| EF4 » Pompes à chaleur » Aspects techniques » Coefficient de performance |
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La performance d’une pompe à chaleur s'exprime par le coefficient de performance (COP). Le COP est défini comme étant le rapport entre la quantité d'énergie transférée par la PAC (chaleur restituée dans le bâtiment) et l'énergie consommée pour réaliser ce transfert (énergie utilisée pour faire fonctionner le compresseur et certains auxiliaires). Le COP est un nombre sans dimension. Par exemple, une PAC qui produit 3 kWh de chaleur pour une consommation de 1 kWh électrique, a un COP égal à 3. Plus le COP est élevé, plus la pompe à chaleur est performante.
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Energie transférée par la PAC (chaleur restituée dans le bâtiment)
COP = ---------------------------------------------------------------------------------------
Energie consommée pour réaliser le transfert (compresseur et auxiliaires)
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COP d'une pompe à chaleur
Le COP d’un type de pompe à chaleur (COPPAC), qui est présenté dans les catalogues des fabricants, est défini pour des températures d’essais déterminées (T° de la source froide et T° de la source chaude). Les pompes à chaleur sont testées suivant la méthodologie définie dans la norme EN 14511. Ces tests sont réalisés par des centres de test indépendants.
De manière générale, le COP d'une pompe à chaleur est d'autant plus élevé que la température de la source froide est élevée et que la température de la source chaude est petite. A titre d'exemple, le graphique ci-dessous illustre l'évolution du COP d'une PAC eauglycolée/eau, pour deux températures d'eau (source chaude), en fonction de la température de l'eau glycolée (source froide). La variation des températures (T° source froide et T° source chaude) durant une saison de chauffe à une influence sur la performance de la pompe à chaleur définie pour une saison de chauffe (voir COP saisonnier). Par rapport à la performance de cette même pompe à chaleur définie pour un point de fonctionnement spécifique (COPPAC) le COP saisonnier sera plus faible.
Exemple d'évolution du COP pour une pompe à chaleur eauglycolée/eau
en fonction de la température de la source froide (eau glycolée)
et de la température de la source chaude (eau)
COP d'une installation
Dans la pratique, le COP d’une installation de chauffage par pompe à chaleur (COPINS) sera moins élevé que le COP donné dans le catalogue des fabricants (COPPAC). Cela est lié aux pertes thermique (échangeurs, canalisations,…), aux auxiliaires utilisés en fonction de la source froide exploitée (pompe, circulateur, ventilation,…) ainsi qu’ à la mise en œuvre de l’installation (dimensionnement, pose,…).
COP saisonnier
Sur une saison de chauffe, les températures de la source froide et de la source chaude varient en fonction, respectivement, du mode de captage et du mode de chauffage utilisés. Le COP d'une installation de chauffage par pompe à chaleur (COPINS) comme défini ci-dessus, n'est donc pas suffisant pour déterminer l'efficacité "réelle" de cette installation.
Pour exprimer la performance d'une installation "pompe à chaleur" sur une saison de chauffe, on parle de COP saisonnier (COPSAIS) qui est le rapport entre, d'une part, les valeurs mesurées sur une saison de chauffe de l'énergie calorifique restituée dans le bâtiment et, d'autre part, de l'énergie consommée pour le fonctionnement de l'installation (pompe à chaleur + auxiliaires).
De manière théorique, la performance d'une installation "pompe à chaleur" sur une saison de chauffe peut être estimée par le facteur de performance saisonnier "SPF" (Seasonal Performance Factor) tel que défini dans les normes EN 15450 et EN 15316-4-2.
En fonction de différents paramètres (Type de PAC utilisée, qualité du dimensionnement, qualité de l'installation, type de bâtiment,...) le COP saisonnier des pompes à chaleur destinées au chauffage des bâtiments varie en moyenne entre 2,8 et 3,5 pour les pompes à chaleur aérothermiques et entre 3 et 4,5 pour les pompes à chaleur géothermiques et hydrothermiques.
COP "frigo"
La performance d'une pompe à chaleur réversible est exprimée par son coefficient de performance (COP) en mode "chauffage". Par contre, en mode "rafraîchissement" elle est exprimée par son coefficient d'efficacité frigorifique (EER).
Ce coefficient est égal au rapport entre l'énergie thermique prélevée au niveau l'évaporateur et l'énergie utilisée pour faire fonctionner la pompe à chaleur.
Energie transférée par la PAC (chaleur prélevée dans le bâtiment)
EER = -------------------------------------------------------------------------------
Energie consommée pour réaliser le transfert
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