Avec une pompe à chaleur, vous pouvez directement exploiter l'énergie géothermique ou l'énergie dans les eaux souterraines et dans l'air. À l'avenir, la pompe à chaleur pourrait remplacer complètement le chauffage conventionnel. Mais comment fonctionne la technologie de la pompe à chaleur? Nous l'expliquons.
Les pompes à chaleur fonctionnent en fait comme un réfrigérateur inversé: tandis que le réfrigérateur conduit la chaleur de l'intérieur vers l'extérieur, la pompe à chaleur aspire l'énergie de l'air, du sol ou de l'eau, l'amène à un niveau d'énergie utilisable et l'injecte dans le circuit de chauffage.
Avec les systèmes de chauffage par pompe à chaleur, 75% de l'énergie provient de l'environnement. Seul le variateur nécessite une alimentation électrique. Grâce à l'utilisation de la chaleur ambiante gratuite et à la faible consommation d'énergie, les pompes à chaleur se rentabilisent après seulement quelques années. De plus, la pompe à chaleur a une cote écologique très positive en raison de la forte proportion de chaleur environnementale renouvelable.
Efficacité des pompes à chaleur
Un bon 75 pour cent de l'énergie utilisée provient de la zone environnante, tandis que la pompe à chaleur tire le quart restant de l'énergie d'entraînement du réseau électrique. La quantité d'électricité dont elle a réellement besoin dépend de la différence de température entre la source de chaleur et l'eau de chauffage et de service. Plus la différence est petite, plus la pompe est efficace. Il fonctionne particulièrement bien en combinaison avec des systèmes de chauffage de surface fonctionnant à basse température.
Le facteur de performance annuel (JAZ) est déterminant pour l'efficacité d'une pompe à chaleur. Il indique la relation entre la chaleur fournie et la quantité d'électricité utilisée. Pour que les coûts d'acquisition plus élevés des pompes à chaleur par rapport aux chaudières à condensation soient payants, le JAZ d'une pompe à chaleur doit être supérieur à 2,6. Plus le nombre est élevé, mieux c'est: les pompes avec un JAZ de 3,5 sont écologiquement efficaces. Cela signifie qu'un kilowattheure (kWh) d'électricité et 2,5 kWh de chaleur ambiante produisent 3,5 kWh de chaleur pour le chauffage et l'eau domestique. Les performances annuelles comprises entre 2,3 et 3,9 sont réalistes. Lors de l'installation de la pompe à chaleur, faites installer un compteur de chaleur afin de pouvoir calculer vous-même le facteur de performance annuel. Les pompes à chaleur monovalentes fournissent uniquement Your-Best-Home.netS'il existe un deuxième générateur de chaleur ou une tige chauffante électrique qui supporte la pompe lors des mariages, on parle de systèmes bivalents.
Le lieu d'utilisation influence le type de pompe à chaleur
Une pompe à chaleur peut absorber l'énergie de la terre, de l'air et de l'eau. Dans le cas d'un magasin de glace, les trois sources de chaleur sont même utilisées pour produire de l'énergie.
Une pompe à chaleur air / eau est la moins chère par rapport aux autres pompes à chaleur, mais elle offre également d'autres avantages: elle est rapide à installer, nécessite peu d'espace et peut être installée à tout moment sans approbation officielle.
Une pompe à chaleur eau glycolée fonctionne très efficacement grâce aux températures de sortie élevées qui sont constamment réparties tout au long de l'année et génèrent des montants de financement plus élevés. L'énergie peut être obtenue ici de deux manières - via des sondes géothermiques ou des collecteurs géothermiques. La production d'énergie à l'aide de sondes présente l'avantage par rapport aux capteurs qu'elles ne nécessitent pas beaucoup d'espace et peuvent être utilisées pour le refroidissement en été. Les capteurs géothermiques, quant à eux, sont placés sous la couche supérieure, presque comme un chauffage par le sol, et nécessitent donc plus d'espace. Les maisons avec jardin sont idéales ici. Il faut également prévoir un peu plus d'espace pour le magasin de glace, car il se compose d'une citerne à environ quatre mètres sous la surface. L'avantage du magasin de glace est que même l'eau gelée fournit toujours de l'énergie.
Avec les systèmes de chauffage par pompe à chaleur, 75% de l'énergie provient de l'environnement.
Énergie de la glace
Un chauffe-glace peut tirer l'énergie gratuite de la terre, de l'air et de l'eau. Le plus important, cependant, est la banquise. Aucun permis n'est requis pour le montage. Un banc de glace consiste en une citerne en béton remplie d'eau enfouie dans le sol. Dans la citerne, il y a de grandes spirales faites de tuyaux. Ils sont disposés de manière à ce que l'eau puisse geler de l'intérieur vers l'extérieur et sont divisés en échangeurs de chaleur d'extraction et échangeurs de chaleur de régénération. Les échangeurs de chaleur d'extraction extraient l'énergie de l'eau et la dirigent vers la pompe à chaleur. Ici, l'énergie est comprimée puis introduite dans le circuit de chauffage. En raison de l'énergie dégagée par l'eau, celle-ci gèle progressivement. Maintenant, les échangeurs de chaleur de régénération entrent en jeu. Ils fournissent de la chaleur à la citerne et l'eau dégèle à nouveau.La citerne utilise également d'autres fonctionnalités pour décongeler plus rapidement: elle utilise la chaleur de la terre environnante. Une fois que l'eau de la citerne s'est à nouveau liquéfiée, tout le processus peut recommencer.
La particularité d'une réserve de glace n'est pas seulement dans la répétition de l'absorption et de la production d'énergie, mais dans l'utilisation de la soi-disant énergie de cristallisation. Lorsque l'état physique change - eau liquide en glace - autant d'énergie est libérée qu'il est nécessaire pour chauffer un litre d'eau à 80 degrés Celsius.
Géothermie via des sondes géothermiques
Le plus grand avantage des sondes géothermiques est probablement leur très faible encombrement. Une sonde a un diamètre à peine supérieur à celui d'un CD. Vous n'avez qu'à prévoir un peu d'espace pour le forage, car de gros véhicules de forage sont utilisés pour forer dix mètres de profondeur pour l'énergie. Une fois l'énergie trouvée, des doubles tubes en U en plastique sont insérés dans les trous de forage et scellés avec du béton spécial. Un liquide antigel, appelé saumure, circule dans ces tuyaux au moyen d'une pompe de circulation. La saumure absorbe l'énergie stockée dans la terre et la transfère à la pompe à chaleur géothermique. L'état d'agrégation passe à gazeux au moyen d'un évaporateur. Grâce à un processus de compression, le gaz est maintenant comprimé aussi longtemps quejusqu'à ce qu'il atteigne la température requise pour faire fonctionner le système de chauffage. Maintenant, le gaz se liquéfie à nouveau et est rejeté dans le circuit de chauffage. Une sonde délivre en moyenne 30 à 50 watts par mètre de profondeur.
Frais d'aménagement: environ 7000 euros
pompe à chaleur: en moyenne 8000
euros d'électricité par an: 400 euros
JAZ: 3,82
Géothermie via des capteurs géothermiques
Les capteurs géothermiques sont un bon substitut aux sondes géothermiques car ils ne nécessitent pas d'approbation officielle. Ils sont également durables et peuvent être combinés à l'énergie solaire thermique. Les capteurs géothermiques sont des systèmes plats d'utilisation de l'énergie géothermique qui sont posés sous la surface de la terre à une profondeur d'un à deux mètres - selon la région et la ligne de gel. Il existe des collecteurs en spirale, des collecteurs de surface, des collecteurs de tranchées et des paniers géothermiques. Ils sont constitués de tuyaux en plastique de deux à quatre centimètres d'épaisseur, selon la nature du sol, la profondeur de la pose et les besoins en chauffage. La saumure circule également dans des collecteurs géothermiques, qui absorbe l'énergie de la terre et la transfère à la pompe à chaleur pour la compression. Un capteur géothermique délivre entre dix et 25 watts par mètre carré.
Frais de développement: environ 3000 euros (pour les terrassements autogérés)
Pompe à chaleur: en moyenne 8000 euros d'
électricité par an: 450 euros
JAZ: 3,82
L'énergie de l'eau
Les eaux souterraines ont une température de dix degrés Celsius toute l'année à partir d'une profondeur de dix mètres et peuvent donc être utilisées comme source d'énergie pour une pompe à chaleur. Malheureusement, il n'est pas possible d'utiliser cette source d'énergie partout, car les eaux souterraines ne sont pas toujours disponibles dans une qualité appropriée - trop de fer ou de manganèse - et en abondance. Vous pouvez obtenir des informations à ce sujet auprès de l'autorité responsable de l'eau, du fournisseur d'électricité ou via une analyse de l'eau. Deux puits sont nécessaires pour faire fonctionner une pompe à chaleur. Un puits dit de distribution, qui transporte l'eau vers le haut, et un puits d'absorption, qui ramène l'eau. Ces puits devraient être creusés à une distance de dix mètres et, selon les autorités, être à la même profondeur.Une pompe à chaleur actionnée par un puits fournit dix kilowatts d'électricité avec deux mètres cubes d'eau.
Frais de développement: environ 5000 euros
pompe à chaleur: environ 8000 euros
frais d'électricité par an: 360 euros
facteur de performance annuel (JAZ): 4,25
L'énergie de l'air
L'avantage de l'air est qu'il est toujours là et gratuit. Les coûts d'acquisition d'une pompe à chaleur air-eau sont faibles et aucun permis n'est requis. Le rendement énergétique est inférieur à celui des alternatives. Pour produire dix kilowatts d'électricité, vous avez besoin de 4 000 mètres cubes d'air par heure. Vous pouvez utiliser la pompe à chaleur air / eau pour rafraîchir votre maison en été. Afin de garantir l'apport de chaleur même lorsque la température extérieure est basse, vous avez besoin d'un deuxième système de chauffage. Pendant le fonctionnement, un ventilateur aspire l'air de l'environnement et le transmet à l'évaporateur. Ici, il est comprimé jusqu'à ce que la température requise pour chauffer ou réchauffer l'eau soit atteinte.
Coûts de développement: environ 250 euros
Pompe à chaleur: 10 000 euros en moyenne
Frais d'électricité par an: 600 euros
JAZ: 3,32
Les eaux souterraines ont une température de dix degrés Celsius toute l'année à partir d'une profondeur de dix mètres.
«Air chaud» est un mot étranger
De toutes les pompes à chaleur, les pompes à chaleur à air sont les moins chères. Les appareils sont techniquement matures, faciles à installer et deviennent donc intéressants pour de plus en plus de propriétaires. Les pompes à chaleur à air gagnent en popularité en tant que systèmes de chauffage et pour la préparation d'eau chaude dans les maisons unifamiliales. Et cela s'applique à la fois à la construction de nouvelles maisons et à la modernisation du chauffage. La pompe à chaleur à air est désormais le système de pompe à chaleur le plus vendu en Allemagne. Mais quel est le secret du succès des pompes à chaleur aérothermiques? Que peuvent faire ces appareils? Combien coûtent-ils Et quelles sont les indications pour les propriétaires lorsqu'ils achètent une thermopompe à air? Nous souhaitons approfondir ces questions fondamentales ci-dessous.
Le potentiel des pompes à chaleur aérothermiques
Les pompes à chaleur à air sont disponibles en différents modèles. Dans la conception dite monobloc, les appareils peuvent être installés à l'extérieur dans le jardin ou à l'intérieur au sous-sol dans un coin de la maison. Alternativement, il existe des pompes à chaleur à air en conception séparée (pompes à chaleur séparées), dans lesquelles une partie de l'appareil se trouve au sous-sol ou dans la buanderie et l'autre partie est à l'extérieur, généralement directement sur le mur de la maison. Ces appareils sont considérablement moins chers que les appareils monoblocs, ce qui peut expliquer leur grande popularité et la forte croissance du passé récent.
Troisièmement, les pompes à chaleur pour l'eau domestique entrent dans la catégorie des pompes à chaleur à air. Cependant, ces appareils ne peuvent pas être utilisés pour un chauffage adéquat, ils chauffent uniquement l'eau de la cuisine et de la salle de bain. Le chauffage central traditionnel tel que le gaz ou le mazout continue d'être utilisé pour le chauffage. La chaleur résiduelle non utilisée de ces chaudières et autres appareils électroménagers tels que les machines à laver ou les congélateurs est captée par la pompe à chaleur de l'eau domestique via l'air extrait et chauffe ainsi l'eau potable. Il trouve sa place dans la chaufferie ou la buanderie et est un exemple pratique de la façon dont l'efficacité énergétique dans la maison peut être augmentée.
Les trois appareils ont en commun d'extraire la chaleur de l'air ambiant et de la rejeter dans l'eau, qui est stockée dans un réservoir de stockage d'eau potable, un réservoir tampon ou un réservoir de stockage combiné pour le chauffage et l'eau potable. Les unités monobloc et split extraient la chaleur de l'air extérieur, tandis que les unités d'eau domestique extraient la chaleur de l'air ambiant. C'est pourquoi les pompes à chaleur air sont appelées à proprement parler pompes à chaleur air / eau (source de chaleur / fluide caloporteur). Alternativement, il existe également des pompes à chaleur air-air qui émettent l'énergie contenue dans l'air extérieur directement dans l'air ambiant. Ces appareils sont utilisés dans les maisons basse consommation et passives, mais n'ont pas encore été inclus dans les statistiques de l'Association fédérale.
La puissance de chauffage des pompes à chaleur à air
Si la pompe à chaleur à air extrait la chaleur de l'air extérieur pour le chauffage, la question se pose de savoir comment l'air glacé peut être utilisé pour chauffer à des températures négatives. Ceci est dû au fait que, d'un point de vue physique, il n'y a pas de «froid», mais seulement des différences de température basées sur le zéro absolu (-273,15 ° C / 0 Kelvin). À l'aide de l'énergie de l'air ambiant, une pompe à chaleur air évapore un réfrigérant dont le point d'ébullition est inférieur à -10 ° C. Par conséquent, même des températures négatives suffisent pour évaporer ce réfrigérant et le chauffer avec une pompe à chaleur à air en hiver. Si la température extérieure descend en dessous du point d'ébullition, un élément chauffant électrique se met en marche.
Le réfrigérant gazeux est ensuite comprimé avec un compresseur et porté à un niveau de température plus élevé (pompé). Cela nécessite de l'électricité, qui jouera un rôle central dans ce qui suit. La chaleur gagnée est transférée à l'eau via un échangeur de chaleur. Le gaz se liquéfie à nouveau, se détend et le cycle recommence.
Avec ce principe technique, les pompes à chaleur à air atteignent une puissance de chauffage allant jusqu'à 20 kW (pointe jusqu'à environ 50 kW) et des températures de départ jusqu'à environ 60 ° C, ce qui est suffisant pour une maison individuelle. En règle générale, ils disent qu'une pompe à chaleur à air doit faire circuler environ 400 mètres cubes d'air par heure pour un kW. La puissance calorifique d'une pompe à chaleur à air dépend du degré de "froid" de la source de chaleur (air extérieur) et de la "chaleur" du fluide caloporteur (eau pour le chauffage, la cuisine et la salle de bain). C'est là que le courant susmentionné entre en jeu. Plus cette différence de température (course) est grande, plus le compresseur de la pompe à chaleur à air consomme d'électricité pour comprimer la chaleur tirée de l'environnement au niveau de température souhaité.La puissance calorifique des pompes à chaleur à air est donc spécifiée conformément à la norme EN 14511 dans le rapport entre une température de l'air de 2 ° C et une température de départ de 35 ° C.
La valeur dite COP (coefficient de performance) indique la quantité d'électricité consommée par la pompe à chaleur. Pour les propriétaires, il s'agit d'une très bonne valeur de comparaison pour les performances de différents appareils et fabricants. Il se situe approximativement entre 3,0 et 4,4 parmi les fabricants et les appareils et est également donné dans le rapport de température de 2 ° C température de l'air à 35 ° C de température de départ. Plus la valeur COP est élevée, plus la pompe à chaleur à air est efficace. Une valeur COP de 3,7 avec une puissance calorifique de 9,5 kW signifie que la pompe à chaleur air-air contient 1 partie d'électricité (2,56 kW) et 2,7 parties d'énergie environnementale (6,94 kW) 3,7 parties de puissance thermique (9, 50kW).
La valeur COP est mesurée dans des conditions de laboratoire et ne reflète que les performances de la pompe à chaleur. En pratique, les pompes à chaleur à air atteignent des valeurs légèrement inférieures. L'efficacité réelle en fonctionnement quotidien est donc donnée comme facteur de performance annuel (JAZ). Un test à long terme effectué par Fraunhofer ISE a montré que les pompes à chaleur à air atteignent un JAZ de 2,9 dans les nouveaux bâtiments et un JAZ de 2,6 dans les bâtiments existants.
Pour les propriétaires, ce jeu de chiffres présente le défi de maintenir la température de départ dans la maison aussi basse que possible. Les économies d'énergie permettent, par exemple, l'utilisation de radiateurs basse température, de chauffage par le sol ou de radiateurs de grande surface ainsi qu'une bonne isolation thermique de la maison.
Les propriétaires peuvent amortir quelque peu les coûts d'acquisition d'une pompe à chaleur air avec un financement de l'Office fédéral de l'économie et du contrôle des exportations (BAFA).
Le coût des pompes à chaleur aérothermiques
La gamme de prix des pompes à chaleur à air est immense, en fonction de la conception et de la capacité de chauffage de l'appareil et de la façon dont l'appareil peut être placé sur place. Pour votre première orientation, nous avons compilé les prix des appareils de deux grands fabricants allemands de pompes à chaleur à air à partir de leurs listes de prix actuelles.
- Pompes à chaleur pour l'eau sanitaire: 2500 € - 3100 €
- Pompes à chaleur split de 3kW à 13kW: 4000 € - 9000 €
- Pompes à chaleur air / eau pour
installation intérieure: - jusqu'à 12kW: 8500 €
- 11000 € - 12kW à 18kW: 12000 € - 16000 € - Pompes à chaleur air / eau pour
installation en extérieur: - jusqu'à 10kW: 7,000 € à 11,000 €
- package complet jusqu'à 10kW avec eau chaude et ballon tampon: 12,000 € -
16,000 € - - 10 à 18kW: 12.000 € - 25.000 €
Une offre définitive comprenant les frais d'installation et tous les accessoires ne peut être soumise par une entreprise spécialisée qu'après une inspection sur place, mais vous pouvez également utiliser les calculateurs de pompe à chaleur suivants pour une comparaison rapide. Par exemple, les conduites de réfrigérant pour les pompes à chaleur split coûtent à elles seules environ 500 euros par 25 mètres. Les propriétaires peuvent conclure des tarifs spéciaux pour l'électricité auprès de leur fournisseur de base local.
Calculateur de pompe à chaleur
Subventions pour une pompe à chaleur à air
Les propriétaires peuvent amortir quelque peu les coûts d'acquisition d'une pompe à chaleur aérothermique grâce au financement de l'Office fédéral de l'économie et du contrôle des exportations (BAFA). La subvention de base est d'au moins 1 500 euros. À partir du 1er janvier 2018, le financement doit être demandé avant la mise en œuvre de la mesure et non après. La condition préalable, cependant, est que la pompe à chaleur à air soit utilisée pour le chauffage et la préparation d'eau chaude, pas seulement pour la préparation de l'eau. Les pompes à chaleur air / air sont également exclues du financement. BAFA a dressé une liste de toutes les pompes à chaleur aérothermiques éligibles à un financement sur son site Web.
Le gouvernement fédéral subventionne l'installation de thermopompes efficaces. Pour les installations dans les bâtiments neufs, le client reçoit dix euros pour chaque mètre carré de surface habitable chauffée jusqu'à la limite supérieure de 2000 euros. Il y a même 20 euros par mètre carré de surface habitable pour convertir d'anciens systèmes de chauffage en pompes à chaleur, avec un maximum de 3 000 euros.
Sceau d'approbation des pompes à chaleur aérothermiques
Comme dernier conseil, les constructeurs doivent s'en tenir à deux sceaux d'approbation s'ils sont intéressés par une pompe à chaleur aérothermique: Le sceau d'approbation EHPA de l'association européenne des pompes à chaleur définit des normes de qualité uniformes pour les fabricants de pompes à chaleur. La certification EUCERT de la même association identifie les installateurs de pompes à chaleur certifiés UE.