LE CHAUFFAGE ET LE REFROIDISSEMENT À L'AIDE D'UNE THERMOPOMPE

MATÉRIEL CONNEXE

Augmentation de la puissance d'entrée électrique

D'une façon générale, il n'est pas nécessaire d'augmenter la puissance d'entrée électrique au moment de l'installation d'une thermopompe d'appoint utilisant l'air comme source de chaleur. Il peut cependant être nécessaire de le faire en raison de l'usure de l'installation électrique et de la charge électrique totale de la maison. L'aménagement d'une thermopompe air-air entièrement électrique ou d'une thermopompe terre-air ou eau-air exige habituellement une entrée de 200 ampères.

Systèmes de chauffage supplémentaire

THERMOPOMPES À AIR

La plupart des thermopompes doivent être complétées par une installation de chauffage d'appoint. Les thermopompes à air sont habituellement réglées de façon à s'arrêter lorsqu'elles atteignent leur point d'équilibre thermique ou économique. Elles peuvent aussi nécessiter un surplus de chaleur (aussi appelé chaleur d'appoint ou chaleur auxiliaire) pendant le cycle de dégivrage.

Ce surplus de chaleur peut provenir de n'importe quel genre de système de chauffage dont le fonctionnement peut être commandé par le thermostat de la thermopompe. La plupart des systèmes de chauffage d'appoint sont des systèmes centraux au mazout, au gaz ou à l'électricité, mais bon nombre de pompes géothermiques récemment mises sur le marché comprennent des dispositifs de chauffage des conduites qui fournissent la chaleur auxiliaire nécessaire.

La figure 15 illustre le point d'équilibre thermique d'une thermopompe à air typique. À droite de ce point, la thermopompe peut répondre à tous les besoins de chauffage de la maison. À gauche, les pertes de chaleur de la maison sont supérieures à la puissance de la thermopompe et il faut avoir recours à une source de chaleur d'appoint.

Figure 15: Point d'équilibre d'une thermopompe à air typique

La partie ombrée du schéma illustre le double mode de fonctionnement de la thermopompe. Lorsque la température extérieure ne restreint pas le fonctionnement de la thermopompe, celle-ci répond aux besoins de chauffage primaire chaque fois que le thermostat déclenche la production de chaleur (voir la section suivante sur les thermostats). Lorsqu'il y a demande de chaleur secondaire, la thermopompe cesse de fonctionner si elle sert d'appareil d'appoint. Elle continue toutefois à fonctionner si elle est entièrement électrique; dans l'un ou l'autre cas, le système de chauffage supplémentaire fournit la chaleur demandée jusqu'à ce que tous les besoins de chaleur aient été comblés.

Lorsque la température extérieure restreint le fonctionnement de la thermopompe, une sonde de température extérieure arrête la thermopompe dès que la température tombe au-dessous du seuil préétabli. Seul le système de chauffage supplémentaire fonctionne lorsque la température chute sous ce point. La sonde est habituellement réglée pour arrêter la thermopompe à la température qui correspond au point d'équilibre économique, ou à la température extérieure au-dessous de laquelle il est plus rentable de chauffer au moyen du système d'appoint.

POMPES GÉOTHERMIQUES

Le fonctionnement des pompes géothermiques est indépendant de la température extérieure. Le système de chauffage d'appoint ne fournit que la quantité de chaleur requise au-delà de la puissance nominale de la pompe.

Thermostats classiques

La plupart des thermopompes de maison sont munies d'un thermostat intérieur à deux niveaux de chauffage et à un niveau de refroidissement. Le niveau primaire commande le fonctionnement de la thermopompe lorsque la température tombe au-dessous du seuil préétabli. Le niveau secondaire fait démarrer le système de chauffage supplémentaire lorsque la température intérieure continue de descendre au-dessous du degré de température recherché.

Le type le plus courant de thermostat est celui qui exige un réglage unique. Avant de régler le thermostat, l'installateur vous demande à quelle température la thermopompe doit commencer à fonctionner en mode chauffage. Une fois le thermostat réglé, vous n'avez plus à vous en préoccuper : celui-ci assure automatiquement la commutation du mode chauffage au mode refroidissement, et inversement. On utilise deux types de thermostats extérieurs pour les thermopompes de maison. Le premier régit le fonctionnement du système de chauffage supplémentaire à résistances électriques. Il s'agit du même type de thermostat dont sont pourvus les systèmes de chauffage électriques. Ce thermostat fait démarrer différents radiateurs à mesure que la température extérieure s'abaisse. De la sorte, le système fournit exactement la chaleur d'appoint requise par les conditions extérieures; vous tirez ainsi un rendement maximal de votre installation et vous économisez de l'argent. L'autre type de thermostat interrompt simplement le fonctionnement de la thermopompe à air lorsque la température extérieure chute au-dessous du seuil préétabli.

Il se peut que la réduction de température du thermostat de la thermopompe ne procure pas les mêmes avantages que dans le cas d'un système de chauffage classique. Selon le nombre de degrés dont on abaisse le thermostat et la baisse réelle de température, il peut arriver que la thermopompe ne suffise pas à fournir la quantité de chaleur nécessaire pour assurer le réchauffement voulu assez rapidement. Le système de chauffage supplémentaire peut parfois se mettre en marche jusqu'à ce que la thermopompe ait produit assez de chaleur, et réduire ainsi les économies que vous espériez faire en installant une thermopompe.

Thermostats électroniques

La plupart des fabricants de thermopompes et de leurs représentants offrent aujourd'hui des thermostats programmables. Contrairement aux thermostats classiques, ces appareils permettent une réduction des frais d'énergie en abaissant la température pendant la nuit ou lorsque les locaux ne sont pas occupés. Le fonctionnement varie d'un fabricant à l'autre, mais le principe est que le système rétablit la température désirée, sans aucune chaleur d'appoint ou à l'aide d'un apport minimal. Si vous êtes habitué aux baisses de température et à la programmation des thermostats, il peut s'agir d'un investissement profitable. Voici d'autres avantages qu'offrent certains thermostats électroniques :

• Commande programmable qui permet de sélectionner le mode automatique de la thermopompe ou de faire fonctionner seulement le ventilateur, selon l'heure du jour et le jour de la semaine.
  
  
• Meilleur contrôle de la température par rapport aux thermostats classiques.
  
  
• Il n'est plus nécessaire de posséder un thermostat extérieur, puisque le thermostat électronique déclenche la production de chaleur d'appoint seulement au besoin.
  
  
• Élimine le besoin d'une commande thermostatique extérieure pour les thermopompes d'appoint.
  
  

Dans la plupart des endroits au Canada, il est possible de réaliser des économies de l'ordre de 10 p. 100 en programmant une période de réduction de la température de huit heures par jour. Deux périodes de huit heures par jour peuvent se traduire par des économies de 15 à 20 p. 100.

Réseau de distribution de la chaleur

Les thermopompes doivent être assorties d'un réseau de distribution convenant à un débit de 50 à 60 litres par seconde (L/s) par kW, ou de 400 à 450 pieds cubes par minute (pi³/min) par tonne de puissance frigorifique. Ce débit est d'environ 20 à 30 p. 100 supérieur à celui qu'exige un système central à air pulsé. Toute diminution du débit d'air diminue le rendement et, si elle est prononcée et prolongée, elle peut causer de graves dommages au compresseur.

Les nouvelles thermopompes doivent être conçues selon des principes reconnus. Dans le cas d'une installation d'appoint ou d'une conversion, il faut examiner soigneusement le réseau de conduites en place pour s'assurer qu'il convient.

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