Dans le cadre des économies d’énergie, la pompe à chaleur (PAC) est une excellente alternative aux énergies fossiles. Cependant, dans certains cas, le remplacement complet de la chaudière par la PAC n’est pas possible ou peut être lourd de conséquences (abonnement EDF souscrit, investissement initial trop important, adaptation du réseau hydraulique, existant pas possible…). Dans ces cas précis, installer une PAC en relève de chaudière se trouve être la meilleure alternative.
La relève de chaudière concerne aussi bien l’habitat collectif que l’habitat individuel.
Dans le logement neuf, la probabilité de recourir à cette technique est faible puisque puisqu’il est facile de prévoir un environnement (réseau de chauffage – enveloppe thermique) compatible avec le fonctionnement d’une PAC.
Par contre, dans la rénovation, il est plus fréquent d’être confronté à des installations de chauffage incompatibles avec les régimes d’eau des PAC (qu’elles soient en version Eau/Eau, Eau glycolée/Eau ou Air/Eau).
Deux cas de figures peuvent nous obliger à avoir recours à la PAC en relève de chaudière :
- premièrement, nous avons un problème de température au niveau des émetteurs, c’est-à-dire que le régime de température des « radiateurs » est supérieur (suivant la loi d’eau) à la limite haute de la PAC. On choisira un fonctionnement en mode « bivalent-alternatif » (la PAC et la chaudière ne fonctionnent pas en même temps).
- deuxièmement, nous avons un problème de déperditions, c’est-à-dire que la puissance nécessaire pour chauffer le logement nécessite plusieurs PAC, ce qui représente un investissement lourd. Par contre, les régimes de températures des émetteurs (ventilo-convecteur, radiateur, plancher chauffant) restent dans les limites de fonctionnement des PAC. On choisira un fonctionnement en mode « bivalent-parallèle » (la PAC et la chaudière peuvent fonctionner en même temps).
Être confronté aux deux cas simultanément est courant. C’est le fonctionnement en mode « bivalent-parallèle-alternatif ».
Les précautions à prendre
Certaines précautions sont à prendre en compte dans la régulation du système de chauffage, ainsi que dans les régimes hydrauliques et de températures à tenir.
- Les régimes hydrauliques des chaudières et des émetteurs diffèrent de ceux des PAC. Pour cette raison, la première des précautions à prendre est de positionner impérativement un « ballon tampon » qui fera office de bouteille casse pression (pas de montage série) afin d’effectuer la meilleure jonction entre « la PAC, la chaudière et les émetteurs ». Une réelle maîtrise des débits (précision) est requise.
- Avec les fluides frigorigènes « zéotropes » et les huiles « ester biodégradables » des limites de températures hautes sont à prendre en compte sous peine d’altération de ces mêmes fluides et huiles. Cela a une incidence sur la durée de vie de la PAC et plus particulièrement pour les installations monotubes,
- Afin d’optimiser les différents rendements (rendement de distributions) et de diminuer les pertes par rayonnement de la chaudière, cette dernière ne doit pas être montée en série de manière permanente sur le réseau (elle servirait de radiateur lorsque nous n’en avons pas besoin). La chaudière doit donc pouvoir être isolée du réseau puis remise en série à la demande. L’objectif étant de protéger la PAC des hautes températures en toutes circonstances et d’éviter les phénomènes de condensation interne au niveau des corps de chauffe des chaudières. L’installateur doit accorder une attention particulière aux montages en parallèle des chaudières et éviter tout risque de circulation parasite. Un savoir-faire est requis dans le montage hydraulique de la chaufferie.
Une grande rigueur est donc de mise dans la maîtrise des débits et des régimes de températures.
Afin de limiter les erreurs de conception et de montage, un programme d’accessoires adaptés est fortement conseillé par les fabricants.
Le système de régulation doit être adapté au type de fonctionnement souhaité pour la relève de chaudière.
Intérêt économique et économies d’énergie
L’intérêt économique est bien évidement d’augmenter la rentabilité de la chaufferie en transférant un maximum de consommation sur la « pompe à chaleur ».
Le taux de ce transfert est dépendant de nombreux facteurs, dont certain sont entièrement subjectifs.
Le résultat de l’économie engendrée dépendra :
- du modèle de PAC choisie (limites de fonctionnement…) ;
- de la manière dont on aborde le problème : pour un même bâti, une approche réalisée à partir d’un bilan énergétique aura un résultat différent d’une approche effectuée à partir d’une température extérieure et d’un point de bivalent imposé ;
- de la zone climatique et du type de climat rencontré ;
- du régime d’eau nécessaire des émetteurs (radiateurs à 80°C, radiateurs à 50°C, plancher chauffant…), de la loi d’eau envisagée ;
- de la précision avec laquelle on a déterminé les déperditions du logement ainsi que de la précision du calcul des besoins réels de ce même logement…