Les pompes à chaleur

Le coefficient de performance ou COP est le rapport de l’énergie thermique restituée par l’énergie électrique consommée .

cette efficacité peut être inférieure à 1 s’il rend moins de chauffage qu’il n’en consomme en énergie. Généralement une bonne partie de l’énergie est restituée en chauffage si l’appareil est situé dans le volume chauffé. Un chauffage à résistance électrique simple a une efficacité de 1.

Une pompe à chaleur est décrites par le rapport entre la puissance thermique de sa machine et sa consommation électrique(Sa consommation électrique ne peut etre égale à zéro). On lui donne par convention le nom de coefficient de performance (COP). Le COP est le nombre de kiloWattheures(kWh) produit pour 1 kwh consommé. Ainsi une pompe à chaleur ayant un COP égal à 3 produit 3 kWh de chaleur par Kwh consommé. Pour obtenir 120 kWh de chaleur, il faudra consommer 40 kWh avec une pompe à chaleur dont le COP est égal à 3 mais consommer seulement 30 kWh avec une pompe à chaleur de COP égal à 4. Une pompe à chaleur de COP égal à 5 coutera 1/5 d’énergie et produira donc 4/5 (soit 80%) d’énergie gratuite alors qu’une pompe à chaleur de COP égal à 3 coutera 1/3 d’énergie et ne produira que 2/3 (soit 66%) d’énergie gratuite. Avec une pompe à chaleur de COP égal à 5, 80% de l’énergie produite est gratuite alors qu’avec une pompe à chaleur de COP égal à 3 seulement 66% de l’énergie est gratuite.

Un système de COP double n’est pas deux fois plus économique à l’usage. La proportion d’énergie gratuite est fonction de l’inverse du COP et n’augmente que comme l’inverse du carré du COP, c’est-à-dire de plus en plus lentement. La rentabilité des gains de performances est fortement décroissante : quatre appareils de COP respectif 2, 3, 4 et 5 fournissent respectivement 50 %, 67 %, 75 % et 80 % d’énergie gratuite, ce qui veut dire qu’on gagne 50 % (par rapport à un radiateur électrique par exemple) en adoptant le premier, seulement 17 % de plus en adoptant le second par apport au premier, 8 % supplémentaires avec le troisième par apport au second, et enfin 5 % de plus avec le dernier. Entre une PAC de COP 3 et une autre de COP 5, le gain n’est que de 13 % sur la facture de référence, sans PAC, alors que la différence de prix est bien plus grande. Pour des raisons de confort des gens choisissent des PAC dont le COP est supérieur à 5 .

Vous devez savoir que le COP de toute pompe à chaleur augmente avec la température de la source froide et diminue avec celle de la source chaude, il peut atteindre 5 à 7 en été pour de l’eau de piscine (air à 25 °C pour de l’eau à 28 °C) mais inférieur à 3 en hiver (les valeurs normalisées données par les fabricants sont pour un air à 7 °C et de l’eau de chauffage à 35 °C). Cependant le COP n’a de signification qu’à températures de source froide et de source chaude données(il dépend du type de PAC) ; il ne peut jamais être égal à 1, même pour les très basses températures extérieures (< -15 °C)^.Calcul du COP chaleur : pour un chauffage domestique, le maximum théorique est de l’ordre de 15 (en pratique, le COP brut des machines actuellement en vente est de 3 à 5). Précisons que l’énergie absorbée par tout le système doit également comprendre l’énergie absorbée par ses satellites (ventilateurs, pompes, …) pour que le COP calculé soit « réaliste ».

L’efficacité d’une pompe à chaleur décroît avec l’écart de température entre la source froide et la source chaude

Le cycle de Carnot est le cycle ditherme présentant la meilleure efficacité. Les températures T sont exprimées en kelvin. T[K]= T[°C] + 273,15 soit par exemple T = 290,15 K pour 17 °C.

Pour avoir un appareil eligible au credit d’impot il faut que le COP soit superieur à 3.