FAQ sur les pompes à chaleur air-eau

Les pompes à chaleur sont un type de système de chauffage et de refroidissement qui sont populaires pour leur polyvalence et leur efficacité. Elles sont différentes des unités de climatisation standard, et le terme « pompe à chaleur » est parfois utilisé comme un terme générique pour plusieurs types de systèmes HVAC. Donc, pour ce billet, nous viserons à répondre à des questions comme :

Q. Qu'est-ce qu'une pompe à chaleur ?

Une pompe à chaleur est une technologie bien établie et très efficace, alimentée par l'électricité, utilisée pour le chauffage et la climatisation des espaces, le chauffage de l'eau, et le séchage des vêtements. Les pompes à chaleur utilisent un fluide frigorigène et une technologie très similaire à celle de votre climatiseur courant, mais, contrairement aux climatiseurs, les pompes à chaleur peuvent également fournir différents types de chauffage pour votre maison.

Q. Quels sont les différents types d'appareils et d'équipements de pompe à chaleur utilisés dans les foyers ?

A. Les pompes à chaleur sont utilisées dans les maisons principalement pour le chauffage et la climatisation des espaces ainsi que pour le chauffage de l'eau. Les pompes à chaleur les plus courantes utilisées pour le chauffage et la climatisation des espaces (parfois appelées "conditionnement d'air") échangent la chaleur entre l'air intérieur et extérieur et sont appelées systèmes "source d'air" ou "air-à-air". Les chauffe-eau à pompe à chaleur sont appelés systèmes "air-à-eau" et sont installés séparément pour chauffer l'eau des douches et des éviers, tout comme les chauffe-eau traditionnels. Les pompes à chaleur géothermiques utilisées pour le conditionnement d'air (voir détails ci-dessous) sont des systèmes "eau-à-air" ou "eau-à-eau". Enfin, la technologie des pompes à chaleur est également utilisée dans les appareils de séchage de vêtements.

Q. Quels sont les avantages des pompes à chaleur ?

A. Contrairement aux systèmes qui brûlent du gaz pour produire de la chaleur, les pompes à chaleur ne rejettent pas de gaz à effet de serre dans l'atmosphère pendant leur fonctionnement. Les pompes à chaleur peuvent fonctionner avec de l'électricité générée par des systèmes solaires sur toiture ou des sources d'utilité publique. En fonction de l'efficacité de votre système actuel et de savoir si vous effectuez également des améliorations de canalisations et d'autres mesures d'étanchéification, votre facture annuelle d'énergie sera probablement plus basse avec un système de pompe à chaleur. L'approche la plus pratique consiste à remplacer les vieux systèmes prêts à tomber en panne par des systèmes de pompe à chaleur généralement plus efficaces. Les coûts du projet devraient être d'environ 600 à 2 700 dollars moins élevés pour remplacer à la fois un climatiseur et un chauffage au gaz par une pompe à chaleur, plutôt que par un nouveau climatiseur et un nouveau chauffage. Ces coûts ont été moyennisés sur une gamme d'efficacités et de tailles et ont été dérivés de manuels d'estimation et d'une enquête auprès de contractants.

Q. Y a-t-il des incitations pour les pompes à chaleur ?

Oui ! Dans le comté de Yolo, le nouveau programme TECH Clean California permet aux entrepreneurs participants de bénéficier de remises allant de 3000 à 4800 dollars pour les pompes à chaleur de chauffage, en fonction des carburants et de l'efficacité des systèmes existants, plus des remises supplémentaires si un étanchéifiage de conduits et des calculs de dimensionnement détaillés sont effectués. Des remises pour pompes à chaleur pour eau chaude allant jusqu'à 3800 dollars sont également disponibles, et peuvent être installées par des plombiers. Pour les logements collectifs, une remise supplémentaire de 2800 dollars est offerte pour les mises à niveau des tableaux électriques nécessaires. Des remises similaires sont proposées pour les immeubles collectifs. Recherchez les entrepreneurs participants sur le site web du programme TECH.

Les incitations du nouveau programme TECH sont conçues pour compléter les programmes existants Comfortable Home Rebate via le site web de PG&E qui affiche les deux programmes côte à côte.

Q. Pourquoi devrais-je élaborer un plan pour remplacer mes systèmes existants par des pompes à chaleur maintenant ?

A. Si vous attendez une panne, il est probable que vous aurez besoin d'un nouveau système rapidement, ce qui ne vous laisse pas le temps de choisir la pompe à chaleur qui convient à vos besoins. Si votre climatiseur a plus de 15 ans, ou surtout s'il tombe en panne, obtenir trois devis auprès de sous-traitants participants dès maintenant vous permettra d'éviter des décisions stressantes en cas d'urgence. De plus, les incitations n'ont jamais été aussi avantageuses : le programme TECH est prévu pour se terminer en décembre 2025 (le Programme Maison Confortable, qui représente une fraction beaucoup plus petite des incitatifs, est renouvelé annuellement).

Q. Y a-t-il d'autres éléments que je devrais prendre en compte ?

A. Absolument ! En particulier si vous habitez une maison ancienne et que les gaines sont dans le grenier, il serait fortement recommandé de retirer l'isolation du plafond, de colmater les fuites d'air au plafond et de remplacer les gaines par de nouvelles, isolées au minimum à R-6. Les gaines doivent être installées de manière à reposer sur le sol du grenier, puis une nouvelle isolation R-49 (ou meilleure) peut être soufflée au-dessus des gaines pour fournir une isolation supplémentaire. Les trajets de gaines peuvent également être raccourcis pour réduire la surface et les pertes thermiques. Enfin, plutôt que d'installer un système de la même taille qu'auparavant, la nouvelle pompe à chaleur doit être dimensionnée en tenant compte de la réduction de la charge de chauffage et de climatisation ainsi que des pertes de gaines. Ce sont les mesures les plus importantes que vous pouvez prendre pour réduire la consommation d'énergie de votre maison, les coûts annuels et améliorer le confort.

Q. J’entends beaucoup parler des “mini splits”. S'agit-il également de pompes à chaleur ?

Oui. La plupart des maisons unifamiliales disposent d'un système de chauffage et de refroidissement « central » qui dessert chaque pièce à l'aide de canalisations acheminant l'air par des grilles. Les systèmes traditionnels ainsi que les pompes à chaleur peuvent utiliser des gaines, mais au cours de la dernière décennie, les « mini-splits » ou pompes à chaleur sans gaine sont également devenues courantes. Les mini-splits ont une capacité de chauffage et de refroidissement inférieure à celle des systèmes centraux avec gaines et servent généralement une ou deux pièces qui sont difficiles à chauffer ou à rafraîchir avec un système central pour diverses raisons. En utilisant des « têtes » montées au mur ou au plafond, les pompes à chaleur mini-splits sont généralement plus efficaces. Cependant, la plupart des maisons nécessiteraient plus d'une unité pour couvrir plusieurs pièces, et le coût du traitement complet d'une maison de cette manière pourrait devenir prohibitif. Malgré ces différences, les mini-splits fonctionnent selon les mêmes principes que les pompes à chaleur et sont éligibles aux mêmes primes.

Q. Qu'est-ce que les systèmes « hybrides » ou à double carburant ?

Lorsque les températures approchent du point de congélation, les pompes à chaleur "air source" peuvent être moins efficaces car elles doivent s'arrêter pour dégivrer la bobine extérieure (en inversant le cycle et en passant brièvement en mode refroidissement pour faire fondre la glace sur la bobine). Une approche pour résoudre cette limitation est l'utilisation de systèmes hybrides ou à double combustible. Les systèmes hybrides ou à double combustible incluent un chauffage au gaz naturel pour couvrir les périodes où les pompes à chaleur ne peuvent pas fournir un chauffage suffisant rapidement ou efficacement (les jours plus froids ou lorsqu'on récupère d'un retour à la normale après une absence prolongée). Les systèmes hybrides peuvent offrir une tranquillité d'esprit pour les personnes réticentes à éliminer complètement le gaz naturel.

Q. Combien cela me coûtera-t-il si je dois mettre à niveau mon installation électrique ?

A. Les maisons construites avant 1990 peuvent nécessiter une augmentation de la capacité du service électrique pour accomoder la charge supplémentaire des systèmes de pompe à chaleur. Si votre tableau électrique actuel est évalué à 200 ampères ou plus, avec de rares exceptions, il devrait supporter un système de chauffage et de climatisation par pompe à chaleur, une pompe à chaleur pour eau chaude, et un chargeur pour véhicule électrique. Le coût pour mettre à niveau le service électrique est en moyenne d'environ 3 000 $. Pour les maisons anciennes alimentées par des fils aériens ou pour les maisons plus récentes avec un service souterrain avec des fils passant par des conduits, le coût est relativement faible. Les mises à niveau sont les plus élevées lorsque les fils sont enterrés directement et qu'il faut installer de nouveaux conduits et fils.

Q. Ai-je besoin de bandes de chauffage électriques par résistance comme partie intégrante de mon système de pompe à chaleur ?

A. Les bandes de chauffage sont une fonction de chauffage auxiliaire moins efficace, parfois installée par des entrepreneurs pour fournir un chauffage supplémentaire pendant les périodes de grand froid (et les cycles de dégivrage des pompes à chaleur). Certains entrepreneurs pensent que les bandes de chauffage ne sont pas nécessaires dans notre climat si les systèmes sont correctement conçus avec des calculs de charge précis, et surtout si les gaines sont dans l'espace conditionné ou bien scellées et bien isolées dans le grenier. Les pompes à chaleur mini-splits avec compresseurs à vitesse variable n'utilisent pas de bandes de chauffage. Les bandes de chauffage nécessitent également un circuit 240v dédié, ce qui augmente les coûts.

Q. Je construis une nouvelle maison, quel type de systèmes de chauffage devrais-je envisager ?

D'un point de vue de réduction des émissions de gaz à effet de serre, l'électricité pour le chauffage et la climatisation ainsi que pour le chauffage de l'eau sont les seules options. Passer entièrement à l'électrique avec des pompes à chaleur et des plaques de cuisson par induction est plus coûteux à l'installation, mais — pour la construction de nouvelles maisons — ce coût est compensé par l'élimination du coût d'installation des conduites de gaz. De plus, les frais de service de gaz continus, qu'il soit consommé ou non, sont supprimés. Comme les nouvelles constructions doivent être équipées de systèmes solaires sur le toit en Californie, la production d'électricité sur site réduira probablement les coûts de fonctionnement.

Q. Comment fonctionnent les pompes à chaleur ?

De la même manière que l'eau coule vers le bas sous l'effet de la gravité, le "chaud" s'écoule naturellement vers le "froid" sous l'effet des forces thermodynamiques. Et comme l'électricité peut actionner une pompe à eau pour faire monter l'eau vers le haut, elle peut également être utilisée pour déplacer la chaleur du froid vers le chaud grâce au cycle de réfrigération. Par exemple, les réfrigérateurs et les climatiseurs extraient la chaleur à l'intérieur d'un espace isolé et la « pompent » vers l'environnement extérieur. Les pompes à chaleur peuvent fonctionner dans les deux sens, c'est-à-dire qu'elles peuvent transférer la chaleur de l'intérieur vers l'extérieur (refroidissement) et de l'extérieur vers l'intérieur (chauffage).

Pour fournir du refroidissement, un compresseur situé dans l'unité extérieure de « condenseur » comprime le gaz frigorigène, ce qui augmente sa température. Le gaz chaud est refroidi et condensé en liquide en le faisant circuler à travers une bobine refroidie par ventilateur dans le condenseur. Le liquide refroidi est acheminé vers une autre bobine située à l'intérieur de l'unité de gestion d'air où il passe par un dispositif d'expansion, et lorsque le frigorigène redevient un gaz, il absorbe la chaleur de la bobine. Pour fournir de la chaleur, le processus est inversé, et le frigorigène est condensé dans la bobine intérieure où il dégage de la chaleur, tandis que le liquide s'élargit dans la bobine extérieure où il capte la chaleur de l'air extérieur.

La référence provient de Cool David, merci !