Calcul de puissance d’une pompe à chaleur

Mis à jour le 16/07/2022 

Lors d’un projet d’installation de pompe à chaleur, plusieurs questions se posent. Avant de débuter tous travaux, il est important d’estimer au mieux ses besoins énergétiques. Pour y parvenir, rien de tel que de réaliser le calcul de la puissance nécessaire pour sa pompe à chaleur. Ce préalable vous permettra alors de faire des économies substantielles sur le court et long terme. Voici donc quelques explications et conseils incontournables pour vous guider dans l’achat du modèle de pompe à chaleur adaptée.

Comment fonctionne une pompe à chaleur ?

Une pompe à chaleur est une source de chauffage qui utilise des énergies renouvelables. L’équipement permet ainsi d’extraire de l’énergie afin de la transmettre à un système de chauffage classique (chauffe-eau et radiateurs traditionnellement).

Plus concrètement, la pompe à chaleur capte l’énergie naturelle produite par le sol, l’air ou l’eau d’une nappe phréatique. Elle réalise alors des changements d’état, grâce à ses deux fluides antigel et frigorigène.

Ainsi, dans un premier circuit, un fluide antigel capte la chaleur de l’élément grâce à la différence de température avec la température ambiante. Cette chaleur est alors transmise au fluide frigorigène du circuit suivant. Celui-ci entre en ébullition et s’évapore, ce qui lui permet de produire de l’énergie thermique. La température de ce gaz est accrue par l’intervention d’un compresseur. Celui-ci augmente la pression, ce qui intensifie la chaleur. Cet élément transmet enfin sa chaleur à l’eau du circuit domestique. Une fois cette action terminée, le gaz caloporteur revient à l’état liquide à l’aide d’un détendeur de pression. Redevenu fluide, il peut alors reprendre son cycle de transformation.

Il existe plusieurs technologies de PAC comme la pompe à chaleur aérothermique, la pompe à chaleur par géothermie, pompe à chaleur réversible, pompe à chaleur Inverter, pompe à chaleur air/eau ou eau/eau… Il peut donc s’avérer difficile de s’y retrouver.

Les conseils d’un professionnel chauffagiste vous assurera de faire le bon choix de technologie de pompe à chaleur pour réduire votre consommation d’électricité.

Fonctionnement de la PAC air-air

Les pompes à chaleur sont de véritables caméléons, capables de puiser la chaleur là où elle se trouve pour la restituer dans de nombreux milieux. Pour fonctionner, une pompe à chaleur air-air capte les calories de l’air extérieur pour les transmettre en chaleur à l’intérieur. Elle nécessite donc l’installation de deux unités, l’une intérieure, l’autre à extérieur pour être en service.

Fonctionnement d’une PAC air-eau

L’unité placée à l’extérieur va capter les calories présentes dans l’air afin de les convertir. En revanche, la seconde unité placée à l’intérieur est reliée cette fois soit au système sanitaire pour produire de l’eau chaude soit au circuit de chauffage central. Ce dernier alimente alors un plancher chauffant ou des radiateurs hydrauliques à basse température.

Pourquoi faut-il bien dimensionner la puissance de sa PAC ?

Pourquoi le calcul de la puissance de sa future pompe à chaleur est-il indispensable ? Car une pompe à chaleur pas assez puissante aura un impact sur le confort du logement. L’acquisition d’une pompe à chaleur trop puissante impliquera une dépense trop conséquente à l’achat. Par ailleurs, ce surdimensionnement sera néfaste sur la longévité de l’équipement.

Il est recommandé de bien étudier le dimensionnement pour savoir quelle puissance choisir pour sa pompe à chaleur. En effet, une sous-dimension comme une sur-dimension risquerait d’empêcher à la machine de fournir le meilleur de ses services. L’impact pourra se faire sur le coût à l’achat de la machine ou sur sa puissance. Voici donc nos conseils pour bien choisir la puissance de sa pompe à chaleur.

Les inconvénients d’une pompe à chaleur trop puissante

Un surdimensionnement va surtout engendrer un coût supérieur au moment de l’achat, une facture totalement inutile puisqu’un pourcentage important de la capacité de celle-ci ne sera pas utilisé au quotidien.

Par ailleurs, le système risque également de moins bien fonctionner au quotidien avec des arrêts intempestifs lorsque la chaleur nécessaire dans la maison est atteinte et ne doit pas être dépassée. Cela va réduire considérablement la durée de vie du produit.

Les inconvénients d’une pompe à chaleur trop faible

L’erreur, dans ce sens, possède des inconvénients moindres, cependant, ils restent bien présents. Avec une pompe à chaleur pas assez puissante pour générer la chaleur nécessaire à votre habitation, cela va donc obliger à compléter avec une autre source d’énergie ou de chaleur.

Dans l’immédiat, la chaleur restera telle que souhaitée, mais au final cela se révèle une dépense d’énergie superflue. Le coût de consommation sera supérieur et vous subirez donc une perte de rentabilité importante sur l’investissement fait dans la pompe à chaleur.

Calcul de puissance d’une pompe à chaleur : bien choisir le nombre de kW

Ainsi, procéder au préalable à une étude approfondie sur ses besoins en énergie dépendant de la superficie et de l’énergie à dépenser est primordial. Cela permet de faire un investissement intelligent dans un produit parfaitement adapté à l’utilisation. À terme, le système fonctionne durablement, avec un rendement optimal et apporte de véritables économies d’énergie.

Comment choisir la bonne pompe à chaleur ?

Divers paramètres influent sur les déperditions thermiques d’un logement. Bien les prendre en compte permet de choisir la pompe à chaleur adéquate. Améliorer l’isolation de la construction aura un réel impact sur la puissance nécessaire et sur les dépenses à court et long terme.

Il y a plusieurs facteurs et critères à prendre en compte afin de bien calculer la puissance d’une pompe à chaleur.

Calcul de puissance d’une pompe à chaleur : vérifier le COP de votre pompe à chaleur

Dans un premier temps, vous allez devoir faire un bilan thermique et une étude du coefficient de performance (COP) de la pompe à chaleur choisie. Il faut, en effet être, des plus vigilants quant à la différence entre la puissance absorbée par la machine et la puissance calorifique restituée afin de chauffer le logement. Pour s’assurer de faire le bon choix, mieux vaut alors faire appel à un thermicien professionnel.

Calcul de puissance d’une pompe à chaleur : les autres critères pour bien choisir sa PAC

Il y a d’autres critères à prendre en compte lors du choix de sa pompe à chaleur.

La localisation géographique du logement

La situation géographique et le climat a un impact important sur l’efficacité de la pompe à chaleur, notamment dans le cas d’un système air-air ou air-eau. En effet, dans les régions où il fait relativement chaud tout au long de l’année, ou à mi-saison, la chaleur extérieure permettra au système de capter plus d’énergie. La température de base s’avérera alors élevée. L’usage de la PAC devrait alors être moins intensif.

La configuration et la qualité d’isolation du logement

Il est important de réaliser un bilan thermique et une étude de l’état d’isolation du logement. Plus ces données se révéleront satisfaisantes, plus la chaleur apportée dans le logement y restera durablement avec peu de perdition. Cela aura un impact sur la nécessité de puissance de la pompe. De plus, une habitation avec un étage ou sans étage, avec beaucoup de pièces et de recoins aura des besoins différents. Par exemple, avec des hauteurs de plafond importantes, les déperditions de chaleur s’avèrent supérieures que dans une habitation avec un plafond classique.

La variété des besoins : chauffage seul ou avec eau chaude sanitaire

La pompe à chaleur peut être utilisée uniquement comme source de chauffage, mais peut également servir à chauffer l’ensemble du système sanitaire de l’habitation. En fonction, la pompe devra être plus ou moins puissante afin de répondre à la demande de température de l’eau. Cela dépend également de la superficie de l’habitation, de la taille du chauffe-eau à remplir et du nombre d’habitants susceptibles d’utiliser l’eau chaude au quotidien.

Un système de chauffage monovalent ou bivalent (PAC seule ou avec chauffage d’appoint)

Le système monovalent, qui fait de la pompe à chaleur l’unique source d’énergie pour la maison, est adapté pour de la géothermie ou de l’aquathermie. Dans les autres cas, la pompe risque de fonctionner par à-coups, lorsque la chaleur est atteinte. Elle se détériorera donc plus rapidement. Un système bivalent sera alors préférable. Dans ce cas, la pompe à chaleur est soutenue par un chauffage d’appoint. Il peut s’agir d’une chaudière à gaz ou à fioul, d’un chauffage électrique.

Calcul pour bien dimensionner la puissance de sa pompe à chaleur

Ces données prises en compte, il ne reste alors plus qu’à procéder aux calculs nécessaires pour choisir la bonne puissance de pompe à chaleur. Ces calculs se révèlent identiques pour une pompe à chaleur air air ou air eau. Ils permettent de déterminer les déperditions calorifiques du logement afin de choisir le bon dimensionnement de sa PAC. En voici les étapes.

Calculer la puissance de sa pompe à chaleur selon le nombre de m2

Pour commencer, il convient de calculer le volume à chauffer du logement en m3 à partir de la superficie en m2.

Le calcul à effectuer pour l’obtenir est le suivant :

Volume à chauffer en m3 = nb de m2 du logement x 2,5 m de hauteur

Quel calcul pour choisir la bonne puissance de pompe à chaleur ?

Le nombre de m3 à chauffer obtenu, il convient alors de récupérer les données concernant les déperditions thermiques du logement à équiper. Pour y parvenir, il faudra avoir fait réaliser un bilan thermique de la construction. Cela vous permettra d’obtenir le coefficient de construction selon ses performances thermiques. Voici un tableau récapitulatif des 5 coefficients de construction existants.

Il faudra aussi, par la même occasion, s’informer sur la température extérieure de référence (dite de base) afin de calculer la différence entre celle-ci et la température intérieure souhaitée. Cette température de base provient de la température la plus basse relevée dans chaque zone climatique, pendant 5 jours au minimum dans l’année.

Ces données recueillies, vous pourrez enfin procéder au calcul de la puissance nécessaire pour votre future pompe à chaleur.

Puissance en Watts de la PAC en fonction des déperditions = Volume en m3 à chauffer x Coefficient de la construction x (Température intérieure souhaitée – Température extérieure de référence)

Ce calcul requiert un nombre d’informations que vous obtiendrez auprès d’un professionnel spécialisé dans l’installation de pompe à chaleur. Ces études et diagnostics ont un coût variable selon les chauffagistes. Solliciter différents devis vous permettra d’obtenir le meilleur rapport qualité-prix.

Quelle puissance de PAC pour une maison de moins ou plus de 100 m2 ?

Pour mieux comprendre, comment définir la puissance de votre pompe à chaleur, voici un exemple de calcul.Ainsi, pour une habitation RT 2012, de 120 m2, en zone climatique H1a, la puissance de la pompe à chaleur à vous procurer devra s’élever à 6 300 Watts au minimum.

Cette puissance correspond aux résultats concernant les déperditions thermiques du logement.

300 m3 = 120 m2 x 2,5 m de hauteur

Déperditions = 300 m3 x 0,7 x 30 = 6 300 W, ou 6 kW

À noter : Ajouter un coefficient de 1,1 à 1,2 pourra s’avérer judicieux pour faciliter la montée en puissance de votre PAC lorsque la température du logement baisse. Vous pourrez ainsi faire l’acquisition d’une pompe à chaleur de 7 kW.

Quel calcul pour déterminer la puissance d’une pompe à chaleur avec appoint ?

Si vous ne souhaitez pas que votre pompe à chaleur couvre l’intégralité des besoins thermiques de votre logement, vous devrez intégrer cette donnée dans votre calcul de puissance.

Dans ce cas, le choix d’une PAC couvrant 60 et 80 % des déperditions se révèle fréquent. Il est alors recommandé que le système combiné pompe à chaleur et chauffage d’appoint fournisse 120 % des besoins calorifiques. Aussi, pour la maison évoquée exigeant 7 kW, il faudra rechercher une puissance totale du système bivalent de 7,2 à 8,4 kW,

soit 7 kW x 1,2 = 8,4 kW.

Vous pourrez donc opter pour une pompe à chaleur de 5,6 kW et un chauffage d’appoint de 3 kW, en suivant le calcul ci-après :

Puissance de PAC (système bivalent) = Déperditions totales x 60 ou 80 %,

soit dans notre exemple 7 kW x 80 % = 5,6 kW pour la PAC.

Vous trouverez alors la puissance de l’appoint nécessaire :

Puissance du chauffage d’appoint = Déperditions totale x 1,2 – Puissance de PAC (système bivalent),

soit 7 x 1,2 – 5,6 = 2,8 kW, donc un chauffage d’appoint de 3 kW.