Les données de performance d'une pompe à chaleur peuvent vous en apprendre bien plus que la puissance nominale indiquée sur la plaque signalétique du produit. Une pompe à chaleur d'une puissance nominale de 9 kW ne fournit pas nécessairement 9 kW lorsque la température extérieure descend à -15 °C.
C'est pourquoi les données de performance d'une pompe à chaleur sont importantes lors du choix d'un appareil pour un projet dans une région au climat froid. La puissance indiquée dans le nom d'un produit ou dans une brochure générale est généralement basée sur des conditions d'essai spécifiques. Si l'on modifie la température extérieure ou la température d'eau requise, le résultat peut varier.
Pour les installateurs, les distributeurs et les responsables d'achats, la question essentielle est simple : quelle quantité de chaleur l'appareil peut-il fournir dans les conditions spécifiques du projet ?
Utilisation des données de performance des pompes à chaleur pour le choix d'un modèle adapté aux climats froids
Lorsque vous consultez un tableau des performances, vérifiez d'abord la température extérieure.
Un appareil peut avoir une puissance nominale de 9 kW dans des conditions d’essai modérées, mais un bâtiment a généralement besoin d’un chauffage plus important lorsque les températures sont les plus basses. Pour le choix de l’équipement, la valeur la plus pertinente est donc la puissance disponible à la température extérieure de référence du projet.
Le modèle JMU90HC de JNOD en est un bon exemple. Il s'agit d'une pompe à chaleur monobloc de 9 kW fonctionnant au R290 avec soufflage par le haut, mais sa puissance nominale varie en fonction de la baisse de la température extérieure.
À une température de sortie de l'eau de 35 °C, la puissance calorifique indiquée est la suivante :
| Température extérieure | Puissance calorifique |
|---|---|
| 5°C | 9,10 kW |
| -15 °C | 6,86 kW |
| -25°C | 5,61 kW |
Le nom du modèle reste le même. La puissance de chauffage disponible, en revanche, change.
Ainsi, lorsqu'un produit est présenté comme une « pompe à chaleur de 9 kW », la question suivante devrait être :
9 kW à quelle température extérieure et à quelle température de l'eau ?
Pour le dimensionnement en climat froid, le PNNL recommande d’utiliser les données de performance détaillées fournies par le fabricant et de comparer la puissance disponible à la charge thermique nominale du bâtiment, plutôt que de se fier uniquement à la puissance indiquée sur la plaque signalétique. Consultez les recommandations du PNNL concernant le dimensionnement des pompes à chaleur en climat froid.
Vérifiez la température de l'eau
La température extérieure n'est qu'un élément parmi d'autres.
Une pompe à chaleur fournissant de l'eau à 35 °C fonctionne dans des conditions différentes de celles de la même unité fournissant de l'eau à 55 °C. Cette différence est importante pour les installations équipées d'un chauffage au sol, de radiateurs ou d'émetteurs mixtes.
Les données du modèle JMU90HC le montrent clairement. À une température extérieure de -15 °C, sa puissance de chauffage indiquée passe à :
| Température de l'eau à la sortie | Puissance calorifique |
|---|---|
| 35 °C | 6,86 kW |
| 45 °C | 5,73 kW |
| 55 °C | 5,41 kW |
À -25 °C, la puissance nominale indiquée est de 5,61 kW avec une température de l'eau de 35 °C, de 4,45 kW à 45 °C et de 3,91 kW à 55 °C.
C'est un élément important à prendre en compte lors de la comparaison d'équipements. Un projet nécessitant de l'eau à 55 °C ne peut pas se baser sur la valeur de performance à 35 °C simplement parce qu'elle est plus élevée.
La relation entre la température de sortie de l'eau et les performances du système est abordée plus en détail dans le JNOD’s Guide des températures de départ des pompes à chaleur à l'intention des installateurs.
Le COP n'est utile que dans les conditions de test prévues
Le COP est souvent le premier chiffre que les acheteurs remarquent, mais il est facile de le comparer de manière erronée.
Le calcul est simple :
COP = Puissance de chauffage ÷ Puissance électrique absorbée
Ce qui importe, c'est la condition qui se cache derrière ce chiffre.
Pour le modèle JMU90HC, le COP annoncé pour une température de sortie d'eau de 35 °C est le suivant :
| Température extérieure | COP |
|---|---|
| 5°C | 4.70 |
| -15 °C | 2.33 |
| -25°C | 1.72 |
À une température de sortie de l'eau de 55 °C, le COP passe de 3,10 à 5 °C à 1,66 à -15 °C et à 1,18 à -25 °C.
Ainsi, si deux pompes à chaleur présentent des valeurs de COP différentes, vérifiez les conditions d'essai avant de les comparer.
Utilisez la même chose : Température extérieure + température de l'eau à la sortie + conditions d'essai
pour ces deux produits. Un COP mesuré à une température extérieure de 7 °C et une température de l'eau de 35 °C ne doit pas être comparé directement à un COP mesuré à -15 °C et une température de l'eau de 55 °C.
Pour plus d'informations sur le fonctionnement, consultez le Pompe à chaleur à soufflage par le haut JNOD JMU90HC R290.
Vérifiez la température de conception avant de choisir le modèle
Un bâtiment ne reste pas à la température extérieure prévue lors de sa conception tout au long de l'hiver.
La température de référence est le paramètre utilisé pour déterminer les besoins en chauffage d'un bâtiment par temps froid. Elle varie en fonction de la localisation et de la méthode de conception.
Cela offre aux installateurs un moyen pratique d'utiliser un tableau de performances.
Imaginons un projet dont la charge thermique calculée est de 6 kW à -15 °C. Une pompe à chaleur de 9 kW peut sembler suffisante. L'étape suivante consiste à vérifier sa puissance nominale indiquée sur : -15 °C de température extérieure et à la température de l'eau requise par le système de chauffage.
Pour le modèle JMU90HC, la puissance nominale à -15 °C est de 6,86 kW avec une température de sortie de l'eau de 35 °C, mais de 5,41 kW avec une température de sortie de l'eau de 55 °C.
Cette différence peut influencer le choix de l'équipement.
Le PNNL recommande ce type de comparaison pour le choix d'une pompe à chaleur destinée à un climat froid : il convient de comparer les données de performance étendues fournies par le fabricant avec la charge de chauffage nominale du bâtiment.
Il ne faut pas confondre la limite de fonctionnement et la puissance calorifique
Cette spécification prête facilement à confusion.
Si une pompe à chaleur est indiquée comme pouvant fonctionner jusqu'à une température de -25°C, qui indique la limite de fonctionnement spécifiée. Cela ne signifie pas pour autant que l'appareil fonctionnera à sa puissance nominale à -25 °C.
Le modèle JMU90HC illustre bien cette différence. Ses performances annoncées s'étendent jusqu'à -25 °C, mais la puissance de chauffage disponible à cette température est inférieure à celle observée à 5 °C.
Donc, quand vous voyez :
Plage de fonctionnement : jusqu'à -25 °C
Consultez également le tableau des capacités.
La plage de fonctionnement vous indique si l'appareil peut fonctionner dans ces conditions. Le tableau des performances vous indique la puissance disponible.
JNOD’s Solutions de pompes à chaleur pour les climats froids sont destinées à des projets dans lesquels les basses températures extérieures constituent un critère important dans le choix du produit.
La capacité minimale a aussi son importance
La sélection pour les climats froids ne se limite pas à la journée la plus froide.
La majeure partie de la saison de chauffage se déroule généralement à des températures extérieures supérieures à la température de référence. Une pompe à chaleur à inverseur doit donc réduire sa puissance à mesure que la charge du bâtiment diminue.
C'est là que la capacité minimale prend tout son sens.
Un appareil capable de répondre à la charge lors d'une journée très froide peut néanmoins devoir fonctionner à une puissance nettement inférieure lorsque le temps est plus clément. Si la capacité minimale est trop élevée pour l'application, les cycles de marche-arrêt peuvent devenir un problème.
C'est pourquoi le PNNL recommande également de tenir compte à la fois de la puissance de chauffage maximale et minimale lors du choix de pompes à chaleur à puissance variable.
Pour un installateur, il est conseillé de vérifier les deux côtés :
L'installation est-elle capable de couvrir la charge de pointe ?
La température peut-elle baisser suffisamment lorsque le bâtiment a besoin de moins de chauffage ?
Comment interpréter un tableau de performances dans le cadre d'un projet concret
Une méthode simple pour travailler avec un tableau de performances consiste à partir d'une condition de conception réelle.
Par exemple :
Température extérieure de référence : -15 °C
Température requise de l'eau en sortie : 45 °C
Charge thermique du bâtiment : 6 kW
Vérifiez maintenant le modèle sélectionné dans ces conditions.
Pour le modèle JMU90HC, la puissance calorifique indiquée à -15 °C et avec une température d'eau en sortie de 45 °C est de 5,73 kW, avec un COP de 1.95.
Cela montre d'emblée que le modèle ne fournit pas le même rendement à -15 °C qu'aux conditions nominales.
À partir de là, le programme d'installation peut examiner le reste du système :
- Est-il possible de réduire la température de l'eau requise ?
- Les radiateurs sont-ils correctement dimensionnés ?
- Y a-t-il un autre modèle qui conviendrait mieux ?
- Un chauffage d'appoint est-il nécessaire ?
- L'appareil sélectionné dispose-t-il d'une plage de modulation suffisante ?
Le tableau des performances fournit les chiffres nécessaires à cette évaluation.
Que se passe-t-il pendant le dégivrage ?
Par temps froid et humide, du givre peut se former sur l'échangeur thermique extérieur.
La pompe à chaleur doit alors effectuer un cycle de dégivrage pour éliminer le givre. Pendant le dégivrage, l'appareil ne fonctionne pas de la même manière qu'en mode chauffage normal ; la puissance calorifique et la consommation électrique peuvent donc varier à court terme.
C'est l'une des raisons pour lesquelles il faut éviter de considérer un point de mesure à basse température comme une valeur constante pour tout l'hiver.
Pour un projet destiné à un climat froid, il est utile de se renseigner auprès du fabricant sur le système de dégivrage, ainsi que sur la puissance nominale et le COP indiqués.
La conception globale de l'installation joue également un rôle important. La température de départ, les éléments de chauffage, les dispositifs de régulation et l'alimentation électrique doivent tous être compatibles avec la pompe à chaleur choisie.
Pour les projets où l'espace disponible pour l'installation de l'unité extérieure est limité, JNOD propose également solutions de pompes à chaleur pour les petits espaces en utilisant un système d'évacuation d'air par le haut.
Quelles questions faut-il poser au fabricant ?
Lorsque vous comparez des pompes à chaleur pour un projet dans une région au climat froid, demandez des données de performance adaptées au projet concerné.
Au minimum, demandez :
| Informations | Pourquoi c'est important |
|---|---|
| Puissance thermique à la température de référence | Indique si l'appareil est capable de prendre en charge la charge |
| COP dans les mêmes conditions | Fournit une référence réaliste en matière de rendement |
| Capacité en fonction de la température de l'eau | Illustre l'impact de la configuration système requise |
| Capacité minimale et maximale | Permet d'évaluer la modulation |
| Plage de températures de fonctionnement | Définit la plage climatique spécifiée |
| Informations sur le dégivrage | Idéal pour les conditions froides et humides |
| Conditions d'essai | Permet de réaliser des comparaisons pertinentes entre les produits |
Pour les acheteurs nord-américains, les critères actuels d'ENERGY STAR relatifs aux climats froids constituent une autre référence utile. Les équipements éligibles doivent répondre à des exigences spécifiques de performance à basse température, notamment en matière de COP et de puissance calorifique à 5 °F (-15 °C). Il s'agit là de critères de certification ENERGY STAR, et non d'exigences universelles applicables à toutes les pompes à chaleur. Consultez les critères ENERGY STAR actuellement en vigueur pour les pompes à chaleur.
Comment JNOD utilise les données de performance
JNOD publie des données de performance détaillées concernant certaines pompes à chaleur aérothermiques R290.
Le tableau des performances du JMU90HC couvre des températures extérieures comprises entre -25 °C et 25 °C et indique la puissance calorifique, la puissance absorbée et le COP pour différentes températures de sortie d'eau.
Cela offre aux installateurs et aux acheteurs de projets une meilleure base de comparaison qu’une simple capacité nominale.
Pour découvrir l'ensemble de la gamme de produits JNOD, consultez le Gamme de pompes à chaleur aérothermiques.
Le même principe s'applique à tous les fabricants : il faut se référer au tableau des performances dans des conditions proches de celles du projet, plutôt que de se fier uniquement au nom du modèle.
FAQ
Dans de nombreuses pompes à chaleur aérothermiques, la puissance de chauffage diminue à mesure que la température extérieure baisse. L'ampleur de cette variation dépend du modèle et des conditions de fonctionnement.
Non. La puissance nominale de 9 kW correspond à des conditions d'essai bien définies. La puissance calorifique réelle peut varier lorsque les températures extérieures sont plus basses ou que les températures de sortie d'eau sont plus élevées.
En effet, la pompe à chaleur doit à la fois produire l'eau de chauffage à la température requise et extraire la chaleur de l'air extérieur. Une température d'eau plus élevée peut modifier à la fois la puissance calorifique et le COP.
Cela signifie que le fabricant garantit le fonctionnement jusqu'à cette température extérieure dans les conditions indiquées. Cela ne signifie pas pour autant que l'appareil fournira sa puissance nominale à -25 °C.
Utilisez la même température extérieure et la même température de sortie d'eau pour comparer la puissance calorifique et le COP. Vérifiez ensuite la puissance minimale, la plage de fonctionnement, la stratégie de dégivrage, les besoins en électricité et la charge thermique du bâtiment.
Résumé final
La puissance nominale d'une pompe à chaleur n'est qu'un élément parmi d'autres dans le tableau global de ses performances.
Dans le cadre d'un projet destiné à un climat froid, les chiffres qui comptent sont ceux qui correspondent à la conception réelle :
Température extérieure + température de l'eau en sortie + puissance calorifique + COP + charge du bâtiment.
Un modèle de 9 kW peut atteindre une puissance proche de sa puissance nominale dans des conditions d'essai modérées, mais une puissance nettement inférieure à -15 °C ou -25 °C. Le tableau des performances illustre cette variation.
Pour les installateurs, les distributeurs et les acheteurs de projets, la meilleure approche consiste à vérifier les performances réelles de l'appareil dans les conditions spécifiques au projet.
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