thermopompe air eauDepuis quelques années, la popularité des planchers radiants hydroniques a propulsé les ventes de thermopompes air-eau. Celles-ci retirent l’énergie de l’air extérieur pour réchauffer le mélange eau-glycol qui circule dans les tubulures des planchers radiants.
Il est difficile de prévoir précisément les économies annuelles de chauffage réalisées avec ces appareils, mais leur efficacité par temps froid et leurs performances en économies d’énergies sont de plus en plus élevées. Les anciennes thermopompes cessaient totalement de fonctionner sous -12’C, mais aujourd’hui certains modèles maintiennent 66% de leur capacité à -30’C.

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La thermopompe air-eau pour plancher radiant

La thermopompe air-eau extrait la chaleur dans l’air extérieur pour l’accumuler dans un réservoir d’eau chaude. Une pompe fera ensuite circuler l’eau chaude de ce réservoir vers un circuit de tuyauterie inséré dans la dalle de béton du sous-sol ou du rez-de-chaussée. Pour que le chauffage soit suffisant par temps froid, la température de l’eau chaude doit être montée à au moins 46’C.
Pour une thermopompe air-eau, il est beaucoup plus difficile de monter la température de l’eau à 46’C que de monter la température de l’air à 35’C comme dans les systèmes air-air. Il y a à peine 3 ans, la majorité des thermopompes air-eau atteignaient un point d’équilibre à -10’C, c’est-à-dire qu’elle procuraient de la chaleur, mais aucune économie d’énergie sous cette température.

En comparaison, les thermopompes de la série Performance de Carrier maintiennent 100% de capacité de chauffage à -15’C (en kilowatts fournis) et un COP de 1,5 ( 33% d’économies).
Lorsqu’on analyse les performances d’une thermopompe, il est important de distinguer sa capacité à chauffer par temps froid (combien de kilowatts elle produit) et son efficacité à produire plus de chaleur en kilowatts que les kilowatts qu’elle consomme. Lorsqu’elle produit 1 kilowatt pour 1 kilowatt consommé, elle atteint son point d’équilibre, ce qui n’est pas meilleur qu’une plinthe électrique.

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Chauffage et climatisation hydronique des étages

Pour le chauffage des étages, il est aussi possible de mettre des tuyaux d’eau chaude dans le plancher, cependant la majorité des consommateurs choisissent un unité de ventilation à eau qui permet de chauffer à eau chaude en hiver et de refroidir avec de l’eau froide en été.

Dans ce cas, le réservoir est rempli d’eau chaude en hiver et rempli d’eau froide en été. Cette eau est pompée vers l’échangeur de chaleur du ventilo-convecteur à l’étage pour chauffer ou refroidir l’air.

Avec les variations soudaines de température en automne et au printemps, cela cause un léger problème car on ne peut pas chauffer une journée et climatiser la journée suivante. Pour palier à ce problème, on recommande l’achat de deux réservoirs distincts dont l’un est rempli d’eau chaude et l’autre d’eau froide.

Choisir un gros réservoir

En janvier et février, la température extérieure moyenne est d’environ -18’C durant la nuit et -8’C durant le jour. Comme l’économie d’énergie en chauffage est relative au COP et que le COP demeure beaucoup plus élevé lorsque la température extérieure est plus élevée, il est beaucoup plus économique de chauffer l’eau durant la journée. En ce sens, l’achat d’un plus gros réservoir d’eau chaude pouvant accumuler davantage de chaleur durant la journée peut s’avérer un très bon choix économique. Cela dépend de plusieurs facteurs, dont les besoins énergétiques de la maison, l’espace disponible et le coût du réservoir, mais c’est une option à envisager.

Chauffage radiant: réduire la température de l’eau ?

Tel que mentionné précédemment, afin de maintenir une habitation confortable par temps très froid au Québec, la température de consigne pour le mélange eau-glycol d’un système radiant à basse température comme un plancher radiant hydronique est de 46’C, si on tient compte des normes d’isolation et d’étanchéité à l’air des années 80-90.
Cependant, pour une maison neuve respectant les nouvelles normes de 2015 au Québec, il est probable qu’une température de 43’C serait suffisante. Cela permettrait d’augmenter légèrement l’efficacité de la thermopompe air-eau.
En réduisant davantage les pertes de chaleur par une plus haute isolation et une plus grande étanchéité à l’air tout en utilisant des verres thermos triples et un échangeur de chaleur à double noyau, il est possible qu’une température de l’eau à 40’C soit suffisante.

La réduction des pertes de chaleur de l’enveloppe, l’augmentation de sa masse thermique, la récupération de l’énergie et l’augmentation des gains solaires auraient aussi un impact sur la puissance requise de l’appareil. Celui-ci pourrait être moins puissant et moins coûteux. Voilà des options qui pourraient améliorer encore la rentabilité de ces thermopompes.

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Yves Perrier
2019/02/16