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Si le stockage est prévu à 60°C, une batterie électrique fournit le complément avec de l'électricité directe (COP = 1). Attention au bilan final: imaginons le chauffage d'1 m³ de 10 à 60°C par une pompe à chaleur air-eau. L'énergie nécessaire au chauffage de 10 à 50°C par la PAC sera de: Énergie = 1 m³ x 1, 163 kWh/m³ x (50 – 10) / 3 = 15, 5 kWh L'énergie complémentaire pour passer de 50 à 60°C sera de Energie = 1 m³ x 1, 163 kWh/m³ x (60 – 50) = 11, 6 kWh Le COP moyen annuel est alors de: COP = Energie produite / Energie fournie = [1 m³ x 1, 163 kWh/m³ x (60 – 10)] / [15, 5 + 11, 6] = 2, 15 Afin de pouvoir satisfaire les débits de pointe, la pompe à chaleur est associée à un ballon accumulateur d'eau chaude, d'une capacité comprise entre 250 et 1 000 litres. Ceci permet également de faire fonctionner la pompe à chaleur durant la nuit, avec un tarif réduit. On distingue: Une installation compacte dans laquelle évaporateur à lamelles et compresseur sont situés sur le ballon et le condenseur y est intégré.
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Fonctionnement d' une pompe à chaleur La pompe à chaleur est un appareil électrique capable de capter de l'énergie dans divers types de milieux appelés sources (air, eau de puits, étang, rivière, sol horizontal, sol vertical, …) et de la restituer dans les tuyaux de chauffage, moyennant un transfert de cette énergie à un niveau de température adapté. L'intérêt principal de la pompe à chaleur est qu'avec 1 kWh électrique consommé, elle est capable de produire dans les meilleurs cas jusqu'à 6 kWh de chaleur étant donné qu'elle prélèvera 5 kWh dans la source. Quelles sources sont les plus utilisées? Le choix de la source se fait au cas par cas et dépend des conditions locales. La présence d'un puits suffisamment débitant ou d'un étang alimenté par un ruisseau sont des cas idéaux. En pratique, 80% de nos installations captent l'énergie au travers de tuyaux enfouis horizontalement dans le sol. Ce système présente en effet actuellement le meilleur compromis. En cas de surface réduite de terrain ou lorsque l'on souhaite refroidir la maison en été, on optera plutôt pour le forage géothermique vertical.
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On peut imaginer à la fois que le COP est dégradé par la haute température de l'eau chaude, mais également que sa performance est élevée en été. On pourrait interpréter les données fournies par les fabricants: Exemple. Imaginons les spécifications techniques dans un catalogue Puissance calorifique kcal/h 3 500 Btu/h 14 000 kW 4, 10 Puissance absorbée 1, 33 On en déduit le coefficient de performance: puissance calorifique (au condenseur) / puissance absorbée = 4, 1 kW / 1, 3 kW = 3, 2 Attention! Ce coefficient est obtenu dans des conditions bien spécifiques! Par exemple, en petits caractères, le fabricant précise qu'il s'agit de valeurs obtenues pour 7°C extérieur… Cette performance va s'écrouler en période plus froide. En réalité, c'est le rendement moyen saisonnier qui nous intéresse… mais celui-ci n'est jamais donné puisqu'il dépend des conditions d'exploitation. Dans le programme de promotion des économies d'énergie suisse "Ravel", on annonce un COP annuel de 3 pour une pompe à chaleur Air-Eau et de 4, 5 si la pompe capte l'énergie souterraine, pour autant que le chauffage de l'eau soit limité à 50°C.
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Calcul de la rentabilité d'une pompe à chaleur comparé à la chaudière mazout. Une installation de chauffage par pompe à chaleur coûte en règle générale plus cher qu'une installation classique au mazout ou au gaz. Par contre, pour établir une comparaison valable, il faut tenir compte de différents paramètres et les intégrer dans son raisonnement. Son coefficient de performance est de 4, 1 pour de l'air à 15°C et 75% d'humidité. Ceci lui permet de donner 1, 6 kW avec un compresseur n'absorbant que 0, 4 kW. Aux prix actuels du mazout et de l'électricité, cela signifie que chaque litre d'eau chaude coûte moins de la moitié de ce qu'il coûterait s'il était chauffé par boiler classique branché sur une chaudière mazout et 4, 1 fois moins qu'un boiler électrique. Elle est indépendante de la chaudière.
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