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Pompes à chaleur : le COP ne dit pas tout !

Par Virgile SCHUHMACHER - Société CHAFFOTEAUX - Juin 2018

LA PROBLEMATIQUE

Avant la mise en place de la directive ErP, les performances des pompes à chaleur aérothermiques à compression électrique étaient certifiées exclusivement selon la norme EN14511. Ainsi la filière s’est habituée à en évaluer l’efficacité énergétique en se référant aux valeurs de coefficient de performance COP aux conditions de fonctionnement à 7°C d’air extérieur.

Figure 1 : Exemple de dimensionnement PAC Air/Eau selon DTU

Exemples de dimensionnement PAC Air/Eau selon DTU

Pour une installation de chauffage par pompe à chaleur, les règles de dimensionnement sont prescrites dans le DTU 65.16 : la pompe à chaleur seule doit fournir un niveau de puissance thermique situé entre 80 et 100% des déperditions totales du bâtiment à la température extérieure de base [Figure 1], qui en France varie entre -2 et -15°C en moyenne et au niveau de la mer [Figure 2].

Figure 2 : Représentation géographique des zones à température de base équivalente selon DTU :

Représentation géographique des zones à température de base équivalente selon DTU

La puissance d’appoint quant à elle est dimensionnée de manière à permettre au système (PAC + Appoint) de couvrir plus de 120% des déperditions à cette même température. Pour des températures supérieures, le système de chauffage fournit une puissance inférieure à sa puissance maximale et selon le besoin réel des émetteurs : on parle de charge partielle.

La réglementation européenne par rapport à l’efficacité énergétique a fortement évolué les dernières années. Les nouvelles exigences d’étiquetage et d’écoconception notamment (ErP, règlements UE n°811/2013 et n°813/2013) ont bouleversé les stratégies de développement des nouveaux produits. A l’instar de la réglementation thermique française (RT2012), les performances d’une pompe à chaleur sont désormais rapportées au besoin de chauffage durant une saison de chauffe complète et tiennent compte à la fois des variations de température extérieures liées au climat et du régime d’eau. Les fabricants sont donc contraints, pour répondre à ces nouveaux besoins réglementaires, de calculer un coefficient de performance saisonnier SCOP à partir de plusieurs essais à charges nominales et partielles [Figure 3].

Figure 3 : Besoin de chauffage en climat MOYEN selon ErP

Besoin de chauffage en climat MOYEN selon ErP

En accumulant les quantités d’énergie fournies et consommées pour chaque température selon la norme EN14825, le SCOP se calcule en divisant la quantité totale d’énergie fournie par la quantité totale d’énergie électrique consommée (incluant les consommations en veille). Enfin, l’efficacité énergétique saisonnière pour le chauffage des locaux ηs est calculée comme le coefficient de performance saisonnier SCOP divisé par le coefficient de conversion CC = 2,5*. Ainsi, les performances saisonnières peuvent être classées selon trois climats (MOYEN, PLUS FROID et PLUS CHAUD) et deux types d’applications (émetteurs haute et basse température). Le climat le plus répandu en France est le climat MOYEN, où, pour couvrir les besoins du bâtiment à une température extérieure de 7°C, la pompe à chaleur fournit 35% de la puissance définie pour le dimensionnement de l’installation (température extérieure de base -10°C) [Figure 3].

* «coefficient de conversion» (CC), le coefficient, visé dans la directive 2012/27/UE, qui correspond au rendement énergétique moyen de l’UE, estimé à 40 %; la valeur du coefficient de conversion est CC = 2,5.


L'ANALYSE ET LE SAVOIR FAIRE : L’INNOVATION TECHNOLOGIQUE

Pour répondre à ces exigences, de nouvelles technologies s’imposent permettant de valoriser notamment les meilleures performances à charge partielle. La variation de fréquence, à la fois des compresseurs mais aussi des ventilateurs, devient une nécessité : on parle de la technologie INVERTER. Ses avantages sont multiples puisqu’elle permet de réduire les cycles de démarrage-arrêt des moteurs électriques : plus de confort, précision de la régulation, durée de vie des composants, niveau sonore réduits…


confort modulation Inverter

Dans le domaine des pompes à chaleur, notamment pour les climats MOYEN et FROID, les performances par températures d’air négatives sont primordiales. Ainsi les industriels innovent pour réduire aussi l’impact des cycles de dégivrages sur l’efficacité du système.

PAC Air/Eau Arianext

Pour répondre à ces exigences réglementaires et offrir à ses clients des solutions écologiques et économiques, CHAFFOTEAUX a totalement adapté ses nouvelles gammes de pompes à chaleur. Ainsi, la nouvelle ARIANEXT commercialisée en janvier 2017 a été conçue pour restituée sa puissance nominale jusqu’à une température d’air extérieur de -7°C (ex : l’ARIANEXT 50 délivre 5kW de puissance calorifique nominale à -7°C) et indépendamment du régime d’eau, jusqu’à une température de 55°C.
Résultat : une efficacité énergétique saisonnière record atteignant jusqu’à 191% en climat moyen et application basse température (chauffage - régime d’eau 35°C) et jusqu’à 138% en climat moyen et application moyenne température (chauffage - régime d’eau 55°C).

tableau capacités PAC Air/Eau Arianext

Pour atteindre cet objectif, CHAFFOTEAUX a misé sur la technologie de la variation de fréquence, avec des compresseur twin-rotary à commande INVERTER DC, et sur une conception totalement innovante de l’évaporateur afin d’optimiser les performances du système au plus froid de l’hiver. Corollaire : ces innovations procurent à l’ARIANEXT un fonctionnement incroyablement silencieux.


SOLUTIONS PRODUITS

Gamme Chaffoteaux 2018

CHAFFOTEAUX est le seul fabricant proposant une gamme complète de pompes à chaleur Split (ARIAENXT S) et Monobloc (ARIANEXT M) présentant les mêmes niveaux de performances thermiques et acoustiques. Par ailleurs, elles sont associées de série à la solution de connectivité CHAFFOLINK, pour contrôler son système de chauffage et apprécier le suivi de ses consommations énergétiques, à distance via smartphone.

1/ Gamme PAC Split

PAC Split

2/ Gamme PAC Monobloc

Les mêmes puissances et efficacités que la technologie Split mais avec la simplicité et la flexibilité d’installation de la liaison hydraulique.

PAC Split

3/ PAC Hybride

Remplacer son appoint électrique par une chaudière à condensation dernière génération et connectée pour le meilleur de l’efficacité énergétique en toute saison et un confort inégalé.

PAC Split

4/ PAC Monobloc version LITE

Pour le remplacement des PAC en « plug and play » sur le système de chauffage existant. Pour la rénovation et à moindre frais, bénéficier des dernières technologies en termes de performance thermique, de confort acoustique et de connectivité.

PAC Monobloc version LITE

Les nouvelles pompes à chaleur CHAFFOTEAUX sont livrées de série avec l’EXPERT CONTROL LINK, compatible avec le système de thermorégulation connecté ChaffoLink. Simple d’installation et d’utilisation, l’EXPERT CONTROL LINK permet aux utilisateurs de piloter leur PAC à distance depuis un smartphone, grâce à l’application gratuite CHAFFOLINK (disponible sur Google Store et Apple Store). Enfin, l’EXPERT CONTROL LINK permet de configurer l’ensemble des paramètres de thermorégulation et intègre une sonde d’ambiance.

ChaffoLink
CHAFFOTEAUX

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