Période d'amortissement de la pompe à chaleur

Contenu :

Période d'amortissement d'une pompe à chaleur.
Caractéristiques du système, informations fournies par des experts.
Amortissement d'une pompe à chaleur pour le chauffage domestique.
Comment fonctionne une pompe à chaleur ?
Qu'est-ce qu'une pompe à chaleur ?
En combien de temps l'investissement dans une pompe à chaleur devrait-il être rentabilisé ?
Conclusions.

La décision d'installer une pompe à chaleur est sans aucun doute assez complexe et soulève de nombreuses questions : vaut-il la peine d'investir dans cette technologie, est-elle rentable, quel est le délai d'amortissement d'une pompe à chaleur ? C'est pourquoi il faut absolument consulter un spécialiste avant de prendre une telle décision.

La pompe a ses propres caractéristiques de fonctionnement ; elle peut servir non seulement de source de chaleur en hiver, mais aussi de source de refroidissement en été. Par conséquent, l'installation d'une pompe à chaleur doit être envisagée en conjonction avec d'autres systèmes dans la maison. Pendant la saison de chauffage, la chaleur s'échappe de la maison par les murs extérieurs, le sol et le toit, ainsi que par les fenêtres. Plus l'isolation de la maison est efficace et de qualité, plus les fenêtres sont performantes, moins les pertes de chaleur par celles-ci sont importantes en hiver.

Un tel système nécessitera une chaudière ou une pompe à chaleur plus petite, ce qui réduira considérablement les coûts d'exploitation. Dans une maison moderne, il est également important de prévoir un système de ventilation pour assurer un air frais et des conditions de vie confortables. Le chauffage de l'air frais en hiver peut consommer une quantité importante d'énergie thermique (en moyenne, 30 % des pertes de chaleur de l'ensemble du bâtiment), c'est pourquoi l'installation d'un système de ventilation avec récupération réduira aussi considérablement les coûts. Tous ces systèmes peuvent, bien entendu, être combinés efficacement avec une pompe à chaleur.

Ce qu'il faut prendre en compte

Si vous utilisez déjà un système avec une chaudière à gaz pour le chauffage, compte tenu des tarifs actuels du gaz naturel et de l'électricité, l'installation ne vous garantira pas immédiatement des économies significatives. Cependant, un système combiné basé sur une pompe à chaleur et une chaudière à gaz vous apportera certainement plus d'indépendance et de confort, la possibilité de choisir votre source de chaleur en fonction des tarifs du gaz naturel et de l'électricité à l'avenir, car la pompe est un investissement dans votre indépendance pour de nombreuses années.

Cependant, si vous utilisez actuellement une chaudière électrique pour chauffer votre maison, une pompe à chaleur sera une option fiable pour réduire de manière significative l'énergie électrique consommée et faire plusieurs fois des économies sur vos factures d'électricité.
Elle sera plus rapidement rentabilisée qu'une chaudière à granulés de bois ou à bûches.

Les chaudières à combustible solide nécessitent des ressources importantes et du temps pour les nettoyer pendant leur fonctionnement, s'assurer de la composition du combustible (bûches ou granulés) et nettoyer la cheminée de la suie en temps voulu. Pour une pompe à chaleur, la seule chose qui compte est la disponibilité de l'énergie électrique nécessaire.

La figure montre les coûts de fonctionnement approximatifs pour le chauffage d'une maison de 150 ^m2 à Kiev avec un niveau d'isolation moyen en utilisant différents types de combustibles.

Il convient également de noter qu'il s'agit d'une source de chauffage respectueuse de l'environnement. Pendant le fonctionnement de la pompe à chaleur, il n'y a pas de "cheminée", pas d'émissions de substances nocives qui détruisent la couche d'ozone de notre planète, et l'installation sera une décision responsable vis-à-vis de nos générations futures.

Lorsque vous envisagez d'installer une pompe à chaleur, posez-vous 5 questions importantes :

La maison dispose-t-elle d'une isolation thermique de haute qualité pour minimiser les pertes de chaleur en hiver ?
Quelle est la puissance électrique disponible pour l'installation de la pompe ?
Est-il possible de faire fonctionner le système de chauffage à une température ne dépassant pas +55°C ?
Est-il nécessaire d'installer une deuxième chaudière (de secours) ?
Est-il possible d'utiliser la pompe à chaleur non seulement pour le chauffage et la production d'eau chaude, mais aussi pour le rafraîchissement ?

Caractéristiques du système

La période d'amortissement et l'efficacité de la pompe à chaleur dépendent de la température du fluide caloporteur. Selon le modèle et le type, elles peuvent chauffer le liquide de refroidissement à des températures de +60...+70°C. Cependant, l'efficacité de la pompe à chaleur dépend directement de la température d'alimentation : plus la température d'alimentation de la pompe à chaleur est basse, plus l'efficacité de la pompe à chaleur est élevée et plus la puissance électrique qu'elle consomme est faible.

Une température élevée du fluide caloporteur est nécessaire pour chauffer l'eau chaude à une température confortable. Mais le système de chauffage d'une pompe à chaleur doit être à basse température. Plus la température du fluide caloporteur est basse dans le système de chauffage, plus la pompe à chaleur fonctionnera efficacement.

Le tableau montre un exemple de la valeur du COP d'une pompe à chaleur à air pour différentes valeurs de la température du fluide caloporteur et de la température de l'air extérieur.

Pour un fonctionnement fiable de la pompe à chaleur, il est nécessaire de disposer d'une réserve de l'énergie électrique nécessaire. Si la maison ne dispose pas de la totalité de la réserve d'énergie électrique, il est nécessaire d'envisager l'installation d'une chaudière d'appoint supplémentaire.
La puissance calorifique de la pompe air-eau dépend de la température extérieure.

Plus la température est basse, moins la pompe à chaleur produira de chaleur. Les pompes à chaleur air/eau modernes fonctionnent à des températures extérieures allant jusqu'à -25...-27°C. Toutefois, pendant ces périodes, leur production de chaleur diminue considérablement et, dans ce cas, vous devriez également envisager l'installation d'une chaudière supplémentaire d'appoint.

Selon les experts, l'installation d'un système de pompe à chaleur présente de nombreux avantages : il s'agit d'une source de chaleur fiable et respectueuse de l'environnement, les coûts d'exploitation seront inférieurs à ceux d'une chaudière, une pompe à chaleur peut remplacer les climatiseurs dans la maison et peut également être une source de froid en été.

Mais si vous décidez d'investir dans une pompe à chaleur, vous vous demanderez probablement s'il s'agit d'un bon investissement financier et quel est le délai d'amortissement réel d'une pompe à chaleur.

Période d'amortissement d'une pompe à chaleur pour le chauffage domestique

- il s'agit d'une question assez importante, car le prix d'une pompe à chaleur est nettement plus élevé que celui d'une chaudière à gaz standard. Le calcul de la période d'amortissement d'une pompe à chaleur peut être obtenu auprès des spécialistes concernés.

Il est basé sur une comparaison des tarifs des vecteurs énergétiques disponibles dans chaque cas (électricité, gaz naturel, granulés de bois, etc.), la capacité requise pour les systèmes de chauffage et de refroidissement, et comprend à la fois les investissements initiaux et le coût de l'entretien de l'équipement pendant son fonctionnement.

Que faut-il prendre en compte ?

Pour calculer la période d'amortissement d'un système, les ingénieurs calculent la quantité d'énergie thermique dont le bâtiment aura besoin pendant la saison de chauffage d'une année. La consommation d'eau chaude par jour pour les besoins domestiques (douche, bain, etc.) est prise en compte, et la capacité de refroidissement nécessaire pour rafraîchir la maison en été est calculée.

Sur la base de ces valeurs, l'équipement de la chaufferie est sélectionné et la consommation des différentes ressources énergétiques est calculée. Par exemple, la consommation de la quantité nécessaire de gaz naturel pendant le fonctionnement d'une chaudière à gaz, la consommation de pellets pendant le fonctionnement d'une chaudière à pellets, ou l'énergie électrique consommée pendant le fonctionnement d'une pompe à chaleur, l'énergie électrique consommée pendant le fonctionnement des climatiseurs en été pour refroidir la maison.

Lors du calcul de l'amortissement, les coûts annuels d'entretien du système et de la chaufferie sont également calculés. Il est important de noter que le système air-eau ne nécessite aucun permis et que l'entretien est aussi simple que possible et consiste principalement à surveiller les paramètres de fonctionnement de la pompe à chaleur.

La période d'amortissement la plus courte concerne les systèmes dans lesquels la pompe à chaleur est utilisée non seulement pour le chauffage, mais aussi pour le refroidissement. Dans le cas de l'exploitation d'un système de chauffage avec des températures de liquide de refroidissement essentiellement basses. Après avoir pris en compte tous ces facteurs, vous serez en mesure de déterminer la période d'amortissement et la valeur financière du système proposé.

Qu'est-ce qu'une pompe à chaleur ?

Unepompe à chaleur est une source de chaleur respectueuse de l'environnement, une alternative aux chaudières traditionnelles au gaz ou à l'électricité. En fonctionnement, une pompe à chaleur consomme de l'électricité, mais la convertit en chaleur avec une très grande efficacité. Par exemple, une chaudière électrique, qui consomme 1 kWh d'électricité, fournit également 1 kWh d'énergie au système de chauffage. Une pompe à chaleur, en revanche, qui consomme 1 kWh d'électricité, fournit jusqu'à 5 kWh de chaleur utile.

Le fonctionnement d'une chaudière utilise l'énergie issue de la combustion de différents types de combustibles. Par exemple, une chaudière à gaz utilise l'énergie thermique libérée lors de la combustion du gaz naturel.

Lors du fonctionnement d'une telle chaudière, il est nécessaire de payer pour la quantité de gaz qui y est brûlée. Les pompes à chaleur, en revanche, utilisent l'énergie absolument gratuite de l'environnement : l'air, l'eau, le sol, etc.

Par conséquent, les coûts d'exploitation d'une pompe à chaleur seront toujours inférieurs à ceux d'une chaudière qui brûle du combustible. Toutefois, l'investissement initial dans un système de pompe à chaleur sera plus élevé, car il est nécessaire d'équiper le système pour extraire la chaleur ambiante.

Il existe différents types de pompes à chaleur : " air-eau ", " eau-eau " et " sol-eau ", en fonction de la source d'énergie de la pompe à chaleur.

Par exemple, une pompe à chaleur sur nappe phréatique qui utilise la chaleur gratuite de la terre. Pour ce type de pompe à chaleur, un échangeur de chaleur spécial doit être installé à l'extérieur de la maison, dans le sol, où le caloporteur sera chauffé par la température du sol environnant. Il peut s'agir d'un échangeur de chaleur horizontal ou vertical, dans lequel le caloporteur est chauffé à une température de +3...+8°C, ce qui est suffisant pour que la pompe à chaleur fonctionne efficacement. Pour une pompe à chaleur eau/eau, deux puits sont généralement nécessaires.

L'eau circule d'un puits à l'autre à l'aide d'une pompe submersible standard et, par l'intermédiaire d'un échangeur de chaleur, transfère la chaleur de l'eau à une température de +8...+10°C à la pompe à chaleur. Pour les pompes à chaleur air-eau, il est nécessaire d'installer un échangeur de chaleur sous la forme d'une unité extérieure à l'extérieur de la maison, qui ressemble à l'unité extérieure d'un climatiseur classique. Les pompes à chaleur modernes utilisent efficacement l'énergie de l'air extérieur, même à des températures aussi basses que -25°C.

La pompe à chaleur utilise l'énergie de l'environnement pour chauffer l'eau du système de chauffage. Une température de l'eau de +8°C ou de l'air de -10°C suffit pour que la pompe à chaleur fonctionne efficacement et chauffe l'eau du système de chauffage jusqu'à +60°C.

Mais, comme nous l'avons dit plus haut, la période d'amortissement et l'efficacité de la pompe à chaleur augmentent lorsque la température de l'eau dans le système de chauffage est plus basse. Par exemple, dans un système de chauffage par le sol, la température du caloporteur est d'environ +35...+40°C, et la température du caloporteur dans un système de chauffage avec radiateurs est en moyenne de +55...+60°C. La consommation électrique de la pompe à chaleur dans un système avec radiateurs sera au moins deux fois plus élevée que dans un système avec chauffage par le sol.

Comment fonctionne une pompe à chaleur ?

La pompe à chaleur est construite sur la base d'un module de réfrigération - il s'agit d'un module fermé et scellé, dont les principaux composants sont deux échangeurs de chaleur, un compresseur, une vanne thermostatique (TRV) et l'automatisation du contrôle. Le réfrigérant (fréon) circule dans le module de réfrigération.

Il est mis en circulation par un compresseur entre deux échangeurs de chaleur. La principale propriété du réfrigérant est qu'il peut bouillir et se transformer en vapeur à basse température. Il peut même bouillir à des températures inférieures à 0°C. Pour décrire le fonctionnement d'une pompe à chaleur de manière générale, prenons l'exemple d'une pompe à chaleur eau/eau :

l'eau d'un puits à une température de +8°C entre dans le premier échangeur de chaleur de la pompe à chaleur, où elle transfère de la chaleur au réfrigérant. Dans le même temps, l'eau est refroidie à une température d'environ +5°C et évacuée vers un autre puits ;
le réfrigérant dans l'échangeur de chaleur bout à partir de cette température de +8°C et se transforme en vapeur (cet échangeur de chaleur est appelé évaporateur) ;
le réfrigérant sous forme de vapeur est acheminé vers le compresseur, où il est comprimé. Lors de la compression, sa température augmente, pouvant atteindre jusqu'à +100°C. Ce potentiel est utilisé pour chauffer l'eau du système de chauffage ;
le fluide frigorigène à haute température après le compresseur entre dans le deuxième échangeur de chaleur, où il transfère la chaleur à l'eau du système de chauffage. Le réfrigérant se condense et redevient liquide (cet échangeur de chaleur est appelé condenseur) ;
le fluide frigorigène retourne ensuite au premier échangeur de chaleur via une vanne de régulation de la température, où il peut à nouveau prélever la chaleur de l'eau.

L'électricité utilisée par la pompe à chaleur sert à faire fonctionner le compresseur de la pompe à chaleur. Plus la température à laquelle le réfrigérant doit être comprimé est élevée, plus la consommation électrique de la pompe à chaleur est importante.
Dans le cas d'une pompe à chaleur air-eau, la chaleur du réfrigérant est transférée de l'air extérieur au premier échangeur de chaleur (évaporateur). Cela se produit dans l'unité extérieure de la pompe à chaleur, qui est installée à l'extérieur. Pour accroître l'efficacité du fonctionnement, la circulation de l'air dans l'échangeur de chaleur est assurée par des ventilateurs.

En combien de temps l'investissement dans une pompe à chaleur sera-t-il rentabilisé ?

En général, le délai d'amortissement d'un système de pompe à chaleur est compris entre 5 et 10 ans, en fonction des sources d'énergie disponibles (gaz naturel, électricité, pellets, etc.) et de leurs tarifs.

Dans le cas d'une nouvelle construction, les investissements dans une pompe à chaleur peuvent être comparables aux investissements dans le raccordement au gaz naturel (documentation de conception, pose de tuyaux, achat d'une chaudière à gaz).

Il faut garder à l'esprit que la pompe à chaleur que nous envisageons présente un certain nombre d'avantages évidents par rapport aux autres sources de chaleur traditionnelles.

Bien entendu, cette solution n'est pas absolument rentable à tous points de vue, c'est pourquoi de nombreuses personnes hésitent encore à acheter une pompe à chaleur. Cela est principalement dû au coût élevé d'un tel système par rapport aux chaudières traditionnelles.

Les avantages des pompes à chaleur sont généralement les suivants

les coûts de fonctionnement minimes de ces systèmes
la commodité et la sécurité d'utilisation
le respect de l'environnement - pas de cheminée dans la maison ;
indépendance par rapport aux sources d'énergie traditionnelles ;
pas besoin de stocker et d'entreposer du combustible (bois) ;
chauffage et refroidissement à partir d'un seul appareil ;
grande fiabilité de fonctionnement.

Conclusions :

La période d'amortissement d'une pompe à chaleur et les investissements dans ce domaine peuvent varier. Une période d'amortissement de 5 à 10 ans peut sembler assez longue, mais il s'agira certainement d'un investissement fiable pour votre indépendance, votre fiabilité et votre confort de fonctionnement pendant de très nombreuses années.

C'est pourquoi un tel investissement sera vraiment le plus rentable pour beaucoup en termes de prix et d'efficacité.

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