel doit effectuer quelques analyses : les déperditions thermiques, la température d’eau nécessaire, et la puissance.

  • Calcul des déperditions thermiques

Le calcul des déperditions thermiques est nécessaire pour connaitre la quantité de chaleur à fournir pour chauffer une pièce à une température donnée. Généralement, les chauffagistes se basent sur des valeurs par défaut et des coefficients de sécurité important de manière à ce que la puissance estimée par les installateurs puisse être au-dessus de la puissance réelle nécessaire.

  • Déterminer la température d’eau nécessaire

Le dimensionnement du réseau de chauffage permet de fournir la puissance maximum de la pompe à chaleur à une température d’eau chaude donnée. En général, la température d’eau chaude varie entre 50 et 80°C. Pour les nouvelles maisons, le réseau de chauffage est habituellement dimensionné par les chauffagistes à une température d’eau de 35°C. A noter que le dimensionnement d’un réseau de radiateurs avec une eau chaude à 65°C ne permet pas de faire passer de l’eau chaude à 50°C en plein hiver. La raison est que la puissance émise par les radiateurs sera insuffisante. Afin de réduire la température d’eau, deux solutions sont disponibles : prévoir l’ajout de nouveaux radiateurs ou réduire les besoins de puissance avec une meilleure isolation de l’habitation.

  • Déterminer la puissance de la PAC

Lors de l’achat d’une pompe à chaleur, la puissance de pompe à chaleur que le fournisseur indique sur les produits est adaptée pour une température extérieure de +7°C et une température d’eau de sortie de pompe à chaleur de +35°C. Ces valeurs ne suffisent pas par pour le dimensionnement PAC pour une température extérieure de -7°C et une température d’eau de sortie de 55°C. Il est donc nécessaire de savoir la courbe de puissance fournie par une PAC sur la température d’eau souhaitée pour une plage de température extérieure de -15°C à +20°C. Le Coefficient de Performance (COP), rapport entre la puissance transmise à la maison et la puissance électrique consommée au réseau, indique le rendement de la pompe à chaleur. Plus le COP est élevé, mieux c’est. Toutefois, le COP évolue également en fonction de la température d’air extérieur et de la température d’eau. Les consommations d’une PAC peuvent être déterminées en prenant compte des courbes de COP à la température d’eau souhaitée pour une température extérieure de -15°C à +20°C.

  • Comparaison de la puissance nécessaire et de la puissance fournie

La dernière étape du dimensionnement d’une pompe chaleur consiste à comparer degré par degré la puissance nécessaire pour chauffer la maison et la puissance fournie par la pompe à chaleur. Les professionnels utilisent ensuite un moteur de calcul pour déterminer le COP moyen, la consommation en kWh de la PAC, la consommation en kWh de la relève et le nombre de cycles courts sur une année.

Dimensionnement selon le type de pompe à chaleur

Dans la pratique, le dimensionnement d’une pompe à chaleur dépend du type d’appareil. Pour faciliter leur travail et pour faciliter une performance optimale de la pompe à chaleur, beaucoup de chauffagistes se spécialisent généralement sur deux ou trois marques parce que les performances ne sont pas les mêmes à température égale.

  • Pompe à chaleur sol

Une pompe à chaleur sol puise l’énergie calorifique qu’elle va restituer à l’intérieur de maison depuis le sol. L’échangeur de chaleur nécessite ainsi un bon dimensionnement afin d’assurer une efficacité optimale de la pompe à chaleur. Le dimensionnement de la pompe à chaleur sol requiert la prise en compte de certains paramètres comme les caractéristiques PAC, le débit et la température du sol, la chaleur du circuit, les capacités de la pompe à chaleur, l’espace disponible et la nature du sol.

  • Pompe à chaleur eau

Une pompe à chaleur eau peut être submersible, son dimensionnement permet de donner une puissance d’entrainement correcte. Cela nécessite de bien déterminer la vitesse d’écoulement, la chute, la pression et le puits de retour.

  • Pompe à chaleur air

Ce type de pompe à chaleur puise son énergie dans l’air extérieur. Le dimensionnement d’une pompe à chaleur air doit prendre en compte la température de l’air extérieure. Pour une région où la température de l’air se situe entre 15 et +35°C, le dimensionnement doit se faire à -8°C pour que la pompe à chaleur puisse absorber ces variations de température.