Thermopompes : efficacité et rentabilité

Si vous projetez de remplacer un vieux climatiseur central ou mural, ou si vous souhaitez en intégrer un dans votre prochaine demeure, sachez que l’option de la thermopompe peut s’avérer très intéressante sur le plan économique.

En effet, si vous climatisez un bâtiment, ce qui demeure optionnel au Québec, vous ne vous exempterez surement pas de devoir le chauffer. Mais pourquoi une thermopompe est-elle susceptible de générer des économies? Parce que, dans bien des cas, elle sera capable de générer plus d’énergie qu’elle en consomme.

La thermopompe est ni plus ni moins qu’un climatiseur fonctionnant à sens inverse, la tâche principale de ces appareils étant de comprimer un fluide caloporteur pour en extraire l’énergie accumulée. Les changements de phase du frigorigène permettent donc de retourner l’énergie puisée à l’extérieur, vers l’air ambiant intérieur.

Coefficient de performance

L’efficacité des thermopompes diminue de façon quasi linéaire avec la chute des températures extérieures, mais pas complètement. En fait, la performance des appareils à une température donnée est communément appelée le CP (coefficient de performance). À titre d’exemple, un CP de 2 indique que vous utilisez 1 kWh d’électricité pour générer l’équivalent de 2 kWh en chauffage.

L’Office de l’efficacité énergétique de Ressources naturelles Canada  publiait, en 2004, que les thermopompes moyennes étaient en mesure de fournir un CP de 2,3 à une température de -8 °C, un gain de 130 %. Tandis qu’à -15 °C, les CP moyens enregistres étaient plutôt de l’ordre de 1. Étant donné les températures hivernales moyennes du sud du Québec et des secteurs longeant le golfe du Saint-Laurent, on constate qu’une thermopompe normale est en mesure de répondre à la quasi-totalité des besoins de chauffage des bâtiments dans ces secteurs. Toutefois, les températures moyennes enregistrées pour les secteurs plus au nord sont moins propices au chauffage avec une thermopompe conventionnelle.

Thermopompe a climat froid 

Les avancées technologiques des dernières années ont permis le développement de thermopompes pour climat froid, atteignant des CP allant jusqu’à 1,5, à des températures aussi basses que -21 °C.

Ces nouveaux appareils sont habituellement plus gros pour augmenter la taille des échangeurs de chaleur et fonctionnent avec des compresseurs à vitesse variable. De cette façon, l’appareil fonctionne principalement à un régime inférieur à sa capacité totale, la capacité excédentaire étant utilisée dans les situations extrêmes.

Ces appareils sont sensiblement plus chers, mais permettront de combler la majorité des besoins de chauffage, même dans les régions les plus au nord. À cet effet, comme il y a peu ou pas de nécessité de climatiser dans ces régions, l’investissement initial plus important pour l’achat de la thermopompe a climat froid peut sembler moins intéressant.

Réglages du thermostat 

Vous avez compris qu’il demeure avantageux d’utiliser la thermopompe comme source de chauffage principal tant que le CP demeure positif. Il faut aussi mentionner que plus la température extérieure est froide, plus la thermopompe prendra de temps à atteindre ou maintenir une température donnée.

À ce sujet, Etienne St-Cyr, ingénieur et chef de l’expertise énergétique chez Hydro-Québec, stipule qu’il est déconseillé de programmer son thermostat de façon à diminuer périodiquement la température de consigne lorsqu’on chauffe avec une thermopompe.

En maintenant une température constante au thermostat, il est beaucoup plus facile pour la thermopompe de fournir l’énergie nécessaire au maintien de la température ambiante. Une demande importante et subite aura généralement pour effet de mettre en marche les sources de chauffage auxiliaires à plein régime, ce qui aura bien sur un effet négatif sur l’efficacité globale du système… et sur vos économies!

Les thermopompes sont souvent arrêtées volontairement lorsque les températures extérieures se rapprochent de -8 °C ou -12 °C. En fait, cette commande visant l’arrêt de la machine est habituellement gérée par un thermostat intégré à la thermopompe et préalablement réglée par l’installateur. Assurez-vous que la thermopompe est bien réglée, de façon à profiter de son gain maximal en chauffage.

Toujours selon M. St-Cyr, une autre pratique toute simple permettrait d’optimiser le fonctionnement de la thermopompe. En fait, il serait suggéré de permettre le fonctionnement simultané des sources de chauffage auxiliaires et de la thermopompe. Ainsi, même avec un CP à la baisse, mais toujours positif, la charge de chauffage principale pourrait être absorbée par la thermopompe a des températures très basses, et ce, avec un petit coup de pouce du chauffage auxiliaire. Ces fonctions seraient d’ailleurs déjà possibles avec la plupart des thermostats programmables, il ne suffirait que de demander à votre technicien d’en activer la fonction.

Ville	Moyennes – Décembre	Moyennes – Janvier	Moyennes – Février
Amos	-11°C	-16°C	-14°C
Montréal	-6°C	-11°C	-9°C
Québec	-8°C	-12°C	-10°C
Gaspé	-7°C	-11°C	-10°C

À noter que la pratique visant à réduire la température de consigne de façon périodique demeure bénéfique dans le contexte ou le chauffage est assuré entièrement par des systèmes électriques ou à combustibles, mais pas avec une thermopompe.

Entretien requis

Un entretien de vos systèmes permettra aussi de les maintenir à plein rendement. Comme les thermopompes et les climatiseurs fonctionnent par échange de chaleur air-air, le flux d’air qui entre en contact avec les échangeurs demeure un facteur important à considérer dans la performance globale des systèmes. Ainsi, les filtres des fournaises et les échangeurs de chaleur devraient être nettoyés de façon périodique pour extraire le plein potentiel de ces machines, en chauffage comme en climatisation.

Finalement, il semble y avoir des gains considérables à faire sur vos couts de chauffage avec une thermopompe, et ce, dans la plupart des régions du Québec. Évidemment, plusieurs facteurs relatifs à l’installation peuvent affecter la rentabilité globale d’une installation de thermopompe. Pour plus d’information sur le sujet, renseignez-vous auprès de votre entrepreneur spécialisé!

Plusieurs autres facteurs entrent en ligne de compte dans l’analyse de l’efficacité globale des thermopompes. En effet, la quantité adéquate de frigorigène dans le système, la longueur des conduits de réfrigérant, le dimensionnement adéquat de l’appareil pour l’immeuble, la configuration et la qualité du système de ventilation auront également des impacts positifs ou négatifs sur les frais de fonctionnement. En résumé, la qualité de l’installation demeure hautement liée à sa performance.