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Des efforts sont déployés à travers le monde pour relever les défis environnementaux auxquels nous faisons face. Chacun cherche à maximiser les bénéfices environnementaux tout en essayant de répondre, voire de dépasser, les attentes en matière de performance et de coûts. Cependant, toutes les décisions ne sont pas simples — parfois, on a l'impression d'être coincé entre le marteau et l'enclume pour parvenir à une conclusion satisfaisante. Dans cet article de blog, notre expert, Luca Filippetto, Responsable Produit pour le Chauffage et le Refroidissement, explique comment rendre le fonctionnement des pompes à chaleur plus intelligent.
Depuis des années, les concepteurs et les utilisateurs finaux débattent de la durabilité économique des solutions de pompes à chaleur, souvent en comparaison avec des alternatives traditionnelles. De notre point de vue, la clé pour minimiser les coûts d'exploitation d'une solution de pompe à chaleur repose sur deux facteurs critiques :
- Maximiser l'efficacité des pompes à chaleur, mesurée et calculée en coefficient de performance (COP), ou mieux encore, en COP saisonnier.
- Minimiser le prix de l'énergie, car les pompes à chaleur fonctionnent à l'électricité.
Comment améliorer l'efficacité des pompes à chaleur ?
L'efficacité d'une pompe à chaleur dépend principalement de sa conception — certaines unités sont simplement plus avancées et intelligentes que d'autres. Cependant, de nombreux facteurs ont un impact significatif sur l'efficacité, certains étant moins maîtrisables, tandis que d'autres peuvent être modifiés immédiatement. :
- Température extérieure réelle : l'efficacité s'améliore avec des températures extérieures plus élevées car la différence de température entre la source et la pompe est réduite diminue.
- Point de consigne : l'efficacité augmente lorsque la température de consigne est plus basse. Par exemple, régler la température de l'eau à 45°C au lieu de 50°C améliorera l'efficacité.
- Service et maintenance : des actions simples, comme garder l'échangeur de chaleur propre des deux côtés (source et réservoir), amélioreront l'efficacité.
Mais qu'en est-il du prix de l'énergie ?
Réduire le prix de l'énergie peut être plus complexe, mais il existe quelques stratégies à explorer :
- Utilisation d'une production locale d'électricité, telle qu'un système d'énergie solaire. Les pompes à chaleur modernes peuvent fonctionner en réponse à la disponibilité d'énergie produite localement. En cas de surplus d'énergie domestique, la pompe à chaleur pourra stocker l'énergie sous forme d'eau chaude dans des réservoirs.
- Fonctionnement en mode sensible aux prix : la pompe à chaleur peut-elle fonctionner en mode sensible aux prix dynamiques ? Si oui, il est possible de programmer son fonctionnement pendant les périodes où le prix de l'énergie est plus bas, généralement la nuit.
Le scénario idéal
Dans un scénario idéal, il serait possible de maximiser l'efficacité tout en minimisant le prix de l'énergie simultanément. Cependant, cela est souvent plus facile à dire qu'à faire. Par exemple, les températures sont généralement plus basses la nuit, ce qui réduit le COP, et il peut être nécessaire de dégivrer plus fréquemment. D'un autre côté, les prix de l'énergie sont généralement plus bas la nuit.
Autre exemple, en cas de surplus d'énergie solaire domestique, les réservoirs d'eau chaude peuvent être chargés à des températures plus élevées, ce qui semble avantageux, mais augmenter la température de consigne de la pompe à chaleur affectera négativement son efficacité. Faut-il alors faire fonctionner la pompe à chaleur le jour ou la nuit ?
Déterminer la meilleure stratégie de contrôle pour les solutions de pompes à chaleur est complexe en raison du grand nombre de variables. Pour relever ce défi, une pompe à chaleur intelligente, capable de gérer les points suivants est une bonne solution :
- Estimer le COP en temps réel sur une base horaire et quotidienne, car c'est ce paramètre qui définit l'efficacité de l'unité.
- Enregistrer des données de fonctionnement, telles que la température extérieure, la température intérieure requise, le COP, etc., pour optimiser les opérations.
- Échanger des données et s'intégrer aux systèmes d'automatisation des bâtiments ou autres solutions logicielles, pour un meilleur contrôle et une optimisation des opérations.
- Permettre un contrôle à distance et la possibilité pour des sources externes (réseau électrique, système de gestion du bâtiment) de modifier le mode de fonctionnement ainsi que la température de consigne selon les données disponibles, afin de garantir un fonctionnement optimal.
Si une pompe à chaleur possède ces caractéristiques intelligentes, les concepteurs et les utilisateurs seront mieux équipés pour collecter des données, analyser et planifier le fonctionnement de la pompe à chaleur, rendant ainsi la durabilité économique d'une solution de pompe à chaleur beaucoup plus claire.
