Vous avez récemment investi dans une pompe à chaleur et vous ne savez pas comment évaluer son efficacité réelle ? Vous avez besoin d’évaluer les performances d’une PAC air/eau pour un audit ou un dépannage ? Dans cet article nous vous donnerons quelques pistes pour calculer le coefficient de performance ou COP d’une PAC, de manière simple et rapide.
Comprendre le coefficient de performance !
Tout d’abord, avant d’évaluer les performances d’une pompe à chaleur, il est primordial de comprendre cet indicateur clé, le COP, ou coefficient de performance. Le COP, représente simplement le rapport entre la puissance calorifique restituée par la pompe à chaleur et la puissance électrique absorbée. En d’autres termes, c’est la quantité d’énergie sous forme de chaleur que vous obtenez en échange de l’énergie que vous consommez sur le réseau électrique.
Généralement, le COP présenté dans les documentations techniques des fabricants de pompe à chaleur (air/eau) est obtenu pour une température extérieure de 7 degrés et une température de sortie d’eau chaude de 35 degrés, conformément à la norme d’essai NF-EN 14511. Mais nous allons ici faire le calcul du COP, en prenant en compte les conditions réelles de fonctionnement de l’installation.
Mesurer le débit d’eau et Δt entrée/sortie de la PAC
Pour calculer le COP, on a besoin en premier lieu de deux types de mesures concernant le circuit hydraulique : d’une part, le débit d’eau de l’installation, et d’autre part, l’écart de température entre l’entrée et la sortie d’eau de la pompe à chaleur.
Comment mesurer le débit d’eau d’une PAC ?
On peut utiliser les informations de débit calculé par le régulateur de la machine ou utilisé un débitmètre externe installer sur le circuit hydraulique. Dans tous les cas, l’objectif est d’obtenir un débit exprimé en litres par seconde.
Débitmètre par ultrasons
Le débitmètre par ultrasons offre la possibilité de mesurer rapidement le débit d’un circuit hydraulique. Il suffit de placer deux capteurs sur la tuyauterie que l’on souhaite évaluer. Ce débitmètre peut être utilisé pour des conduites métalliques, en cuivre ou en PVC.
Débitmètre à effet Venturi
Le concept de ce débitmètre se base sur la mesure d’une différence de pression. L’eau circule à travers un diaphragme qui induit une perte de charge localisée. Deux prises de pression placées de chaque côté du diaphragme permettent de mesurer cette différence de pression, un logiciel traduit ces données en débit. Le défaut de cette méthode de mesure c’est que l’on doit intervenir sur le circuit hydraulique, pour installer le capteur, si il n'existe pas déja.
Mesure de la delta t entrée/sortie de la PAC
Il s’agira ici de mesurer la différence de température, aussi appelée delta de température(Δt) , entre l’entrée et la sortie de la pompe à chaleur. Pour cela, vous pouvez soit vous fier aux températures indiquées par l’afficheur de la PAC, soit faire les mesures vous-même à l’aide d’un thermomètre à contact, de préférence étalonné.
Calcul de la puissance calorifique
Pcal = Qv × 4,185 × Δt
Pcal : Puissance kW
Qv : Débit en litre seconde
4,185 : Chaleur massique de l’eau
Δt : Ecart température de l’eau, entrée/sortie de la PAC
A noter que la chaleur massique de l’eau (sans glycol) est de 4,185 joules par kilogramme et par degré Celsius.
Mesurer la puissance électrique absorbée !
Une fois la puissance calorifique en poche, il restera à mesurer la puissance (active) électrique absorbée réellement par la pompe à chaleur. Cette mesure dépendra du type d’alimentation électrique de la PAC : monophasée ou triphasée.
Si celle-ci est monophasée, on aura besoin de connaître la tension du réseau, l’intensité absorbée et le facteur de puissance de l’installation. La tension peut être mesurée à l’aide d’un voltmètre, l’intensité à l’aide d’une pince ampèremétrique, et le facteur de puissance (cos φ) est généralement indiqué sur la plaque signalétique de la pompe à chaleur.
Pabs = U × I × cos φ
Pabs : Puissance active en W
U : Tension en Volt (V)
I : Courant en Ampère (A)
cos φ : Facteur de puissance
Si votre pompe à chaleur est triphasée, la mesure sera légèrement différente : vous devrez multiplier la tension, l’intensité et le facteur de puissance par la racine de trois (√3) pour obtenir la puissance électrique absorbée.
Pabs = U × I × cosφ × √3
√3 = 1,732
Notons que le résultat du calcul de la puissance absorbée a besoin d’être divisé par 1000 pour avoir P en Kw. Utile pour le calcul du COP !
Calculer le COP d’une PAC !
Maintenant que vous avons toutes les mesures nécessaires, on peut calculer le COP d’une pompe à chaleur !
Voici la formule : puissance calorifique (débit d’eau x chaleur massique de l’eau x delta de température) divisée par la puissance électrique absorbée. Le résultat du calcul de Pabs a besoin d’être divisé par 1000 pour avoir P en Kw.
COP = PCAL / Pabs
Et voilà ! Vous avez maintenant en main toutes les clés pour évaluer efficacement les performances d’une pompe à chaleur.
