La pompe à chaleur (PAC) est une solution écologique et économique pour chauffer ou refroidir votre habitation en utilisant l’énergie renouvelable de l’air, de l’eau ou du sol. Cependant, pour tirer le meilleur parti de cette technologie, il est crucial de dimensionner correctement votre PAC. Une note de dimensionnement PAC bien réalisée permet d’optimiser l’efficacité énergétique de votre système et d’assurer un confort thermique optimal. Dans cet article, nous vous guiderons à travers les étapes essentielles pour calculer la puissance idéale de votre PAC, en tenant compte des spécificités de votre habitation et des conditions climatiques locales.
La méthode de calcul présentée dans cet article est la méthode utilisée par notre simulateur. Ce dernier détermine automatiquement la puissance idéale, vous propose les pompes à chaleur correspondantes et calcule votre le temps de retour sur investissement en fonction de la PAC choisie et les aides dont vous bénéficiez.
Résumé
Le dimensionnement d’une pompe à chaleur se déroule en 5 étapes.
Dans un premier temps, il faut connaître la température minimale atteinte dans le lieu souhaité. On appelle cette température la température de base. La deuxième étape consiste à calculer la déperdition thermique du logement à la température de base. Avec ces deux éléments nous sommes en mesure de calculer la puissance de chauffage nécessaire à maintenir la température souhaitée dans le logement lorsque la température extérieure atteint la température de base. La quatrième étape consiste à connaître la température de chauffage dont nous avons besoin. C’est alors seulement à partir de ces données qu’il sera possible de dimensionner la PAC et de connaître la puissance de PAC nécessaire.
Plan de l’article
1. Note de dimensionnement PAC : La température de base
Comment déterminer la température de base de son lieu d’habitation ?
A partir de la localisation du logement, et plus particulièrement de son code postal nous sommes en mesure de déterminer l’altitude à laquelle se situe le logement. En connaissant l’altitude ainsi que le numéro du département nous sommes en mesure de rechercher dans le tableau suivant la température de base associée à la localisation sélectionnée.
| Altitude | A | B | C | D | E | F | G | H | I |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0 à 200m | -2 | -4 | -5 | -7 | -8 | -9 | -10 | -12 | -15 |
| 201 à 400m | -4 | -5 | -6 | -8 | -9 | -10 | -11 | -13 | -15 |
| 401 à 600m | -6 | -6 | -7 | -9 | -11 | -11 | -13 | -15 | -19 |
| 601 à 800m | -8 | -7 | -8 | -11 | -13 | -12 | -14 | -17 | -21 |
| 801 à 1000m | -10 | -8 | -9 | -13 | -15 | -13 | -17 | -19 | -23 |
| 1001 à 1200m | -12 | -9 | -10 | -14 | -17 | -19 | -21 | -24 | |
| 1201 à 1400m | -14 | -10 | -11 | -15 | -19 | -21 | -23 | -25 | |
| 1401 à 1600m | -16 | -12 | -21 | -23 | -24 | ||||
| 1601 à 1800m | -18 | -13 | -23 | -24 | |||||
| 1801 à 2000m | -20 | -14 | -25 | -25 | |||||
| 2001 à 2200m | -15 | -27 | -29 |
Exemple: vous habitez à Bourg-en-Bresse, nous avons que la ville se situe dans le 01 et que la ville se situe à 240 m de haut. En plaçant le département 01 sur la carte il apparaît que Bourg-en-Bresse se situe en zone G. A partir du tableau de zones, la zone G à une altitude de 240 m de haut nous donne une température de base de – 11°C.
2. Note de dimensionnement > Calcul des déperditions thermiques du logement
Comment calculer les déperditions thermiques du logement ?
La méthode la plus simple et permettant de fournir une bonne approximation de la déperdition thermique est la méthode de calcul par le coefficient G. Elle consiste à estimer le coefficient G à partir de l’année de construction du logement puis de multiplier ce coefficient par le volume de la maison.
. Le coefficient G est déterminé de la façon suivante:
| Niveau d’isolation | Année de construction | Coefficient G |
|---|---|---|
| Très bien isolé | après 2012 | 0.35 W/m³.C |
| Bien isolé | de 2005 à 2012 | 0.65 W/m³.C |
| Isolé | de 2000 à 2005 ou rénové BBC | 0.8 W/m³.C |
| Moyennement isolé | de 1990 à 2000 | 1 W/m³.C |
| Peu isolé | de 1974 à 1990 ou rénové | 1.4 W/m³.C |
| Pas isolé | Avant 1974 | 2 W/m³.C |
La déperdition thermique de la maison s’écrit alors
Par exemple, la déperdition thermique d’une maison de 100 m² avec une hauteur sous plafond de 2,5 m et construite entre 2000 et 2005 sera
3. Note de dimensionnement PAC > Calcul de la puissance de chauffage nécessaire
Comment calculer la puissance de chauffage nécessaire au logement ?
La puissance de chauffage est calculée en multipliant la déperdition thermique de la maison par la différence de température entre la température souhaitée et la température de base. On peut l’écrire de cette façon:
Quelque soit la méthode de chauffage employée, cette puissance de chauffage correspond à la puissance que doit fournir le système de chauffage pour maintenir la température du logement souhaitée à la température de base.
En étant à Bourg-en-Bresse et en supposant une température intérieure de 21°C, le calcul de la puissance de chauffage nécessaire est le suivant:
Lors des périodes de grand froid (-11°C), il faudra fournir une puissance de chauffage de 6,4 kW pour maintenir le logement à 21°C.
4. Note de dimensionnement PAC > Température de chauffage
Comment connaître sa température de chauffage ?
Les pompes à chaleur fonctionnent en allant chercher de la chaleur à l’extérieur des lieux devant être et de cette façon peuvent fournir plus de chaleur que ce qui a été utilisé pour aller chercher cette chaleur à l’extérieur. Le ratio entre l’énergie fournie et l’énergie nécessaire pour aller chercher des calories à l’extérieurs s’appelle le coefficient de performance énergétique (COP).
Les fabricants de pompes à chaleur fournissent en général les COP et les puissances fournies pour 4 températures spécifiques qui correspondent en général au type de chauffage utilisé. Ces températures sont appelées températures de sortie :
- 35 °C pour les planchers chauffant
- 45 °C pour les planchers chauffant ou les radiateurs basse température
- 55 °C ou 65 °C pour les radiateurs classiques
Cette donnée est importante à renseigner car la performance d’une pompe à chaleur peut varier du simple au double entre une température de sortie de 35°C et une température de sortie de 65°C. Par exemple pour une température extérieur extérieure (température d’entrée) de 7 °C, le cop de la pompe à chaleur Intuis HTI70 DS170 D 6kW est de 4,59 pour une température de sortie de 35°C et de 2,38 pour une température de sortie de 65 °C.
Pour plus de précisions, voici un tableau d’un constructeur présentant la puissance et le cop d’une pompe à chaleur en fonction de la température d’entrée et de sortie :
5. Note dimensionnement PAC > Calcul de la puissance de la PAC
Comment calculer la puissance d’une pompe à chaleur ?
Pour connaître la puissance de chauffage nécessaire, il a fallu combiner les éléments suivants:
- la température de base de sa ville
- la température souhaitée
- la déperdition thermique du logement est estimée à partir du coefficient G défini par la date de construction du logement et du volume de celui-ci.
L’enjeu dans le dimensionnement d’une PAC est, d’une part, d’en choisir une suffisamment puissante pour qu’elle couvre les besoins du logement en toute situation et d’autre part d’éviter de prendre une PAC trop puissante par rapport aux besoins pour ne pas réduire sa durée de vie ni d’alourdir la facture. Selon les cas d’utilisation et les caractéristiques de la PAC, il peut être intéressant de rajouter un appoint électrique ou thermique permettant de fournir la puissance manquante lors des épisodes de grand froid. Cette puissance supplémentaire s’appelle la puissance d’appoint.
Bien dimensionner une PAC revient alors remplir les conditions suivantes à la température de base :
Remplir ces deux conditions garantit une utilisation optimale de la PAC et assure à l’utilisateur de ne pas avoir froid en hiver.
A Bourg en Bresse pour un logement de 100 m², chauffer son logement par temps froid nécessite une puissance de 6,4 kW.Avec une température de base de -11°C, une température souhaitée de 21 °C et une température de sortie de 55°C la puissance de la PAC doit avoir les caractéristiques suivantes:
Avec une puissance à la température de base de -11 °C et à une température de sortie de 55 °C de 5,11 kW et une puissance avec appoint de 8,11 kW, la pompe à chaleur HTI 6 kW présente dans le tableau ci-dessous répond à toutes les exigences. Il est important de noter que le fabricant fournit une température d’appoint de 3 kW pour cette PAC.
Conclusion
En conclusion, le dimensionnement d’une pompe à chaleur nécessite une approche méthodique en plusieurs étapes. À travers ce processus, nous avons exploré les principaux aspects à prendre en compte pour garantir le bon fonctionnement et l’efficacité énergétique de votre système de chauffage.
En comprenant la notion de température de base, calculée en fonction de l’altitude et du département de votre lieu d’habitation, vous pouvez estimer les besoins en chauffage de votre logement. En utilisant des méthodes simples comme le calcul des déperditions thermiques à partir du coefficient G et du volume de la maison, vous pouvez déterminer la puissance de chauffage nécessaire.
L’importance de choisir une pompe à chaleur adéquate réside dans sa capacité à répondre aux besoins de chauffage tout en maintenant une efficacité énergétique optimale. Les conditions de dimensionnement, telles que celles définies par les intervalles de puissance de la PAC et la nécessité éventuelle d’une puissance d’appoint, garantissent un confort thermique optimal dans votre logement, même lors des périodes les plus froides.
En fin de compte, choisir et dimensionner correctement une pompe à chaleur est essentiel non seulement pour assurer votre confort thermique, mais aussi pour réduire votre empreinte énergétique et contribuer à la préservation de l’environnement. En suivant les étapes décrites dans cet article, vous pouvez prendre des décisions éclairées pour optimiser l’efficacité énergétique de votre système de chauffage et améliorer votre qualité de vie tout en réduisant vos coûts énergétiques.
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