Dimensionner une PAC
Pour dimensionner une pompe à chaleur, il faut d’abord faire un bilan pour connaitre les déperditions thermiques(cela dépend de la taille du local à réchauffer et de la température extérieure) et aussi savoir quelles sont les exigences du client, cherche t-il le confort? Les économies?
La puissance calorifique fournie dépend de la température extérieure, elle est proportionnelle à celle-ci; plus la température extérieure est élevée plus la puissance fournie l’est aussi et inversement.
En contrepartie les besoins thermiques de l’endroit a réchauffer diminue proportionnellement par apport a la température. Il existe un point appelé T(équilibre) en dessous duquel la PAC n’est plus en mesure d’assurer totalement les besoins thermiques. Si la températures extérieures descend souvent en dessous de ce point, on a deux solutions: soit on installe une PAC plus puissante(mais demandant un investissement plus important) soit on installe un chauffage d’appoint qui fonctionnera uniquement quand on sera en dessous de T(eq).
Dans les pays scandinaves par exemple ou dans d’autres régions élevé ,on utilisera donc des PAC plus puissantes Mais dans les pays comme la France, dimensionner une PAC puissante capable de fournir la chaleur nécessaire par – 10°C extérieur générerait une puissance beaucoup trop élevée en saison normale. Elle serait coûteuse à l’investissement et fonctionnerait alors durant de courtes périodes, avec une performance réduite.
On utilisera donc une pompe à chaleur bivalente(la pompe à chaleur plutôt économique plus le chauffage d’appoint). La PAC fournit la totalité des besoins calorifiques jusqu’à la température d’équilibre en dessous de laquelle l’installation fonctionne en mode bivalent (la pompe à chaleur augmente la température de retour du chauffage et le second générateur de chaleur assure le complément). Cette température d’équilibre peut être déterminée sur base des graphiques de performance des appareils fournis par les constructeurs.
On se munira donc de la courbe de puissance calorifique de la PAC pour la température d’eau souhaitée (ici 35°C) sur laquelle on reportera la droite de déperdition de l’habitation.
Prenons par exemple une habitation de 150 m2, une température de confort égale à +20°C, une température de base extérieure minimum de -8°C et un coefficient d’isolation du bâtiment de 1,1. La déperdition de l’habitation sera :
Déperdition en KW = coefficient isolation x surface x hauteur sous plafond x (T confort-T base)/1000 = 11,55 KW.
Le point d’équilibre étant le croissement des deux courbes(celle de la puissance fournie par la PAC et celle des besoins thermiques), il sera à -3,5°C, la PAC fournit alors 9,8 KW.
La puissance du générateur d’appoint sera calculer de sorte que la puissance calorifique de la PAC à T base + la puissance d’appoint = 120% de déperditions. Dans le cas exemple elle sera (11,55-8)x1,2 soit 4,26 KW.
Dans un système bivalent, pour une PAC air/eau, un ordre de grandeur acceptable économiquement de 70-80 % de la puissance maximale nécessaire ( à T base) dans le bâtiment est souvent employé. Ici on recherchera une PAC capable de fournir 11.55×0.7=8,09kw à -8°C pour une sortie d’eau à 35°C dans le catalogue des constructeurs puis on effectuera les calculs ci-dessus.
