Optimiser le fonctionnement de sa PAC

Pour optimiser le fonctionnement de sa PAC, il y a 4 approches que l’on peut combiner :

• isoler les réseaux pour éviter d’y perdre trop d’énergie.
• chauffer au moment ou le contrat de fourniture propose l’énergie la moins chère,
• chauffer au moment où la PAC aura le meilleur rendement,
• chauffer quand l’énergie qu’on consomme est gratuite

Pour que ces solutions puissent être utilisées, il faut être en mesure de stocker l’énergie au moment où elle est produite pour en bénéficier quand on en aura besoin.

Stocker l’énergie

Pour stocker l’énergie, il faut que le bâtiment dispose d’une certaine inertie thermique, ou qu’on la lui ajoute.

Un plancher chauffant ou un mur chauffant présente une bonne capacité de stockage : par exemple, un plancher de 10 cm d’épaisseur dans une habitation de 100 m² représente 10 m3 de béton, soit environ 4600 litres d’eau. On peut donc le chauffer, tout en restant dans la limite du raisonnable -pour n’avoir ni trop chaud ni les jambes lourdes- pendant les ‘heures creuses’. Pour les contrat EJP, on pourra les ‘charger’ juste avant les jours de pointe.

L’utilisation d’un ballon tampon est une alternative, déjà présente si on dispose aussi d’une chaudière bois ou d’un chauffage solaire. Le volume du ballon ne sera pas équivalent à celui du plancher, mais on pourra le faire monter plus haut en température.

Consommer l’énergie la moins chère

En France et dans de nombreux pays, les tarifs de l’électricité sont conçus pour lisser la demande au cours de la journée ou de la période. On a les tarifs ‘heures creuses’ et les tarifs EJP (effacement jours de pointe).

• Tarifs Heures Creuses : on pourra programmer sa PAC pour un fonctionnement forcé quotidiennement pendant les périodes creuses.
• Tarifs EJP : on programmera, en fonction des jours de pointe, la PAC pour chauffer au maximum juste avant l’entrée en vigueur du tarif fort.

Consommer quand on produit son électricité photovoltaïque

Nos PAC disposent d’un mode de production ‘forcé’, spécialement conçu pour les habitations avec installation photovoltaïque : un capteur détecte l’injection de courant sur le réseau et active alors le fonctionnement de la PAC.

Cette fonctionnalité est particulièrement intéressante avec une installation photovoltaïque en auto-consommation sans revente ni batterie virtuelle, c’est à dire quand l’énergie non consommée est ‘offerte’ à son fournisseur.

Où placer le curseur ?

Comme on le voit sur le tableau ci-dessous, le COP de la PAC diminue en fonction de l’écart entre la température extérieure et la température de ‘départ chauffage’, c’est à dire la température de notre ballon tampon (ou de notre plancher si le fonctionnement se fait avec une bouteille de découplage).

Sauf dans le cas d’une énergie totalement gratuite, il faut tenir compte à la fois de la baisse du prix de l’énergie en heures creuses, de la perte de rendement de la machine, et aussi du changement de la température extérieure.

Par exemple :

Supposons que nous disposons d’une PAC MR32 12, qu’il fait 0°c dehors en heures pleines comme en heures creuses, et qu’on a un plancher chauffant, avec un départ à 25°.

Le tableau des puissances et des COP (téléchargeable sur les pages produits de chaque pompe à chaleur) ci-dessous nous permet de calculer jusqu’à quelle température on peut chauffer son ballon tampon (avec un plancher chauffant on s’arrêtera probablement à un départ à 30°).

Prenons aussi l’hypothèse que le tarif ‘Heures Creuses’ est 50% moins cher que le tarif plein.

Si le tarif heures creuse et inférieur de 50% au tarif heures pleine, il sera intéressant de chauffer le ballon tant que le rendement n’aura pas chuté de 50%.

Dans les conditions fixées, pour trouver le COP de la PAC, on prend donc la ligne 0°, la colonne 25 COP, le COP est de 4.86.

On pourra donc chauffer le ballon jusqu’à 55° : à 0°, le COP est de 2.44, soit quasiment la moitié de 4.86.

Au delà, l’augmentation de consommation pour produire un kWh annulera l’économie réalisée par un coût moindre du kWh.

Mais cette approche est très approximative, voici pourquoi :

• de nombreux paramètres ne sont pas pris en compte : par exemple les pertes d’énergie entre l’Unité extérieure de la PAC et le ballon tampon, qui augmenteront proportionnellement à l’écart de température avec l’extérieur. Sur cette base, on aurait tendance à ne pas monter jusqu’à 55°c dans le ballon.
• Si le ballon est dans un local non chauffé/isolé, ses pertes thermiques sont aussi à prendre en compte, et elles augmentent avec le différentiel de température entre le ballon et son environnement. Elles sont néanmoins modérées.
• Une hypothèse de cet exemple  est que la température extérieure est stable. C’est relativement vrai lorsque le temps est couvert et l’air humide. C’est significativement faux lorsque le temps est dégagé et que l’air est sec.

Contre exemple

la température extérieure peut varier significativement, dans certaines régions, et annuler le bénéfice d’un stockage en heures creuses.

Mettons qu’on soit dans le midi, ciel dégagé , air sec. On a 0°c la nuit/en heures creuses,  mais 15°C en journée/ en plein tarif.

Le cop est de 8.38 le jour, à 15° lorsqu’on est en plein tarif, on cherche donc un COP à plus de 4.19 pour que l’énergie coûte moins cher la nuit (toujours avec une énergie 2 fois moins chère en heurs creuses). On s’arrêtera de chauffer le ballon entre 25 et 30°c… Donc on ne stockera pas d’énergie. Par contre dans ces régions, si l’on a du photovoltaïque, on bénéficiera d’un excellent rendement le jour.

On le voit, il est important d’avoir une bonne isolation de ses réseaux, cela fait partie du rendement global de l’installation.

Où placer le curseur ?

Dans l’article suivant, nous passons en revue les différents types d’équipement qui composent une installation de chauffage.

AVANT DE SE LANCER

Une installation de chauffage est souvent constituée de deux ou trois composants principaux.