Concevoir

Comment dimensionner une pompe à chaleur ?

Le dimensionnement d'une pompe à chaleur consiste :

• à définir le besoin (profil d'utilisation actuel et futur) que la PAC doit rencontrer chauffage, ECS, refroidissement, dont dépendra la puissance de l'appoint ;
• à choisir le type de source froide  ;
• à choisir son mode de fonctionnement : monovalent, monoénergétique, bivalent alternatif ou parallèle ;
• à déterminer la nécessité ou non d'un ballon tampon ou d'un accumulateur de chaleur . Ces 2 derniers permettent une production d'ECS semi-instantanée et à accumulation ainsi que de garantir une moindre fréquence d'enclenchement de la PAC (pour limiter le risque d'usure prématurée du matériel et pour améliorer l'efficacité du système). Un espace permettant de l'accueillir est donc à prévoir.

Les performances de la PAC dépendent grandement du dimensionnement de celle-ci. Il sera donc important d'évaluer les besoins en prenant en compte notamment les éventuels travaux futurs (amélioration de l'enveloppe, changement d'affectation,…).

Voir également la page traitant du dimensionnement d'un producteur de chaleur dans le dossier Concevoir une installation de chauffage et ECS efficace.

Comment réguler la pompe à chaleur ?

La régulation dépendra des différents élément suivants :

• mode de fonctionnement (monovalent, monoénergétique, bivalent),
• dégivrage (pour les PAC aérothermiques),
• besoins (chauffage, ECS, refroidissement),
• nécessité d'un ballon tampon ou d'un accumulateur de chaleur,
• régime de température ,
• dispositifs de sécurité,
• type d'appoint ,
• …

Pour les principes généraux de la régulation des pompes à chaleur, voir la page La régulation des pompes à chaleur du site Energie+ . 

Pour plus d'information sur la régulation des systèmes de chauffage de manière générale, voir le Dossier Optimiser la régulation des installations de chauffage et d'eau sanitaire

Quels sont les points d'attention lors du placement d'une pompe à chaleur avec appoint ?

Le choix de la source de chaleur d'appoint dépend de nombreux facteurs, dont notamment :

• la puissance de chauffe nécessaire aux besoins du bâtiment
• l'état du producteur de chaleur existant (par exemple, une ancienne chaudière toujours opérationnelle)
• l'espace disponible dans le local technique
• l'accès à d'autres sources renouvelables (biomasse-énergie, énergie solaire…)
• la puissance de l'alimentation électrique (suffisante pour une PAC électrique de x kW ?)
• …

La combinaison dans une même unité d'une pompe à chaleur avec une chaudière à condensation ou une résistance électrique (et par extension, avec toute autre source d'énergie, renouvelable ou non) constitue une pompe à chaleur hybride dans laquelle une régulation intelligente intégrée choisit la source d'énergie la plus performante en fonction des conditions extérieures. Elles sont particulièrement bien adaptées aux puissances de chauffe typiques du logement résidentiel unifamilial.

Pompe à chaleur air/eau hybride

(Source : Fujitsu)

Suivant les cas de figure, il sera important de suivre les prescriptions suivantes :

• Si une chaudière existante est utilisée comme appoint , elle doit être équipée d'une vanne trois voies à commande électrique (voir schéma ci-dessous) pour régler la température de sortie de l'eau chaude. Si ce n'est pas le cas, il est recommandé de la poser en même temps que l'installation de la pompe à chaleur. Le circulateur existant peut être conservé (sans être électriquement raccordé). La circulation d'eau chaude sera alors prise en charge par la pompe de circulation intégrée à la pompe à chaleur.
• Une pompe à chaleur peut être raccordée au système de chauffage de différentes manières, mais toujours au niveau du circuit de chauffage où la température est la plus basse , soit sur le retour d'eau chaude en amont de l'appoint, de manière à maximiser la puissance et le COP de la pompe à chaleur (voir schéma ci-dessous). 

Schéma de principe d'un système de chauffage bivalent

© Architecture et Climat - LOCI – UCL

• Couplage d'une PAC et d'une chaudière : les PAC chauffage existent en version HT (High Temperature : 65° à 80°C) et LT (Low Temperature : 55°C). La machine réversible peut monter jusqu'à 60°C. En revanche, toutes les trois fonctionnent avec des boucles d'eau où la différence de température est de 10°C. Les températures maximum de retour chauffage sont donc respectivement de 55°C (HT), 45°C (LT) et 50°C (réversible). La chaudière qui vient en relève de la PAC, doit être au même régime de température d'eau que la PAC. A défaut, la température de retour augmente et la pompe à chaleur s'arrête. Dans ces conditions, la chaudière doit être capable d'assurer seule le besoin de chauffage (dimensionnée à 100% des déperditions) et le redémarrage de la PAC ne doit nécessiter aucune intervention manuelle.
• Si une pompe à chaleur monobloc est installée dans un local comportant un générateur d'air chaud fonctionnant au gaz , il faut prévoir une ventilation supplémentaire dans le mur de manière à ce qu'une fuite éventuelle dans la conduite d'air de la PAC n'ait pas d'incidence sur la pression de l'air dans la pièce, ce qui risquerait de perturber le tirage du générateur d'air chaud. En tout état de cause, la ventilation de la chaufferie doit être réalisée selon les normes en vigueur.

Comment les pompes à chaleur sont-elles certifiées et labellisées ?

Marquage CE des systèmes

Toutes les pompes à chaleur commercialement disponibles sont pourvues du marquage CE. Ce marquage n'est pas un label en tant que tel, mais indique que le produit répond aux normes et prescriptions européennes en vigueur en matière de sécurité, de santé et de protection de l'environnement. Ce marquage CE doit être apposé par le fabricant.

Ecolabel européen pour les pompes à chaleur

Il existe un écolabel européen pour les pompes à chaleur : air/eau, sol/eau (utilisant de la saumure comme fluide secondaire côté évaporateur) ou eau/eau qui produisent de la chaleur pour un système de chauffage central à eau.

Pour bénéficier de cet écolabel PAC doivent répondre à certains critères, entre autres :

• présenter un COP _test minimum en mode chauffage et eau chaude sanitaire ;
• utiliser un fluide frigorigène dont le potentiel de réchauffement global n'excède pas 2000 sur une période de 100 ans ;
• utiliser des pièces de rechange disponibles pendant au moins 10 ans.

De plus cet écolabel donne droit à des primes en Région de Bruxelles-Capitale.

Les liens vers les textes réglementaires relatifs à l'écolabel européen sont repris dans Aller plus loin.

Etiquetage énergétique des PAC

L'introduction de l'étiquetage énergétique européen (Energy-labelling) des PAC, à compter du 26 septembre 2015 , donne pour la première fois au consommateur une information comparable sur l'efficacité relative de ces appareils. L'étiquetage, comprend :

• une classification allant du vert foncé (A+++, le moins énergivore) au rouge (D, le plus énergivore),
• des informations sur les rendements (affichage des performances minimales),
• la consommation énergétique annuelle,
• le niveau de bruit de l'installation en opération. 

Label énergétique typique d'une pompe à chaleur air/air

(Source : Mitsubishi Electric )

Les liens vers les textes réglementaires relatifs à l'étiquetage sont repris dans Aller plus loin.

Ecoconception

La Directive Ecoconception (Ecodesign en anglais) définit des performances minimales pour les producteurs, et notamment pour les PAC :

• mises sur le marché et/ou en service depuis le 26 septembre 2015
• d'une puissance thermique nominale ≤ 400 kW

• destinées à la production

  • de chauffage uniquement
  • combinée de chauffage et d'eau chaude sanitaire
  • d'eau chaude sanitaire uniquement

Les PAC sont soumises à des exigences :

• d'efficacité minimale,
• de niveaux acoustiques maximaux,

En outre, les informations sur les produits doivent figurer dans les fiches techniques.

Les liens vers les textes réglementaires relatifs à l'écoconception sont repris dans Aller plus loin.

Cahier des charges

En prévision de la réception des travaux et de la mise en service de l'installation, une PAC doit satisfaire à un certain nombre d'exigences et à un niveau de service minimum, dont principalement :

• La conformité de tous les composants principaux avec la législation nationale (marquage CE)
• Un COP au minimum équivalent à celui prescrit par la directive européenne Ecoconception et testé selon la norme EN-14511 par un laboratoire accrédités selon ISO 17025 
• Une déclaration du niveau sonore répondant aux prescriptions de la directive européenne Ecoconception
• La disponibilité d'une documentation commerciale et d'un planning d'entretien et de mise en service dans la langue de l'utilisateur
• La disponibilité d'un service après-vente opérationnel et rapide
• Une garantie complète de deux ans et la disponibilité de pièces de rechange pendant au moins 10 ans.

Cahier des charges type-Bâtiments 2022

Le Cahier des Charges Type-Bâtiments 2022, élaboré par la Wallonie et ses partenaires, constitue la référence pour l'établissement de « Cahiers Spéciaux des Charges de qualité dans la prescription de travaux de constructions ou rénovations de bâtiments ». Ce cahier des charges contient des contenus standards relatifs aux pompes à chaleur dans le tome 6 « HVAC Sanitaire », en particulier dans la section 63.16.2 « Production de Chaleur à partir de pompe à chaleur air/eau ».

Accéder au site des Cahier des Charges Type-Bâtiments 2022 (version française uniquement)

Cahier des charges type – Institut De Nayer

Un cahier des charges type, spécifique au chauffage des logements à l'aide d'une pompe à chaleur a aussi été réalisé par l'Institut De Nayer pour le compte de la Région flamande. Ce document vient en  complément au code de bonne pratique pour l'application de systèmes de pompes à chaleur dans l'habitat.

Accéder au Cahier des Charges Type – Institut De Nayer (version néerlandaise uniquement)

Coût / primes

Estimation du coût d'une installation de chauffage par pompe à chaleur

Etant donné la diversité des systèmes de PAC et des systèmes de distribution de chaleur adaptés, le coût global d'une installation de chauffage de ce type varie très fort en fonction :

• du type et de la qualité du matériel installé,
• de la source de chaleur,
• des émetteurs de chaleur,
• du mode de fonctionnement de la pompe à chaleur,
• de la régulation de l'installation,
• de la configuration du montage, etc.

L'élément déterminant de la rentabilité économique d'une PAC est son coefficient de performance annuelle (COPA). Plus il est élevé, moins le kWh thermique produit sera cher et plus le temps de retour sur investissement sera court. 

Dans la mesure où la performance d'une pompe à chaleur dépend de multiples facteurs de natures différentes, la rentabilité de l'investissement doit être évaluée au cas par cas. Celle-ci sera différente selon qu'il s'agit d'une installation domestique ou tertiaire.

Dans tous les cas, il s'agit de considérer le coût d'investissement et le coût d'exploitation.

Primes

Les primes accessibles aux utilisateurs de pompes à chaleur en Région de Bruxelles-Capitale sont renseignées sur le site de Bruxelles Environnement .