Les pompes à chaleur aérothermiques (ASHP) ont été suggérées comme une alternative potentielle aux chaudières à gaz pour le chauffage des locaux et de l'eau. Bien qu'elles soient actuellement principalement utilisées pour chauffer les maisons sans raccordement au gaz , le Royaume-Uni a le Comité sur le changement climatique (CCC) et le concept Future Homes Standard a même proposé d'interdire les chaudières à gaz dans les maisons neuves à partir de 2025 en interdisant le raccordement au gaz naturel.

Types de pompes à chaleur et principe de base

Les pompes à chaleur sont conçues pour prélever la chaleur d'une source de chaleur externe et l'utiliser pour le chauffage de l'espace et de l'eau dans la maison. La chaleur externe peut être obtenue à partir de :

• Air (de l'air extérieur)
• Mise à la terre (généralement d'un tuyau enterré dans une tranchée horizontale ou un forage vertical)  ;
• Eau (via une paillerivière mende ou eau libre)

En général, les pompes à chaleur chauffent l'eau pour le chauffage des locaux et de l'eau à la maison et dans cet article, une référence à une pompe à chaleur air-eau fait référence à une pompe à chaleur air-eau.< span> Cet article ne couvre pas les pompes à chaleur air-air qui apportent de l'air chaud directement dans n'importe quelle pièce, plutôt que d'utiliser des radiateurs de pièce. Elles sont devenues de plus en plus populaires ces dernières années, bien qu'une solution séparée soit nécessaire pour la préparation de l'eau chaude.

Une pompe à chaleur peut être utilisée pour extraire beaucoup plus d'énergie de la source de chaleur (l'air, le sol ou une masse d'eau) qu'elle n'en consomme. Les pompes à chaleur sont mesurées selon leur coefficient de performance ou COP (parfois CP ou CoP) et produisent généralement un COP de 2,5 à 3,5. Cela signifie qu'une pompe à chaleur qui utilise 1 kWh d'énergie électrique peut fournir, pour exemple, 3,0 kWh de chaleur , ce qui lui permet de concurrencer dans de bonnes conditions les sources de combustibles fossiles qui semblent initialement moins chères par kWh.

Le gain d'énergie moyen au cours de l'année est souvent décrit comme le facteur de performance saisonnier (SPF). Pour un ASHP correctement installé, un SPF typique pour le chauffage des locaux serait de 3,0 avec une performance de chauffage de l'eau de 2,3. En effet, le chauffage de l'eau nécessite une température plus élevée, supérieure à 55 °C de gain, et l'ASHP est moins efficace pour fournir ces températures plus élevées.   ; En comparaison, le chauffage des locaux peut être utilisé avec des gains de température plus faibles, généralement de 35 °C. 

Aux prix de mars 2019, l'électricité domestique était d'environ 0,18 £/kWh et le gaz d'environ 0,04 £/kWh, ce qui signifie qu'une pompe à chaleur devrait fournir un SPF supérieur à 4,5 pour obtenir un avantage par rapport aux coûts d'exploitation.< span> Si les prix des combustibles fossiles augmentent plus rapidement que l'électricité à l'avenir (en raison de la hausse des prix du gaz ou d'une taxe sur le carbone ?), cela offrirait un avantage en termes de coût avec un COP inférieur.< span> Les coûts d'installation uniques doivent également être pris en compte ; il est beaucoup plus facile de faire une nouvelle installation dans une nouvelle maison que de faire fonctionner une chaudière à gaz existante remplacée par une pompe à chaleur.

Pourquoi les pompes à chaleur à air (ASHP) ?

Les pompes à chaleur air/eau sont généralement moins chères et plus faciles à installer dans la maison que les pompes à chaleur sol ou eau/eau, bien que leur COP "saisonnier" soit plus faible. < /span >En effet, en hiver, l'utilisation du sol ou de l'eau courante comme source de chaleur donne accès à une température plus chaude et plus constante que l'air. Il est préférable d'installer les trois types de pompes à chaleur dans maisons neuves bien isolées, où la demande de chaleur est faible. Les pompes à chaleur géothermiques peuvent être plus coûteuses à installer et nécessiter le forage d'un trou de forage profond (généralement environ 20 à 50 m profond, mais peut être plus profond  Les tuyaux peuvent également être posés dans des tranchées peu profondes, mais cela nécessite une superficie de terrain beaucoup plus grande qui n'est pas disponible pour la maison moyenne. < /span>Les pompes à chaleur à eau sont associées à de grandes étendues d'eau telles qu'un lac ou une rivière et o ok ceux-ci ne sont souvent pas accessibles pour la maison moyenne.

Un système de pompe à chaleur à air typique

L'ASHP lui-même ressemble beaucoup à une unité de climatisation autonome (voir image simplifiée) et est situé à l'extérieur de votre maison. Comme une chaudière à gaz, il fournit chaleur pour l'approvisionnement en eau chaude et le chauffage des locaux. Les systèmes de contrôle utilisés pour contrôler les flux de chaleur vers le chauffage des locaux et de l'eau ne sont pas représentés sur la figure. Le bruit de fonctionnement de l'ASHP est relativement faible, mais il est prudent de ne pas le placer près d'une fenêtre de chambre ouverte.

Pour réduire les cycles du système et améliorer l'efficacité, certains fabricants et installateurs recommandent parfois d'utiliser un réservoir tampon de 60 à 100 litres pour augmenter l'eau chauffée dans le système de chauffage. Cela signifie que un débit d'eau est disponible même lorsque l'ASHP ne fonctionne pas. L'ASHP peut continuer à fonctionner pendant quelques minutes de plus, même s'il n'y a pas besoin de chaleur provenant du chauffage des locaux ou du chauffage de l'eau, ce qui réduit cycles du système. Les réservoirs tampons sont plus susceptibles d'être recommandés dans les grandes maisons avec de nombreuses zones isolées.jk zones de chauffage contrôlées.

Différences avec une chaudière à gaz

Les pompes à chaleur fonctionnent plus efficacement lorsqu'elles fournissent un débit d'eau d'environ 35 °C, plutôt que les 60 °C généralement fournis par une chaudière à gaz. Parce que la température de l'eau est plus basse, les radiateurs doivent être plus grands que les radiateurs utilisés pour les chauffe-eau à gaz. La tuyauterie doit également être plus grande, car les débits sont plus élevés pour compenser la température de l'eau plus basse. Sous le plancher le chauffage, qui nécessite de toute façon une température beaucoup plus basse, est une bonne option s'il peut être installé dans le cadre de la dalle de sol en béton. Ces différences rendent généralement plus rentable l'installation d'une pompe à chaleur pour installer une nouvelle maison, au lieu d'avoir à remplacer un système de chauffage central au gaz existant. la demande de chaleur sera plus faible et rendra une pompe à chaleur air/eau plus attractive.

Avec une pompe à chaleur, il est préférable de laisser le système allumé plus longtemps, car la puissance calorifique instantanée est inférieure à celle d'une chaudière à gaz. La maison a besoin de plus de temps pour température froide à la température souhaitée qu'une chaudière à gaz. Si cela est pris en compte, la maison peut être aussi chaude qu'avec une chaudière à gaz. Sur une journée froide, le chauffage ASHP peut être allumé en continu, au lieu des rafales intermittentes fournies par une chaudière à gaz. L'expérience a montré que le fait de laisser les pompes à chaleur allumées en continu fournit les coûts d'exploitation les plus bas car les pompes à chaleur fonctionnent mieux lorsqu'ils fournissent des températures plus basses. Avec une chaudière à gaz, un radiateur peut être réglé à 60 °C, tandis qu'avec un ASHP, il peut faire 20 °C de moins.

Les pompes à chaleur air/eau sont installées à l'extérieur de la maison, il y a donc quelques considérations concernant l'endroit où la pompe peut être montée (pas à moins d'un mètre de la limite de la propriété) et pour éviter les interférences visuelles (en particulier dans les bâtiments monumentaux ).

Par temps glacial, le système devra parfois effectuer une routine de dégivrage pour éviter l'accumulation de glace sur l'échangeur de chaleur.

Puissance de la pompe à chaleur aérothermique par rapport à la chaudière à gaz

Les ASHP à usage domestique sont généralement disponibles dans la plage de puissance de 4 à 15 kW, contre 12 à 30 kW pour les chaudières à gaz.

Les pompes à chaleur sont mieux adaptées pour une installation dans des maisons de meilleure qualité et mieux isolées qui nécessitent une production de chaleur plus faible. Cela dit, les humains sont également mieux adaptés pour une bonne qualité maisons isolées ! Il est judicieux de rendre votre maison aussi éconergétique que possible avant de décider du type et de la taille d'un système de chauffage.