La pompe à chaleur (PAC) à moteur gaz naturel est très similaire d'aspect à une PAC à compression électrique. Elle fonctionne sur le même cycle thermodynamique associant une unité extérieure (compresseur, condenseur) reliée à des unités intérieures (évaporateurs ou ventilo-convecteurs). Seule change l'énergie qui alimente le moteur d'entraînement du compresseur. La valorisation de la chaleur émise par le moteur thermique en fait sa spécificité.

La pompe à chaleur à moteur gaz présente (selon les modèles) un panel de possibilités de raccordement à des systèmes de distribution de l'énergie dans un bâtiment :

deux tubes pour "chaud ou froid" à débit réfrigérant variable (DRV) ;
trois-tubes pour "chaud et froid" simultanément sur les différents terminaux (détente directe avec récupération interne) ;
module eau glacée ou eau chaude, pour alimentation de ventilo-convecteurs ou centrales de traitement d'air ;
mixte (2 tubes et module).

Sur certains modèles, la chaleur émise par le moteur peut être captée afin de contribuer à la production d'eau chaude sanitaire (75 °C), améliorant sensiblement le bilan énergétique global d¿une installation.

CARACTERISTIQUES TECHNIQUES

L'échangeur extérieur, qui sert d'évaporateur en mode chauffage, intègre un circuit dérivé du refroidissement du moteur et des fumées : cet apport de chaleur permet notamment d'empêcher le givrage sur les ailettes. Or, ce phénomène qui apparaît à basse température (moins de 2 °C) avec de l'air extérieur humide, nécessite sur une machine à compression électrique d'inverser le cycle frigorigène pour dégivrer, voire de recourir à un matériel d'appoint par effet joule. Avec le moteur thermique, la puissance utile de l'installation peut être maintenue jusqu'à une température extérieure de -20 °C, sans dégradation. Les performances hivernales de la pompe à chaleur à moteur gaz sont donc largement supérieures à celle d'un modèle à moteur électrique.

Les performances nominales de la pompe à chaleur sont de l¿ordre 1,3 (COP sur PCS) en mode refroidissement, et de 1,4 (EER sur PCS) en mode chauffage, pour une puissance électrique appelée faible (de l'ordre de 2 % de la puissance utile). La régulation agit sur la vitesse du moteur, ce qui permet d'adapter la production aux besoins, ou alors d'effectuer des relances rapides du chauffage ou du refroidissement. Le coefficient de performance annuel de la PAC à moteur gaz peut être évalué en exploitation à 1,2 ou 1,4 sur énergie primaire.

TABLEAU RECAPITULATIF

Gamme	SANYO Eco G GHP
Fluide frigorigène	R410A
Compresseur	Rotatif (spécifique automobile)
Nombre de compresseurs	2
Entrainement	Courroie
Moteur	NISSAN
Source externe	Air
Production chaud	35 à 80 kW
Production froid	40 à 71 kW
COP	1,4 (sur PCS)
EER	1,3 (sur PCS)
Production d'ECS	En option sur les modèles deux tubes
Production d'électricité	En option (de 2 à 4 kW)
Surface traitée	200 et 4000 m² (selon le nombre de modules)

INSTALLATION

La pompe à chaleur à moteur gaz peut être raccordée à un réseau eau chaude/eau glacée ou à une installation de type DRV. Dans ce cas, jusqu'à 28 unités intérieures peuvent être raccordées, à une distance de 120 m et un dénivelé de 30 m. Enfin, il y a la possibilité de mettre plusieurs modules en parallèle pour atteindre jusqu'à 400 kW de puissance utile.

Pour les frigoristes, le fluide mis en oeuvre est le HFC R410A (comme sur les dernières PAC électriques). Pour les chauffagistes, l'installation est similaire au raccordement d¿une chaudière gaz naturel (alimentation en 20 mbar). Elle peut être posée au sol ou sur le toit, dans des conditions réglementaires identiques à celles des machines à absorption. L'entretien de la partie frigorifique n'exige pas de compétences spécifiques par rapport celles requises pour à un modèle électrique. L'entretien du moteur est assuré par un technicien spécialisé, toutes les 1 000 heures de fonctionnement. Il se limite à une vidange périodiques et au nettoyage des bougies et courroies.

INTERET DE LA SOLUTION

Les coûts de fonctionnement de la PAC au gaz naturel sont de 30 à 40% inférieurs à ceux d'une PAC électrique standard.

Ce différentiel s'explique par le haut rendement de l'installation, notamment à par temps froid, et par la faible puissance électrique appelée. Evitant les frais de mise en oeuvre d'un poste de transformation électrique, la PAC moteur gaz apporte une solution ajustable aux besoins de chauffage, de rafraîchissement (voire d'ECS) d'un site tertiaire.

Elle permet de faire évoluer l'installation gaz en place et de fidéliser le client par une réponse rapide à son projet immobilier (extension des locaux, mise en place d'une solution de confort d'été, réfection de la production d'ECS, etc.).

C'est par exemple, une solution de réhabilitation en hostellerie permettant de climatiser les chambres tout en réhabilitant la production d'ECS.