Calculer la puissance d’une pompe à chaleur : calcul et conseils

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Dernière mise à jour le : 5 mars 2024 par Rénovation et travaux

Lorsque vous souhaitez faire poser une pompe à chaleur, il est important de bien se renseigner sur plusieurs points. La première chose à faire est de calculer la puissance de la pompe à chaleur nécessaire pour chauffer votre logement.

En effet, grâce au calcul de la puissance d’une pompe à chaleur vous pouvez prendre un matériel qui répond parfaitement à vos besoins. Ainsi, pas de dépenses inutiles dans une pompe à chaleur trop puissante. Découvrez dès à présent tous les conseils à connaître pour choisir votre système de chauffage écologique.

Comment calculer la puissance nécessaire d’une pompe à chaleur ?

Pour calculer la puissance d’une pompe à chaleur il est important de prendre en compte certains paramètres.

Données nécessaires au calcul

Pour calculer la puissance nécessaire d’une pompe à chaleur pour chauffer toutes les pièces de votre maison, il est nécessaire de prendre en compte un certain nombre de facteurs. En effet, dans le calcul de puissance de la PAC (Pompe À Chaleur), il faut prendre en considération :

Le volume global des pièces qu’il faut chauffer ;
Le coefficient de déperdition énergétique de construction ;
L’écart de température entre l’intérieur de base et la température d’extérieur de base de la région.

Une fois que toutes ces données sont réunies, faisons place au calcul.

Calcul détaillé de la puissance d’une pompe à chaleur

Pour calculer la puissance nécessaire d’une pompe à chaleur P, il faut multiplier le volume du logement V en m3, le coefficient de construction C ainsi que l’écart de température T. On a P=V*T*C.

Pour avoir le volume en mètres cubes, il faut multiplier la hauteur avec la superficie.
Le coefficient est donné avec le DPE (Diagnostic de Performance Énergétique)
La différence de température souhaitée à l’intérieur et la température extérieur de référence.

La température extérieur de référence est donnée pour chaque région.

Quelle puissance de pompe à chaleur pour 100 m2 ?

Pour une maison récente de 100 m2 bien isolée, avec une hauteur de 2,50 m (hauteur standard actuelle) en île de France on obtient :

Le volume de la maison V = superficie*hauteur = 100*2,5 = 250 m 3.
Admettons que vous souhaitiez chauffer chez vous à un maximum de 19 °C, comme vous habitez en île de France, la température extérieure de référence est -9 °C. Ainsi, on obtient une différence de température T = 19 — (-9) = 28 °C.
Le diagnostic de performance énergétique indique que le coefficient de déperdition du logement est C = 0,9.

On a donc une Puissance nécessaire de pompe à chaleur P = V*T*C = 250*0,9*28 = 6300 W. La puissance minimum pour une pompe à chaleur dans cette maison de 100 m2 est de 6300W. Cependant, il est préférable de garder une marge de manœuvre allant de 10 à 20 % pour que la pompe à chaleur puisse chauffer plus rapidement et être serein. C’est pourquoi pour cette maison de 100 m2, il est conseillé de prendre une pompe à chaleur avec une puissance de 7000 à 7500 W.

Toutefois, ce calcul est vrai pour une pompe à chaleur monovalente. Dans le cas d’une utilisation bivalente, la pompe recommandée serait d’une puissance allant de 5500 W à 6000 W (environ 80 % d’une pompe monovalente).

Différence entre une pompe monovalente et bivalente

Il existe 2 modes d’utilisation d’une pompe à chaleur, l’utilisation monovalente et bivalente. Ces 2 modes de fonctionnement dépendent de vos objectifs. Découvrez les différences entre pompe monovalente et bivalente :

Utilisation monovalente d’une pompe à chaleur: ce mode de fonctionnement est surtout adapté à des pompes géothermiques et aquathermiques. En effet, la pompe fonctionne en saccade arrivée au printemps ou en automne. Toutefois, la pompe aérothermique n’est pas du tout adaptée à ce type de fonctionnement, elle pourrait donc s’endommager.
Utilisation bivalente d’une pompe à chaleur: dans le cas d’une utilisation complémentaire à un système de chauffage, on parle de fonctionnement bivalent.

Bon à savoir : il est important de fixer ses objectifs avant l’achat car, en cas de changement, vous devrez payer tout un nouveau système de pompe à chaleur.

Dimensionnement d’une pompe à chaleur : pourquoi faire ?

Lorsque vous souhaitez faire installer une pompe à chaleur, vous devez faire face au dimensionnement de votre pompe. En effet, si vous dimensionnez mal votre pompe à chaleur vous pouvez être confronté à une pompe à chaleur sous-dimensionnée ou trop puissante pour votre utilisation.

Problèmes de sous-dimensionnement d’une PAC

Si votre pompe à chaleur est sous-dimensionnée, vous ne pourrez pas correctement chauffer votre logement. Dans ce cas, en hiver vous devrez allumer un chauffage d’appoint pour votre confort.

C’est pourquoi il n’est pas conseillé de prendre une PAC sous-dimensionnée pour faire des économies.

Pompe à chaleur trop puissante : quels impacts ?

Dans le cas contraire, une pompe à chaleur surdimensionnée n’est pas non plus un bon investissement. En effet, vous pouvez penser qu’une pompe à chaleur avec une forte puissance pourra vraiment subvenir aux besoins.

Cependant, comme la machine serait trop puissante, les cycles de chauffe seraient plus courts. Ainsi, votre pompe à chaleur aura un coefficient de performance (COP) plus faible dû à sa surconsommation.

Calcul du coefficient de performance d’une pompe à chaleur

Le coefficient de performance ou le COP est un indicateur sur le rendement d’une pompe à chaleur. Il permet de jauger de l’efficacité énergétique, c’est-à-dire le rapport entre la quantité d’énergie produite et la quantité d’énergie utilisée.

Bon à savoir : l’énergie est souvent exprimée en kilowatt heure.

Exemple de calcul du coefficient de performance d’une pompe à chaleur : si vous avez une pompe capable de générer 4 kWh pour seulement 1 kWh dépensé, votre pompe à chaleur à un COP = 4/1 = 4. D’ailleurs, cette pompe à chaleur est très performante, elle fait partie de la meilleure classe d’efficacité énergétique (A).

Calcul du crédit d’impôt CITE pour une pompe à chaleur

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La pompe à chaleur : principe de fonctionnement

Le principe de fonctionnement d’une pompe à chaleur est assez complexe et passe par 4 appareils différents. Elle utilise les sources d’énergies disponibles dans l’environnement (air, sol ou nappe phréatique afin de redistribuer cette énergie à l’intérieur de votre logement.

Seulement, en hiver l’air est froid. C’est pourquoi il faut faire augmenter la température.

La pompe à chaleur prend l’énergie disponible dans l’air extérieur et la fait circuler vers l’évaporateur. Le liquide frigorigène présent dans l’évaporateur permet d’avoir une vapeur froide à basse pression.
Le compresseur va servir à augmenter la pression de la vapeur afin d’augmenter sa température.
La vapeur est maintenant assez chaude pour se transmettre au système de chauffage. Elle passe dans un condenseur qui va transformer la vapeur haute pression en liquide haute pression.
Pour revenir à l’état de liquide froid en basse pression, le liquide passe dans un détendeur. Le détendeur fait chuter la pression ainsi que la température du liquide.

Une fois le cycle terminé, il peut recommencer en boucle dans un circuit fermé. Voici le schéma de fonctionnement de la pompe à chaleur :

Bon à savoir : la chaleur se déplace toujours vers le froid. C’est pourquoi, pour que la pompe à chaleur puisse fonctionner, elle est dotée d’un liquide antigel qui est toujours plus froid que l’air extérieur [même dans le cas de températures négatives].