Décider d’installer une thermopompe est une décision importante à prendre pour un propriétaire. Remplacer le système de chauffage traditionnel aux combustibles fossiles, comme une chaudière à gaz, par une alternative renouvelable est une solution sur laquelle les gens passent beaucoup de temps à faire des recherches avant de s'engager.
Ces connaissances et cette expérience nous ont confirmé sans aucun doute qu’une pompe à chaleur Inverter offre des avantages significatifs en termes de :
- Efficacité énergétique annuelle globale plus élevée
- Moins susceptible d’avoir des problèmes de connexion au réseau électrique
- Exigences spatiales
- La durée de vie d'une pompe à chaleur
- Confort général
Mais qu’est-ce qui fait des pompes à chaleur à onduleur la pompe à chaleur de choix ? Dans cet article, nous expliquerons en détail les différences entre ces deux unités et les pompes à chaleur à puissance fixe et pourquoi elles constituent notre unité de choix.
Quelle est la différence entre les deux pompes à chaleur ?
La différence entre une pompe à chaleur à puissance fixe et une pompe à chaleur à inverseur réside dans la manière dont elles fournissent l'énergie nécessaire à la pompe à chaleur pour répondre aux besoins de chauffage d'une propriété.
Une pompe à chaleur à puissance fixe fonctionne en étant allumée ou éteinte en permanence. Lorsqu'elle est allumée, la pompe à chaleur à puissance fixe fonctionne à 100 % de sa capacité pour répondre à la demande de chauffage de la propriété. Il continuera à le faire jusqu'à ce que la demande de chaleur soit satisfaite, puis alternera entre l'allumage et l'arrêt du chauffage d'un grand tampon dans un exercice d'équilibrage pour maintenir la température demandée.
Cependant, une pompe à chaleur à inverseur utilise un compresseur à vitesse variable qui module sa puissance en augmentant ou en diminuant sa vitesse pour répondre exactement aux besoins en chaleur du bâtiment à mesure que la température de l'air extérieur change.
Lorsque la demande est faible, la pompe à chaleur réduit sa puissance, limitant ainsi la consommation d'électricité et l'effort exercé sur les composants de la pompe à chaleur, limitant ainsi les cycles de démarrage.
L’importance de bien dimensionner une pompe à chaleur
Essentiellement, la puissance d’un système de pompe à chaleur et la manière dont il fournit sa capacité sont au cœur du débat entre onduleur et puissance fixe. Pour comprendre et apprécier les avantages en termes de performances offerts par une pompe à chaleur à onduleur, il est important de comprendre comment une pompe à chaleur est dimensionnée.
Pour déterminer la taille de la pompe à chaleur nécessaire, les concepteurs de systèmes de pompe à chaleur calculent la quantité de chaleur perdue par la propriété et la quantité d'énergie requise de la pompe à chaleur pour remplacer cette chaleur perdue par les pertes de tissu ou de ventilation dans un bâtiment. À l'aide de mesures prises sur la propriété, les ingénieurs peuvent déterminer la demande de chaleur de la propriété à des températures extérieures de -3.ÔC. Cette valeur est calculée en kilowatts, et c'est ce calcul qui détermine la taille de la thermopompe.
Par exemple, si les calculs déterminent que la demande de chaleur est de 15 kW, une pompe à chaleur produisant une puissance maximale de 15 kW est nécessaire pour fournir du chauffage et de l'eau chaude à la propriété toute l'année, sur la base des températures ambiantes actuelles requises par la BS EN 12831 et la température minimale projetée pour la zone, nominalement -3ÔC.
La taille de la pompe à chaleur est importante dans le débat entre les onduleurs et les pompes à chaleur à puissance fixe, car lorsqu'une unité à puissance fixe est installée, elle fonctionnera à sa capacité maximale lorsqu'elle est allumée, quelle que soit la température extérieure. Il s'agit d'une utilisation inefficace de l'énergie car 15 kW à -3ÔC peut n'avoir besoin que de 10 kW à 2ÔC. Il y aura davantage de cycles démarrage-arrêt.
Cependant, une unité de commande à onduleur module sa sortie sur une plage comprise entre 30 % et 100 % de sa capacité maximale. Si les pertes de chaleur de la propriété déterminent qu'une pompe à chaleur de 15 kW est nécessaire, une pompe à chaleur inverseur allant de 5 kW à 15 kW est installée. Cela signifierait que lorsque la demande de chaleur de la propriété est au plus bas, la pompe à chaleur fonctionnera à 30 % de sa capacité maximale (5 kW) au lieu des 15 kW utilisés par une unité à puissance fixe.
Les unités entraînées par onduleur offrent une efficacité bien supérieure
Par rapport aux systèmes de chauffage traditionnels à combustibles fossiles, les pompes à chaleur à puissance fixe et à onduleur offrent des niveaux d'efficacité énergétique bien supérieurs.
Un système de pompe à chaleur bien conçu fournira un coefficient de performance (CoP) compris entre 3 et 5 (selon qu'il s'agisse d'ASHP ou de GSHP). Pour chaque kW d'énergie électrique utilisé pour alimenter la pompe à chaleur, elle restituera 3 à 5 kW d'énergie thermique. Alors qu’une chaudière au gaz naturel offrira un rendement moyen d’environ 90 à 95 %. La pompe à chaleur fournira environ 300 % d'efficacité supérieure à celle de la combustion de combustibles fossiles pour le chauffage.
Pour obtenir l’efficacité maximale d’une pompe à chaleur, il est conseillé aux propriétaires de laisser la pompe à chaleur fonctionner en permanence en arrière-plan. Laisser la pompe à chaleur allumée maintiendra une température constante et continue dans la propriété, réduisant ainsi la demande de chauffage « de pointe », ce qui convient particulièrement aux unités à onduleur.
Une pompe à chaleur à onduleur modulera continuellement sa puissance en arrière-plan pour fournir une température constante. Il réagit aux changements de demande de chaleur pour garantir que les fluctuations de température soient maintenues au minimum. Alors qu’une pompe à chaleur à puissance fixe alternera continuellement entre la capacité maximale et zéro, trouvant le bon équilibre pour fournir la température nécessaire en cycliquement plus souvent.
Moins d’usure avec une unité onduleur
Avec une unité à puissance fixe, le fait d'alterner entre marche et arrêt et de fonctionner à capacité maximale met à rude épreuve non seulement l'unité de pompe à chaleur, mais également le réseau d'alimentation électrique. Création de surtensions à chaque cycle de démarrage. Ceci peut être réduit en utilisant des démarrages progressifs, mais ceux-ci sont susceptibles de tomber en panne après seulement quelques années de fonctionnement.
Lorsque la pompe à chaleur à puissance fixe se met en marche, la pompe à chaleur consomme une surtension pour la faire démarrer. Cela soumet l'alimentation électrique ainsi que les pièces mécaniques de la pompe à chaleur à des contraintes – et le processus de mise en marche/arrêt a lieu plusieurs fois par jour afin de répondre aux demandes de perte de chaleur de la propriété.
Une unité inverseur, quant à elle, utilise des compresseurs DC sans balais qui n'ont pas de véritable pic de démarrage pendant un cycle de démarrage. La pompe à chaleur démarre avec un courant de démarrage de zéro ampère et continue de croître jusqu'à ce qu'elle atteigne la capacité nécessaire pour répondre aux demandes du bâtiment. Cela soumet à la fois l'unité de pompe à chaleur et l'alimentation électrique à moins de contraintes tout en étant plus facile et plus fluide à contrôler qu'une unité marche/arrêt. Il arrive souvent que lorsque plusieurs unités de démarrage/arrêt sont connectées au réseau, cela peut entraîner des problèmes et le fournisseur de réseau peut refuser une connexion sans mise à niveau du réseau.
Économisez de l'argent et de l'espace
L'un des autres aspects attrayants de l'installation d'une unité entraînée par un onduleur est à la fois l'argent et les exigences d'espace qui peuvent être économisés en éliminant le besoin d'installer un réservoir tampon ou celui-ci peut être beaucoup plus petit si un contrôle de zone complet du chauffage par le sol est utilisé.
Lors de l'installation d'une unité à puissance fixe dans une propriété, il faut laisser de l'espace pour installer un ballon tampon à côté, d'environ 15 litres par 1 kW de capacité de pompe à chaleur. Le but du ballon tampon est de stocker dans l'installation de l'eau préchauffée, prête à circuler sur demande autour du système de chauffage central, en limitant les cycles marche/arrêt.
Par exemple, supposons que vous ayez une pièce libre dans votre maison que vous utilisez rarement et qui est réglée à une température plus basse que les autres pièces de la maison. Mais maintenant, vous voulez utiliser cette pièce et décidez d’augmenter le thermostat. Vous ajustez la température, mais le système de chauffage doit désormais répondre à la nouvelle demande de chaleur de cette pièce.
Nous savons qu’une pompe à chaleur à puissance fixe ne peut fonctionner qu’à capacité maximale, elle commencera donc à fonctionner à capacité maximale pour répondre à ce qui ne représente en réalité qu’une fraction de la demande de chaleur maximale, ce qui gaspille beaucoup d’énergie électrique. Pour contourner cela, le ballon tampon enverra de l'eau préchauffée aux radiateurs ou au chauffage par le sol de la pièce de rechange pour la réchauffer, et utilisera la puissance maximale de la pompe à chaleur pour réchauffer le ballon tampon et éviter une surchauffe probable du ballon tampon. réservoir en cours de processus, prêt pour la prochaine fois qu'il sera sollicité.
Avec une unité entraînée par un inverseur installée, la pompe à chaleur s'ajustera à une puissance inférieure en arrière-plan et reconnaîtra le changement de demande et ajustera sa puissance en fonction du faible changement de température de l'eau. Cette capacité permet donc aux propriétaires d’économiser sur l’argent et l’espace requis pour installer un grand réservoir tampon.
Heure de publication : 14 juillet 2022