POMPE A CHALEUR AIR/EAU en reléve: Dimensionnement

LE JUSTE DIMENSIONNEMENT:
L'installation existante (ou a créer) sur laquelle va être posée la pompe à chaleur peut nécessiter une température d'eau > 55°C, pour fonctionner normalement à la température extérieure minimale ayant servi au calcul de celle ci.
Une pompe à chaleur AIR/EAU classique fournit une température d'eau en sortie de condenseur de l'ordre de 55°, c'est pour cela qu'un autre générateur de chaleur viendra en renfort ou reléve de la pompe pour porter l'eau à la température nécessaire quand le besoin s'en fera sentir.
Le bon choix de la puissance de la pompe est primordial en terme d'optimisation des économies réalisées et de retour sur investissement.
Pour déterminer judicieusement celle ci, il faut tenir compte des courbes de chauffe de l'installation, de la puissance nominale de l'installation et des performances de la pompe à chaleur.

Puissance nominale de l'Installation:
Cela peut être fait par le calcul des déperditions ou par rapport à la consommation dans le cas d'une installation existante.
Dans ce cas il faut connaitre la consommation annuelle du chauffage, le rendement moyen de la chaudiére en place, le pouvoir calorifique (PCI) de l'énergie consommée et le nombre de degrés jours unifiés de la région géographique (donnée disponible auprés de la météo nationale)
Pour memoire : PCI Fuel = 10,3 kwh/litre et 10,8 kwh/litre aprés condensation
                             PCI Gaz Naturel = 8,87 kwh/M3 et 9,76 kwh/M3 aprés condensation
                             PCI Gaz Liquide = 12,9 kwh/Kg et 14 kwh/Kg aprés condensation
Pour mémoire: DJU Montpellier = 1731; DJU Paris montsouris = 2406 ; DJU Metz = 2838
Pour mémoire: Ecart température exterieure /intérieur Montpellier = 25; Paris = 25, Metz = 35

La formule ci dessous permet de déterminer la puissance maxi de l'installation a partir de la consommation du chauffage:

                         consommation x rendement         PCI       Ecart de température
Puissance = ---------------------------------------   x   -------- x -----------------------------
                                      100                                      DJU              24 heures

Exemple : 1500 litres de Fuel, rendement 92%, Montpellier = 8,55 kwh.

Température de fonctionnement de l'installation existante:
L'installation peut avoir besoin à sa puissance nominale d'une eau à 70°C ou plus, c'est à dire que les surfaces d'échange des corps de chauffe en place (radiateur,ventilo-convecteur, rideau d'air, tube a ailette, ...) ont été déterminées pour cette température élevée et que toute minoration de la température entrainera une insatisfaction des besoins de chaleur. Il est de ce fait indispensable de déterminer réellement la température d'eau nécessaire dans les corps de chauffe lorsque la température extérieure minimale de référence est atteinte.
On ne peut se fier à la température indiquée sur la chaudière car cette température est plus nécessaire à la production de l' Eau Chaude Sanitaire qu'au chauffage lui même. C'est pour cela que les installations sont souvent munies de vanne mélangeuse, de robinets thermostatiques ou de thermostat d'ambiance.
De même, une installation ayant ete faite il y a plusieurs années sera souvent devenue surdimensionnée du fait de la mise en en place d'une isolation additionnelle.
Il n'y a pas de méthode pour déterminer rapidement la température nécessaire au fonctionnement de l'installation à la puissance nominale:
1°) Re Calcul des déperditions de la piéce qui demande à être la plus chauffée et comparaison avec les abbaques du constructeur des corps de chauffe ( peu évident)
2°) Estimation de la température en fonction de la température affichée sur la chaudiére avec correction en fonction des réglages des éléments de régulation (peu précis)
3°) Détermination de la courbe de chauffe à partir des températures aller et retour de l'installation si l'intervention se fait en période de chauffe. Méthode : Créer un diagramme vierge dont l'axe verticale indique les températures d'eau de chauffage graduées de 20° à 90 °C et l'axe horizontal les températures extérieures graduées de 20°C à -15°C, le point d'intersection étant 20°C. Quand la piéce témoin est à température ambiante de 20°C , mettre le circulateur de chauffage en marche forcée et noter les températures aller et retour pour en faire la moyenne. Majorer cette moyenne de 12° et la porter sur le diagramme aprés avoir relever la température exterieure. Prolonger la ligne qui passe par le point 20°C et le point que l'on vient de reporter pour obtenir la courbe de chauffe de l'installation. Continuer cette ligne jusqu'a la température minimale de référence pour obtenir sur l'axe correspondant la température d'eau nécessaire au chauffage.
 
Comparer la courbe de chauffe de l'installation aux performances de la PAC :

Reporter la courbe des performances des pompes à chaleur en fonction de la puissance fournie et de la température extérieure, la meilleure pompe est celle dont la courbe croise la courbe de l'installation le plus pres possible de 55°C