Indicateurs clés et dimensionnement des pompes à chaleur
Introduction : Trouver la bonne pompe à chaleur
Ça y est – une pompe à chaleur doit être installée. Reste la question : Laquelle ?
Pour comparer les pompes à chaleur et choisir la bonne taille, des indicateurs importants existent. Dans cet article, nous expliquons toutes les valeurs pertinentes et donnons des règles pratiques pour le dimensionnement.
Les indicateurs les plus importants
COP – Coefficient of Performance
Définition : Le rapport entre la puissance thermique produite et la puissance électrique consommée – mesuré dans des conditions standard (conditions de laboratoire).
Formule : COP = Puissance thermique (kW) / Puissance électrique (kW)
La signification des différentes valeurs de COP peut être illustrée clairement :
| COP | Signification |
|---|---|
| 3,0 | Pour 1 kW d'électricité, on obtient 3 kW de chaleur |
| 4,0 | Pour 1 kW d'électricité, on obtient 4 kW de chaleur |
| 5,0 | Pour 1 kW d'électricité, on obtient 5 kW de chaleur |
Valeur de référence : Un COP supérieur à 4 est considéré comme bon, supérieur à 5 comme très bon.
Important : Le COP est mesuré en conditions de laboratoire et n'est qu'une valeur instantanée. L'efficacité réelle au quotidien peut différer !
SCOP – Seasonal Coefficient of Performance
Définition : Le COP saisonnier – une valeur moyenne pondérée sur une période de chauffage typique.
Le SCOP prend en compte :
- Différentes températures extérieures
- Différents états de fonctionnement
- Conditions d'utilisation plus réalistes
Avantage : Plus réaliste que le COP, car il intègre diverses conditions.
SPF – Seasonal Performance Factor (JAZ en allemand)
Définition : L'efficacité réelle d'une pompe à chaleur sur une année entière – mesurée en fonctionnement réel.
Formule : SPF = Chaleur produite (kWh/an) / Électricité consommée (kWh/an)
Selon le SPF atteint, on peut évaluer l'efficacité de l'installation :
| SPF | Évaluation |
|---|---|
| < 3,0 | À améliorer |
| 3,0–3,5 | Acceptable |
| 3,5–4,0 | Bon |
| > 4,0 | Très bon |
La différence avec COP/SCOP :
- COP/SCOP sont des données du fabricant dans des conditions définies
- SPF est la valeur réelle de votre installation concrète
Autres indicateurs importants
Outre COP et SPF, d'autres indicateurs importants pour le choix d'une pompe à chaleur existent :
| Indicateur | Signification |
|---|---|
| Puissance de chauffage (kW) | Puissance thermique maximale |
| Température de départ | Température de l'eau de chauffage (optimale : 35–50°C) |
| Température de retour | Température de l'eau revenant |
| GWP | Global Warming Potential du fluide frigorigène |
| Niveau sonore (dB) | Volume de l'unité extérieure |
Température de départ et de retour
Température de départ : La température de l'eau de chauffage qui circule vers le chauffage.
La température de départ requise dépend du système de chauffage :
| Système de chauffage | Température de départ typique |
|---|---|
| Chauffage au sol | 30–40°C |
| Radiateurs basse température | 45–55°C |
| Anciens radiateurs | 60–70°C |
Important : Plus la température de départ est basse, plus la pompe à chaleur travaille efficacement !
Pourquoi ? À hautes températures de départ, le compresseur doit travailler davantage, ce qui réduit le rendement.
GWP – Global Warming Potential
Le potentiel de réchauffement climatique du fluide frigorigène utilisé :
Selon le fluide frigorigène, les impacts environnementaux varient considérablement :
| Fluide frigorigène | GWP | Évaluation |
|---|---|---|
| R290 (Propane) | 3 | Très bon |
| R32 | 675 | Moyen |
| R410A | 2088 | Mauvais |
Plus la valeur GWP est basse, plus c'est respectueux de l'environnement !
Niveau sonore
Le volume de l'unité extérieure – important pour le voisinage et le repos nocturne :
Pour pouvoir interpréter les valeurs en décibels, une comparaison avec des bruits quotidiens aide :
| Niveau sonore | Comparaison |
|---|---|
| 40 dB | Zones résidentielles calmes |
| 50 dB | Conversation normale |
| 60 dB | Niveau sonore de bureau |
| 70 dB | Circulation routière |
Recommandation : Choisir une unité extérieure avec maximum 50 dB.
Règles pratiques pour le dimensionnement
Pour choisir la bonne pompe à chaleur, il faut d'abord déterminer les besoins en chaleur.
Étape 1 : Calculer les besoins totaux en chaleur
Formule : Besoins en chaleur (kW) = Surface habitable (m²) × Besoins spécifiques (W/m²) / 1000
Besoins spécifiques en chaleur selon le type de bâtiment
Les besoins spécifiques en chaleur varient fortement selon le standard d'isolation du bâtiment :
| Type de bâtiment | Besoins spécifiques |
|---|---|
| Maison passive | 10–20 W/m² |
| Nouvelle construction KfW-40 | 25–35 W/m² |
| Nouvelle construction KfW-55 | 35–45 W/m² |
| Ancien bâtiment bien rénové | 50–70 W/m² |
| Ancien bâtiment partiellement rénové | 70–100 W/m² |
| Ancien bâtiment non rénové | 100–150 W/m² |
Exemple : 150 m² ancien bâtiment bien rénové
- 150 m² × 60 W/m² = 9 000 W = 9 kW
Étape 2 : Prendre en compte les heures creuses
Les fournisseurs d'énergie proposent souvent des tarifs avantageux pour pompes à chaleur – mais avec des heures creuses (p.ex. 3 × 2 heures par jour).
Formule pour la puissance supplémentaire :
Puissance supplémentaire = Charge de base × (Heures creuses / 24)
Exemple : 9 kW de charge de base, 6 heures creuses
- 9 kW × (6/24) = 9 kW × 0,25 = 2,25 kW
- Puissance totale : 9 + 2,25 = 11,25 kW
Étape 3 : Prendre en compte l'eau chaude
Si la pompe à chaleur doit aussi préparer l'eau chaude :
Règle empirique : ~0,25 kW par personne
Selon la taille du ménage, un supplément correspondant doit être prévu :
| Taille du ménage | Besoins supplémentaires |
|---|---|
| 2 personnes | 0,5 kW |
| 4 personnes | 1,0 kW |
| 6 personnes | 1,5 kW |
Exemple de calcul complet
Un exemple concret montre comment tous les facteurs interagissent :
| Poste | Calcul | Résultat |
|---|---|---|
| Charge de base | 150 m² × 60 W/m² | 9,0 kW |
| Heures creuses | 9 kW × 0,25 | 2,25 kW |
| Eau chaude | 4 personnes × 0,25 kW | 1,0 kW |
| Total | 12,25 kW |
→ Une pompe à chaleur de 12–14 kW serait appropriée.
Éviter le surdimensionnement !
Attention : Une pompe à chaleur trop grande n'est pas meilleure !
Problèmes du surdimensionnement
Une pompe à chaleur trop grande peut causer divers problèmes :
| Problème | Explication |
|---|---|
| Cyclage | Marche/arrêt constants |
| Usure | Contrainte plus élevée du compresseur |
| Inefficacité | Pompe à chaleur rarement dans l'optimal |
| Coûts plus élevés | Coûts d'acquisition inutilement élevés |
La règle d'or
Mieux vaut dimensionner légèrement plus petit et enclencher une résistance électrique en pointes de charge, que de surdimensionner !
Comparaison des indicateurs
Lors du choix d'une pompe à chaleur, vous devriez comparer :
Certaines valeurs sont comparables à l'achat, d'autres seulement déterminables après mise en service :
| Comparable à l'avance | Déterminable après exploitation |
|---|---|
| COP (données fabricant) | SPF (votre efficacité réelle) |
| SCOP | |
| Niveau sonore | |
| GWP du fluide frigorigène | |
| Puissance de chauffage (kW) |
Points d'attention particuliers
- SCOP est plus réaliste que COP
- Permettre de basses températures de départ (chauffage au sol !)
- Faible valeur GWP pour la protection de l'environnement
- Volume approprié pour votre environnement résidentiel
- Dimensionnement adapté – pas trop grand !
Calcul de rentabilité
Calculer les coûts d'électricité annuels
Formule : Coûts d'électricité = Besoins en chaleur (kWh) / SPF × Prix électricité (€/kWh)
Exemple :
- Besoins en chaleur : 15 000 kWh/an
- SPF : 4,0
- Prix électricité : 0,30 €/kWh
→ 15 000 / 4 × 0,30 = 1 125 €/an
Comparaison avec d'autres systèmes de chauffage
Une comparaison des coûts montre les avantages de la pompe à chaleur par rapport aux autres systèmes :
| Système | Coûts pour 15 000 kWh de chaleur |
|---|---|
| Pompe à chaleur (SPF 4) | ~1 125 €/an |
| Chauffage au gaz | ~1 800 €/an |
| Chauffage au fioul | ~2 100 €/an |
| Chauffage électrique direct | ~4 500 €/an |
La pompe à chaleur est la plus rentable à long terme !
Conclusion
Message cle : Les indicateurs les plus importants pour le choix d'une pompe a chaleur sont le SCOP/COP (efficacite - plus c'est eleve, mieux c'est), la puissance de chauffage (adaptee aux besoins calcules), la temperature de depart (plus basse = plus efficace), le niveau sonore (pour de bonnes relations de voisinage) et le GWP (pour la protection de l'environnement). Avec les regles pratiques, vous pouvez estimer grossierement vos besoins en chaleur. Pour une planification precise, un calcul de charge thermique professionnel selon DIN EN 12831 est recommande.
Si votre pompe a chaleur doit chauffer seule ou fonctionner avec un deuxieme generateur de chaleur, c'est ce que clarifie l'article Modes de fonctionnement : Monovalent, bivalent et hybride.
La série complète « Pompes à chaleur »
- L'anti-réfrigérateur : Comment fonctionne une pompe à chaleur ? – Fondamentaux
- Les composants : Échangeur de chaleur, compresseur et détendeur – Composants
- Indicateurs clés et dimensionnement des pompes à chaleur – Vous êtes ici
- Modes de fonctionnement : Monovalent, bivalent et hybride – Modes d'exploitation
- Types de pompes à chaleur et le duo de rêve avec les installations solaires – Air-eau, géothermique & solaire