14/02/2024

De l’eau chaude sanitaire à l’aide d’une pompe à chaleur

Des solutions de confort sans combustibles fossiles

On sait désormais que les pompes à chaleur constituent une méthode de chauffage économique et écologique. Mais qu’en est-il du confort en ECS ? Ce dernier est souvent pointé comme le point faible des installations de PAC. S’agit-il d’une réalité ou d’un mythe ? FCO Media a réuni quelques experts à l’occasion d’une table ronde : Yves Vervacke, Frederik Lecointre et Geert Gallet du fournisseur Climapac, Tom Debrabandere de l’entreprise d’installation Quartier et Steven Beirinckx du bureau d’études BM Engineering.

Méthode de chauffage rationnelle sur le plan énergétique

La méthode traditionnelle pour chauffer de l’eau n’est pas très pertinente d’un point de vue énergétique, ajoute Geert Gallet. Nous partons d’un processus de combustion avec une flamme qui peut atteindre plus de 1.000°C, pour finalement aboutir à un température d’eau chaude de 38 à 40°C. Des raisons historiques et économiques expliquent bien entendu cela, mais il est plus efficace d’extraire l’énergie gratuite de l’environnement à l’aide d’une PAC et d’amener celle-ci à un niveau supérieur. Étant donné que la température souhaitée finale est relativement basse (60°C peut suffire), une PAC est parfaitement en mesure de réaliser cela. 

Bien que la température d’utilisation au robinet tourne autour des 40°C, on se base toutefois sur une température de production d’ECS de 60°C minimum. Et cela à cause de la légionelle. Cette bactérie se trouve à l’état naturel dans l’eau potable et commence à proliférer à des températures comprises entre 25°C et 55°C. Lorsqu’une personne inhale un aérosol d’eau contaminée, par exemple sous la douche, des bactéries se nichent dans les poumons, avec des conséquences souvent mortelles. Une température minimale est donc nécessaire pour contrecarrer la prolifération de légionelles ; stocker de l’eau chaude sanitaire à 40°C n’est pas une bonne idée. L’expérience nous apprend que 60°C constitue une limite inférieure sûre.

Différentes méthodes

Il existe différentes possibilités en matière de production d’ECS. La première consiste à opter pour un système avec module thermique d’appartement. La PAC booster représente une deuxième méthode. Cette PAC utilise l’eau de chauffage comme source de chaleur pour amener l’ECS à 60°C. L’avantage du système est de produire et de stocker de l’eau chaude localement, en fonction de la consommation. On évite ainsi les problèmes de stockage centralisé et de distribution. On travaille par ailleurs dans ce cas avec deux pompes à chaleur en cascade, ce qui réduit l’efficacité globale du système.

Il existe une alternative: la production centralisée d’eau chaude avec une seule pompe à chaleur ainsi qu’une circulation d’ECS. Il s’agit là d’un système plus simple, mais avec à nouveau des pertes plus importantes dans l’installation de distribution. Afin d’éviter tout problème de légionellose, il convient de maintenir la température de retour dans la conduite de circulation au-dessus de 55°C. Il est possible de limiter les pertes de circulation en abaissant le régime de température. Mais en termes de protection contre la légionelle, il importe dès lors de prendre des mesures compensatoires, telles qu’une désinfection thermique. Il faut alors évaluer si les économies d’énergie réalisées grâce à un régime de température inférieur compensent le coût supplémentaire d’un système de décontamination.

Des plans corrects

La grande différence entre une approche traditionnelle et une PAC, c’est qu’une installation de PAC doit être dimensionnée avec beaucoup plus de précision. Dans le cas d’une chaudière, un certain surdimensionnement est usuel. Ceci est également compréhensible : le surplus de puissance n’entraîne en effet pas vraiment de surcoût à l’achat ou à la consommation. Alors qu’avec une PAC, il en va tout autrement. Non seulement l’investissement est plus élevé, mais cela peut se révéler négatif pour le bon fonctionnement et la durée de vie de l’appareil. Lors de la conception d’une installation, il faut donc d’abord surveiller de près tous les paramètres : la consommation totale de l’ECS, les schémas de consommation, les pics de consommation… Tout cela a son importance dans le choix du raccordement électrique requis.

Pour dimensionner correctement une pompe à chaleur, il faut partir d’une base différente de celle d’une chaudière traditionnelle. Autrefois, on se basait avant tout sur les besoins en chauffage. Si ceux-ci étaient couverts, on disposait alors -avec la réserve habituelle de puissance- de suffisamment de puissance supplémentaire pour assurer un important confort en ECS. Un calcul distinct des besoins en eau chaude se révélait donc inutile. La situation est tout autre dans une installation avec PAC. L’ECS représente facilement 30-40% de la consommation annuelle, et elle a de plus besoin de températures supérieures à celles du circuit de chauffage central. Le pic de consommation en ECS constitue donc un facteur beaucoup plus important dans les besoins globaux en chauffage, qui doivent donc d’abord être déterminés avec une grande précision. Une bonne préparation se révèle ici nécessaire.

PAC au CO2 pour grands consommateurs

Une pompe à chaleur au CO2 autorise des températures d’émission élevées, ce qui, à première vue, rend cette technique parfaitement adaptée à la production d’ECS. Il convient toutefois de nuancer ce propos. Il est établi que des températures d’émission de 60-80°C peuvent être atteintes, mais pour obtenir un bon rendement, la température de retour doit également être basse. Il doit donc y avoir un débit de puisage suffisamment grand. Ce qui explique que ces systèmes sont habituellement destinés aux collectivités. Tom Debrabandere utilise comme règle de base le seuil de 3.000 l/jour. Concrètement, cela concerne des instituts de soins, des centres sportifs ainsi que tout autre établissement ayant une consommation constante élevée.

En matière de réfrigérants, Climapac opte résolument pour des réfrigérants naturels, comme le CO2 et le propane. Ces derniers affichent un faible PRG et sont adaptés à des températures d’émission plus élevées. Steven Beirinckx estime qu’il s’agit d’une évolution logique: la tendance en faveur des réfrigérants naturels est amorcée, et chacun doit prendre ses responsabilités dans la chaîne : installateur, distributeur et bureau d’études.

Expertise exigée

La transition énergétique se traduit par une exigence accrue de compétences professionnelles, aussi bien en matière d’installation d’ECS que de réfrigérants. Pour le bricoleur, une telle tâche se révèle trop complexe ; et à cela, s’ajoutent encore les obligations légales. En conclusion, l’installation d’une pompe à chaleur incombe exclusivement au professionnel.

Par Alex Baumans

www.climapac.be

De l’eau chaude sanitaire à l’aide d’une pompe à chaleur

Des solutions de confort sans combustibles fossiles

On sait désormais que les pompes à chaleur constituent une méthode de chauffage économique et écologique. Mais qu’en est-il du confort en ECS ? Ce dernier est souvent pointé comme le point faible des installations de PAC. S’agit-il d’une réalité ou d’un mythe ? FCO Media a réuni quelques experts à l’occasion d’une table ronde : Yves Vervacke, Frederik Lecointre et Geert Gallet du fournisseur Climapac, Tom Debrabandere de l’entreprise d’installation Quartier et Steven Beirinckx du bureau d’études BM Engineering.

Méthode de chauffage rationnelle sur le plan énergétique

La méthode traditionnelle pour chauffer de l’eau n’est pas très pertinente d’un point de vue énergétique, ajoute Geert Gallet. Nous partons d’un processus de combustion avec une flamme qui peut atteindre plus de 1.000°C, pour finalement aboutir à un température d’eau chaude de 38 à 40°C. Des raisons historiques et économiques expliquent bien entendu cela, mais il est plus efficace d’extraire l’énergie gratuite de l’environnement à l’aide d’une PAC et d’amener celle-ci à un niveau supérieur. Étant donné que la température souhaitée finale est relativement basse (60°C peut suffire), une PAC est parfaitement en mesure de réaliser cela.

Bien que la température d’utilisation au robinet tourne autour des 40°C, on se base toutefois sur une température de production d’ECS de 60°C minimum. Et cela à cause de la légionelle. Cette bactérie se trouve à l’état naturel dans l’eau potable et commence à proliférer à des températures comprises entre 25°C et 55°C. Lorsqu’une personne inhale un aérosol d’eau contaminée, par exemple sous la douche, des bactéries se nichent dans les poumons, avec des conséquences souvent mortelles. Une température minimale est donc nécessaire pour contrecarrer la prolifération de légionelles ; stocker de l’eau chaude sanitaire à 40°C n’est pas une bonne idée. L’expérience nous apprend que 60°C constitue une limite inférieure sûre.

Différentes méthodes

Il existe différentes possibilités en matière de production d’ECS. La première consiste à opter pour un système avec module thermique d’appartement. La PAC booster représente une deuxième méthode. Cette PAC utilise l’eau de chauffage comme source de chaleur pour amener l’ECS à 60°C. L’avantage du système est de produire et de stocker de l’eau chaude localement, en fonction de la consommation. On évite ainsi les problèmes de stockage centralisé et de distribution. On travaille par ailleurs dans ce cas avec deux pompes à chaleur en cascade, ce qui réduit l’efficacité globale du système.

Il existe une alternative: la production centralisée d’eau chaude avec une seule pompe à chaleur ainsi qu’une circulation d’ECS. Il s’agit là d’un système plus simple, mais avec à nouveau des pertes plus importantes dans l’installation de distribution. Afin d’éviter tout problème de légionellose, il convient de maintenir la température de retour dans la conduite de circulation au-dessus de 55°C. Il est possible de limiter les pertes de circulation en abaissant le régime de température. Mais en termes de protection contre la légionelle, il importe dès lors de prendre des mesures compensatoires, telles qu’une désinfection thermique. Il faut alors évaluer si les économies d’énergie réalisées grâce à un régime de température inférieur compensent le coût supplémentaire d’un système de décontamination.

Des plans corrects

La grande différence entre une approche traditionnelle et une PAC, c’est qu’une installation de PAC doit être dimensionnée avec beaucoup plus de précision. Dans le cas d’une chaudière, un certain surdimensionnement est usuel. Ceci est également compréhensible : le surplus de puissance n’entraîne en effet pas vraiment de surcoût à l’achat ou à la consommation. Alors qu’avec une PAC, il en va tout autrement. Non seulement l’investissement est plus élevé, mais cela peut se révéler négatif pour le bon fonctionnement et la durée de vie de l’appareil. Lors de la conception d’une installation, il faut donc d’abord surveiller de près tous les paramètres : la consommation totale de l’ECS, les schémas de consommation, les pics de consommation… Tout cela a son importance dans le choix du raccordement électrique requis.

Pour dimensionner correctement une pompe à chaleur, il faut partir d’une base différente de celle d’une chaudière traditionnelle. Autrefois, on se basait avant tout sur les besoins en chauffage. Si ceux-ci étaient couverts, on disposait alors -avec la réserve habituelle de puissance- de suffisamment de puissance supplémentaire pour assurer un important confort en ECS. Un calcul distinct des besoins en eau chaude se révélait donc inutile. La situation est tout autre dans une installation avec PAC. L’ECS représente facilement 30-40% de la consommation annuelle, et elle a de plus besoin de températures supérieures à celles du circuit de chauffage central. Le pic de consommation en ECS constitue donc un facteur beaucoup plus important dans les besoins globaux en chauffage, qui doivent donc d’abord être déterminés avec une grande précision. Une bonne préparation se révèle ici nécessaire.

PAC au CO2 pour grands consommateurs

Une pompe à chaleur au CO2 autorise des températures d’émission élevées, ce qui, à première vue, rend cette technique parfaitement adaptée à la production d’ECS. Il convient toutefois de nuancer ce propos. Il est établi que des températures d’émission de 60-80°C peuvent être atteintes, mais pour obtenir un bon rendement, la température de retour doit également être basse. Il doit donc y avoir un débit de puisage suffisamment grand. Ce qui explique que ces systèmes sont habituellement destinés aux collectivités. Tom Debrabandere utilise comme règle de base le seuil de 3.000 l/jour. Concrètement, cela concerne des instituts de soins, des centres sportifs ainsi que tout autre établissement ayant une consommation constante élevée.

En matière de réfrigérants, Climapac opte résolument pour des réfrigérants naturels, comme le CO2 et le propane. Ces derniers affichent un faible PRG et sont adaptés à des températures d’émission plus élevées. Steven Beirinckx estime qu’il s’agit d’une évolution logique: la tendance en faveur des réfrigérants naturels est amorcée, et chacun doit prendre ses responsabilités dans la chaîne : installateur, distributeur et bureau d’études.

Expertise exigée

La transition énergétique se traduit par une exigence accrue de compétences professionnelles, aussi bien en matière d’installation d’ECS que de réfrigérants. Pour le bricoleur, une telle tâche se révèle trop complexe ; et à cela, s’ajoutent encore les obligations légales. En conclusion, l’installation d’une pompe à chaleur incombe exclusivement au professionnel.

Par Alex Baumans

www.climapac.be

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