Principe de fonctionnement de la chaudière hybride

La chaudière hybride est le couplage de deux technologies matures pilotées par une régulation intelligente :

• une pompe à chaleur électrique de petite puissance (≤ 5 kWth) qui assure tout ou partie des besoins de chauffage lorsqu’elle est plus performante que la chaudière à condensation. Et qui peut selon les modèles assurer une partie des besoins d’eau chaude sanitaire.

La liaison entre la pompe à chaleur et la chaudière à condensation peut soit être une liaison hydraulique soit une liaison fluide frigorigène en fonction du modèle.

• une chaudière à condensation qui assure tout ou partie des besoins de chauffage, et qui peut selon les modèles couvrir l’intégralité ou seulement une partie des besoins d’eau chaude sanitaire.

La régulation intelligente, permet de piloter les deux systèmes pour assurer un confort optimal à l’occupant avec le meilleur rendement possible.

Actuellement, les produits disponibles sur le marché sont :
- soit bi-blocs : la pompe à chaleur électrique est située à l’extérieur du logement alors que la chaudière à condensation est installée à l’intérieur.
- Soit mono-bloc : les deux unités (chaudière à condensation et pompe à chaleur) packagées sous une seule jaquette sont situées dans le logement.
Configuration 1 : lorsque la température extérieure est clémente :

• La pompe à chaleur a un meilleur rendement en énergie primaire que la chaudière gaz à condensation. Par conséquent, elle suffit seule à couvrir les besoins de chauffage de la maison. Elle capte les calories « gratuites » sur l’air extérieur et les restitue dans la maison pour couvrir les besoins de chauffage.

P th PAC ≥ P th chauffage
Et
COP PAC > 2,58
P th PAC : puissance thermique de la pompe à chaleur
P th chauffage: puissance de chauffage

Configuration 2 : lorsque la température extérieure est moyenne :

• La pompe à chaleur a un meilleur rendement sur énergie primaire que la chaudière à condensation mais sa puissance thermique ne suffit pas à couvrir l’intégralité des besoins de chauffage. La chaudière à condensation et la pompe à chaleur fonctionnent ensemble de façon à couvrir l’intégralité des besoins de chauffage

P th PAC < P th chauffage
Et
COP PAC > 2,58

Configuration 3 : lorsque la température extérieure est basse.

• La pompe à chaleur a un rendement sur énergie primaire plus faible que la chaudière à condensation. La pompe à chaleur ne fonctionne plus, la chaudière gaz à condensation assure seule les besoins de chauffage.

COP PAC ˂ 2.58

La basculement vers l’un ou l’autre des systèmes se fait via la régulation qui évalue le COP instantané et le compare à 2,58. Cette évaluation du COP se fait via une table de COP intégrée à la régulation, en fonction de la température extérieure et de la température de consigne d’ambiance.
Cet arbitrage en temps réel, permet d’assurer que c’est toujours le système le plus performant en énergie primaire qui fonctionne.

La température de bascule vers le fonctionnement en chaudière à condensation seule, dépend du COP nominal de la pompe à chaleur électrique, et du régime de température de la chaudière hybride (fonction des émetteurs choisis).

Selon les modèles, l’arbitrage peut également se faire sur le prix des énergies, c’est alors le système le plus performant économiquement qui est privilégié.

Selon les modèles, la production d’eau chaude sanitaire peut se faire :
- soit totalement par la chaudière à condensation, de façon instantanée ou semi-accumulée avec un ballon de stockage,
- soit par la PAC et la chaudière de façon semi-accumulée avec un ballon.