Panier
0



Nous avons bien recu votre message!

Fermer


Oops!  Il y a eu un problème

Fermer

Pompe à chaleur géothermique : capacité, sondes, performance

Pompe à chaleur géothermique : capacité, sondes, performance

Pompe à chaleur géothermique

Pompe à chaleur géothermique: Choisir la capacité de la pompe, le type de sonde géothermique, calculer et optimiser la performance du système pour le chauffage, l'ECS et le rafraîchissement. En effet on peut diviser par 2 la consommation par rapport à une PAC air-eau ou par 5 par rapport à un chauffage électrique

Sommaire

Performance de la pompe géothermique

Savoir lire et évaluer le rendement d'une pompe à chaleur. 

Un COP maxi de 4 pour la pompe à chaleur air-eau

Tout le monde est habitué au COP à +7°c pour les pompes à chaleur air-eau qui est un COP Maxi, en fait avec le rendement qui baisse avec les températures, on aura plutôt un COP moyen de 2,5.

Un COP mini de 4 pour la pompe à chaleur géothermique

C'est le fameux B0W35

  • B0: température de l'eau de géothermie en entrée de pompe à chaleur. 0 est le minium suivant la loi française
  • W35: température maxi observée pour chauffer un plancher chauffant de moyenne performance en RT2012 au plus froid de l'hivers au plus froid

Pour un COP mini de 4 on aura un COP moyen de 5 soit le double de celui de la pompe à chaleur air-eau.

En résumé, on compare trop souvent des PAC aérothermique avec un COP maxi à 4 et qui sera plutôt à 2,5  en moyenne pendant un hivers complet alors que la pompe à chaleur géothermique aura un COP mini à 4 avec un COP moyen à 5 en moyenne. Une différence qui peut doubler la consommation en aérothermique par rapport à une pompe à chaleur géothermique.

Exemple de COP mini pour une pompe à chaleur géothermique e, BOW35

Exemple de COP mini pour pompe à chaleur géothermique
Exemple de COP mini pour pompe à chaleur géothermique source Arkteos

Les COP mini peuvent être trouvés sur le site officiel de certification

Les valeurs autres que B0 sont en général calculées par les logiciels d'étude thermique car le comportement à la température est assez similaire d'une pompe à l'autre. Il est important de s'assurer que les valeurs indiquées sur le site du fabricant correspondent à la fiche de certification. Ici, les 2 montrent un COP mini = 4,11

COP certification pompe à chaleur géothermique
COP certification pompe à chaleur géothermique sur le site certita

Performance de la pompe à chaleur géothermique par rapport au "gaz de ville"

On peut aussi comparer la performance d'une pompe àchaleur géothermique par rapport à la consommation de gaz avec radiateurs. EN général on réduirt la consommation de 2,5x.

Avantage de la consommation de la pompe à chaleur géothermique par rapport au gaz
Avantage de la consommation de la pompe à chaleur géothermique par rapport au gaz

Les données ci dessus sont exprimées en kwh primaire donc ceux que l'on retrouvent sur le label énergétique.

On suppose un besoin de 100w/m² habitable en énergie gaz au plus froid de l'hivers. (c'est la base 100 pour plus de facilité de calcul)

Le rendement global d'une chaudière est de 90%, donc le chauffage ne bénéfice que de 90 w/m².

Le passage au plancher chauffant permet de gagner 15% à 20%. On prend 15% dans ce cas. Soit 77 w/m².

Le COP moyen de la pompe à chaleur géothermique est de 5. Les watts nécessaires sont de 70/5 = 15,4 w /m².

En passant en kwh primaire, il faut multiplier l'électricité par 2,56. Cela donne 39,5 w/m² soit 2,5 fois moins que le gaz radiateur...

Si vous produisez vous-même l'électricité avec des panneaux solaires photovoltaïques, c'est bien 15,4 w/m² qui faut fournir.

Capacité d'une pompe à chaleur géothermique

La méthode 4 - 5 - 6 

Calcul de la capacité du réservoir géothermique

Un réservoir géothermique, c'est un peu comme le problème de math de la baignoire qui fuie: Une baignoire a une fuite de x litres par heure (c'est notre soutirage vers la pompe), en même temps un robinet alimente la baignoire (c'est l'apporte de la terre) . Quand la baignoire sera-t-elle vide? Bientôt ou jamais suivant les débits.

Pour la géothermie, plus le COP est bon plus le réseau se vide vite car la formule est la suivante:

Puissance consommée dans la maison = puissance géothermique + puissance électrique de la pompe avec
COP = puissance géothermique / puissance électrique.

Donc à consommation de la maison connue, plus le COP est bon, plus la puissance géothermique est sollicitée.

C'est pour cela que l'on calcule la sonde géothermique avec un COP de 6 pour ajouter un "pied de pilote"

Prévoir les évolutions de la pompe à chaleur géothermique:

Les sondes géothermiques sont en place pour durer très longtemps, certainement quelques dizaines d'années voire plus, bien au delà de la durée de vie d'une pompe à chaleur géothermique. On peut parier que les évolutions technologiques permettront dans le futur de meilleurs COP, donc une utilisation plus intense du réservoir. Avoir une sonde un peu sur dimensionnée maintenant permettra de passer aux nouvelles technologies.

Utilisation du solaire thermique avec une pompe à chaleur géothermique

Le solaire thermique est très utile pour

  • Fournir de la chaleur directement au plancher chauffant en inter-saison et de l'ECS l'été en diminuant le nombre d'heures d'utilisation de la pompe à chaleur
  • Augmenter le COP par une température de sonde plus haute car le gisement géothermique est moins sollicité.

Cibler la puissance de pompe à chaleur géothermique

Sachant que le COP mini est en général au tour de 4, que le maxi sera vers 6, on prend 5 comme un bon proxi à confirmer par l’étude géothermique. En géothermie, prendre une pompe à chaleur sur-dimensionnée détruit le COP. L'étude géothermique gratuite permettra de valider ce point.

En résumé

COP de 4 : c'est le mini que l'on peut attendre. Au dessus, c'est du bonus

COP de 6: Calcul du réservoir géothermique

COP de 5 : Calculons au plus juste la capacité de la pompe à chaleur

L'étude pour pompe à chaleur géothermique

L'étude géothermique gratuite permet de bien cadrer les hypothèses.

Livrables de l'étude pour pompe à chaleur géithermique

Votre positionnement sur la carte de zonage réglementaire  pour échangeur fermé. Etre sur une zone verte signifie que vous pouvez envisager un forage avec une déclaration faite par le foreur. Pour les corbeilles, cette information n'est pas nécessaire.

1/ Calcul de la taille de la pompe à chaleur géothermique

A partir des informations de votre logement, nous pourrons vous donner la taille de la pompe à chaleur, le rendement après 5 ans d'utilisation, le Split entre rafraîchissement, ECS et chauffage.

le coefficient G pourra être calculé par nos soins si on a votre consommation de chauffage. Pour information, pour une maison RT2012, le G est de 0,65 environ.

Calculer la puissance de la pompe à chaleur géothermique
Calculer la puissance de la pompe à chaleur géothermique

2/ Calcul du COP mini de la pompe à chaleur géothermique avec sonde minium

Cop mini de la pompe à chaleur géothermique basé sur la sonde mini
Cop mini de la pompe à chaleur géothermique basé sur la sonde mini

3/ Calcul de la sonde basé sur un COP de pompe à chaleur géothermique donné

Calcul de la sonde basé sur un COP de pompe à chaleur géothermique donné
Calcul de la sonde basé sur un COP de pompe à chaleur géothermique donné

Le cop calculé de 4,5 est uniquement pour le chauffage. Si on ajoute le rafraîchissement pendant lequel la pompe est à l'arrêt, le COP est de 10253 kwh / 1549 = 6,6

Les quelques heures d'inconfort sont en général du au fait que le modèle de calcul est soit en chauffage ECS ou chauffage ou rafraîchissement heure par heure. Pendant le cycle ECS, le rafraîchissement est à l'arrêt, ce qui n'est pas le cas dans la vraie vie.

Rafraîchir avec la pompe à chaleur géothermique

Le géocooling est une technique qui permet de rafraîchir la maison sans pompe à chaleur. Pendant le geocoling, la pompe à chaleur est arrêtée contrairement à la pompe à chaleur aérothermique. Dans le sud de la France le ratio géocooling / chauffage peut atteindre 50%

Pour une maison RT2012, il suffit de 15 w/m² pour rafraîchir à 26°, température jugée de confort. Cette température de confort est atteint tout le temps pour toutes les zonez climatiques hors pic de température. Par contre, le plancher chauffant rafraîchissant permet d'obtenir 30 w/m² de rafraîchissement, soit le double nécéssaire pour plus de confort.

Retrouver les éléments d'un plancher chauffant rafraîchissant

et l'article sur le rafraîchissement par geocooling

Pilotage de la pompe à chaleur géothermique

Les pompes à chaleur géothermiques sont maintenant équipées d'outils de pilotage simples et performants comme l'utilisation de tablettes android ou iphones pour le faire

Pilotage pompe à chaleur géothermique
Pilotage pompe à chaleur géothermique

Dans les fonctions de pilotage de pompe à chaleur géothermique, on trouve

  • Le paramétrage
  • Le statut de la machine
  • Le suivi des consommations
  • L'aide au dépannage
  • La télémaintenance avec le fabricant

Retrouvez par exemple l'app d'Arkteos sur google play ou app store de Apple.

Emplacement d'une pompe à chaleur géothermique

La plupart des pompes à chaleur se placent à l'intérieur des maisons surtout si il y a un ballon d'ECS intégré. cependant, certains fabricants fournissent un kit "anti gel" pour placer la machine dehors.

La pompe à chaleur ne prend pas beaucoup de place Il faut bien sur la poser au sol, mais elle ne fait pas plus de 60 cm par 60 cm au sol. De nombreuses personnes trouvent qu'une pompe à chaleur géothermique ressemble à un réfrigérateur.

Maintenance de la pompe à chaleur géothermique

La pompe à chaleur géothermique étant monobloc, la maintenance est simplifiée. La loi Française oblige une maintenance tous les 6 mois pour les appareils utilisant plus de 2 kg de réfrigérant et tous les ans si la machine contient moins que 2 kg. La plupart des pompes à chaleur géothermiques contiennent moins de 2 kg donc une maintenance annuelle légère est seulement nécessaire.

Sondes pour pompe à chaleur géothermique

Plusieurs sondes sont disponibles

  • Sondes verticales
  • Corbeilles géothermiques
  • Les sondes horizontales
  • Les micro pieux
  • Les sondes sur nappe phréatique

Les 2 sondes les plus utilisées sont les corbeilles géothermiques et les sondes verticales car elles permettent d'utiliser le géocooling l'été. 

Catalogue de pompe à chaleur géothermique

Retrouver le catalogue de pompe à chaleur géothermique. FreeHeat Caleosol peut vous fournir un choix de pompes à chaleur géothermiques de qualité fabriquées en France et un réseau de professionnels prèts à vous aider.

Comment faire pour votre projet:

  1. Réaliser l'étude géothermique gratuite
  2. Choisir la pompe à chaleur et type de sondes (corbeilles ou sonde verticale). Le choix vous est donné avec l'étude géothermique
  3. On vous met en relation avec le couple chauffagiste / foreur ou chauffagiste / terrassier près de chez vous.
  4. Si vous avez choisi une sonde verticale, prévoyez 1 à 2 jours de travaux par sonde de 100 m maxi. Si vous avez choisi des corbeilles géothermiques, il faut compter 1 jour pour 4 corbeilles.
Catalogue de pompe à chaleur géothermique
Catalogue de pompe à chaleur géothermique

Subventions et aides pour pompe à chaleur géothermique

Sur 2018 et 2019, la pompe à chaleur géothermique comme le solaire thermique est à l'honneur

  • Forage vertical ou corbeilles géothermiques : CITE (réduction d'impôts) et TVA 5,5% pour l'ensemble matériel et main d'oeuvre
  • Matériel de chauffage: pompe à chaleur géothermique, ballon etc: CITE et TVA 5,5%
  • Main d'oeuvre sur l'installation du chauffage : TVA à 5,5%

Les parutions sur la pompe à chaleur géothermique

Le BRGM* publie des guides sur la géothermie:

Pompe à chaleur géothermique sur champ de sondes
Pompe à chaleur géothermique sur champ de sondes

L’installation d’un système de pompe à chaleur géothermiquesur champ de sonde exige des compétences spécifiques et une attention particulière dans la considération des projets de programme neuf ou de réhabilitation.

Ce second guide s’intéresse aux points importants à étudier en amont de tout projet d’installation de pompe à chaleur sur champ de sondes (identification des besoins, caractérisation du sous-sol, prise en compte des aspects économiques, environnementaux et réglementaires…).

Des conseils sont également donnés aux professionnels afin de les guider dans le choix du système à adopter ainsi que pour son exploitation.

Format : 26 x 20 cm 92 pages couleurs

Réf : BRGM : STC006

N° ISBN : 978-2-7159-2531-1

Prix Public : 45 € TTC

Pompe à chaleur géothermique sur aquifère
Pompe à chaleur géothermique sur aquifère

L’installation d’un système de pompe à chaleur géothermique à partir d’un forage sur aquifère est l’une des alternatives répondant aux nouvelles exigences énergétiques, environnementales et architecturales et associant deux secteurs d’activité : l’hydrogéologie et la géothermie.

Ce nouveau guide revient sur les principes de mise en oeuvre de ce type d’installation, pointe les éléments à examiner en amont du projet et conseille dans le choix du système à adopter.

De très nombreux schémas et illustrations permettent également aux différents maîtres d’oeuvres et décideurs de disposer d’informations techniques claires pour le déploiement de ce type de matériel, son exploitation, son suivi et sa maintenance.

Format : 26 x 20 cm 92 pages couleurs

Réf : BRGM : STC007

N° ISBN : 978-2-7159-2532-8

Prix Public : 45 € TTC

* : Le BRGM (Bureau de Recherches Géologiques et Minières) est l'établissement public de référence dans les applications des sciences de la Terre pour gérer les ressources et les risques du sol et du sous-sol.

Questions / réponses des internautes

²

Autres articles sur la pompe à chaleur

Corbeille géothermique puissance

Corbeille géothermique puissance

Corbeille géothermique: Calculer la puissance, la quantité de corbeilles géothermiques à installer. Estimations et calculs

free cooling géothermie

free cooling géothermie

free cooling géothermie : le free cooling permet de rafraîchir un bâtiment sans pompe à chaleur. Découvrez le fonctionnement et comment dimensionner

chauffage par géothermie

chauffage par géothermie

Le chauffage par géothermie: le guide, l'offre de produits pour le chauffage par géothermie, étude gratuite

Bypass pour géocooling

Bypass pour géocooling

Géocooling : le bypass est un appareil qui permet d'utiliser le géocooling avec votre plancher, mur ou plafond rafraîchissant sans démarrer la pompe à chaleur géothermique

étude géothermique gratuite et géocooling

étude géothermique gratuite et géocooling

étude géothermique: sous 48 heures, recevez votre étude géothermique incluant cartographie, fiche potentiel géothermique, COP, consommations... Logiciel développé par BRGM, AFPG, ADEME

Géothermie, les erreurs à éviter

Géothermie, les erreurs à éviter

Que ce soit en phase d'étude, réalisation ou exploitation, il a des erreurs à éviter pour bien maîtriser la géothermie

Corbeille géothermique

Corbeille géothermique

Corbeille géothermique: caractéristiques, mise en oeuvre, moyens à utiliser, calcul de l'installation de corbeilles thermiques avec une pompe à chaleur géothermique

Géothermie RT2012 : bien paramétrer l'étude RT2012

Géothermie RT2012 : bien paramétrer l'étude RT2012

Les logiciels de calcul RT2012 ont souvent des paramètres par défaut qui défavorisent la géothermique; Voici les conseils pour remettre la géothermie au devant de la scène

Plancher chauffant géothermique

Plancher chauffant géothermique

Le plancher chauffant géothermique: comment faire, le parcours à suivre, les composants pour réussir simplement votre projet de géothermie