Le choix d'une PAC se fait avec un professionnel qui effectuera un bilan thermique de l’habitation. © alphaspirit, Fotolia

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Pompe à chaleur air/eau : comment calculer la puissance nécessaire ?

Question/RéponseClassé sous :Thermique , Pompe à chaleur , puissance d'une pompe à chaleur

La pompe à chaleur (PAC) air/eau est la plus économique à installer. Bien dimensionnée, elle fonctionne au mieux de ses capacités et dure longtemps. Le calcul, complexe, s'effectue à partir d'un bilan thermique de l'habitation. Une tâche à réserver à un bureau d'étude spécialisé ou au professionnel certifié en charge de l'installation.

Surdimensionnée, la pompe à chaleur coûte plus cher que nécessaire, à l'achat et à installer. L'appareil fonctionne par à-coup, ce qui réduit à la fois ses performances et sa durée de vie. À l'inverse, une puissance insuffisante ne permet pas de couvrir tous les besoins en chauffage. Le déficit de capacité oblige à recourir plus souvent à un générateur d'appoint. 

Un calcul effectué en mode chauffage

Le calcul de puissance s'effectue à partir du bilan thermique de l'habitation. L'examen permet d'identifier les éventuelles déperditions calorifiques de la maison et d'évaluer sa consommation énergétique globale. L'étude de dimensionnement s'appuie sur plusieurs paramètres :

  • la température extérieure de base, la plus basse constatée sur 5 jours par an ;
  • la température d'eau du circuit de chauffage (plancher chauffant 30/35 °C, ventilo-convecteur 40/48 °C, radiateur BT 55 °C...) ;
  • la température ambiante désirée... 
Les moyennes de températures extérieures varient en fonction de la zone climatique et de l'altitude. © Elyotherm

À Nantes, au niveau de la mer, la moyenne hivernale est de l'ordre de -3/-4 °C.  Elle est de -2 °C à Bastia et à Nice, de - 9 °C à Lille, de -11 °C à Grenoble, de -17 °C au Mont Dore, etc. Ces chiffres sont à pondérer en fonction de l'accélération du réchauffement climatique. D'autres paramètres entrent en ligne de compte dans le calcul de puissance, tels le volume habitable (en mètre cube) et le niveau d'isolation de la maison. 

Un calcul à adapter au mode de fonctionnement

La PAC air/eau se destine en priorité aux régions dont le climat n'est pas trop rigoureux. Une implantation en altitude est à éviter. En effet, plus la température extérieure est basse, plus la puissance de la PAC diminue et les besoins calorifiques augmentent. La PAC peut fonctionner de plus plusieurs façons...

  • En monovalent, la pompe à chaleur est dimensionnée pour couvrir la totalité des besoins de chauffage. Problème : dans une période où les hivers s'avèrent plus cléments, elle risque d'être trop puissante pendant une bonne partie de la saison de chauffe. Cette solution s'envisage essentiellement pour la construction neuve bien isolée.
  • En bivalent avec résistance d'appoint. La puissance de la PAC se calcule de manière à ce qu'elle puisse couvrir 80 % des besoins de chauffage (au minimum) à une température extérieure n'excédant pas celle de base. Dès que le thermomètre passe sous ce seuil, l'appoint électrique prend le relais. Exemple pratique : dans une maison bordelaise chauffée par le sol, le bilan thermique a révélé 10 kW de déperditions. La pompe à chaleur doit être capable de restituer au moins 80 % de ces déperditions (soit 8 kW) jusqu'à -4/-5 °C de température extérieure, avec un circuit de chauffage à 35 °C maximum. La puissance maximale admise étant de 12 kW (120 % des déperditions), l'appoint électrique nécessaire ne dépassera pas 4 kW. 
  • En relève de chaudière. Autre mode bivalent, cette solution est un choix courant en rénovation. La PAC est dimensionnée pour fournir de 50 à 60 % de la puissance de chauffage. Concrètement, vu qu'elle fonctionne en parallèle avec la chaudière, elle parvient à couvrir 80 % des besoins de chaleur la plus grande partie de l'hiver. 
Couplée avec un module hydraulique de type « tout en un », la PAC aérothermique peut alimenter un plancher chauffant/rafraîchissant et assurer la production d'eau chaude sanitaire. © Vaillant (AroTherm)
  • Les PAC air/eau les plus performantes actuellement affichent un coefficient de performance (COP) de 5 : classe maximale d'efficacité énergique (A+++).
  • Il faut toutefois faire preuve de circonspection quant à la capacité de fonctionnement (souvent optimiste) annoncée à très basse température : en dessous de -10 °C.
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