Comment augmenter le COP d’une pompe à chaleur ?

Saviez-vous comment sont définies la puissance et l’efficacité d’une pompe à chaleur ? Voulez-vous savoir comment augmenter le COP d’une PAC (pompe à chaleur) ?

Cet article contient des informations qui pourront vous aider.

Les pompes à chaleur ont le vent en poupe depuis l’instauration des dispositifs de financement mis en place par le gouvernement et les collectivités. Cela dit, même s’il est important de bien choisir sa PAC à l’installation, il reste possible d’en améliorer son efficacité par la suite. C’est utile, notamment, dans le cadre de travaux de rénovation.

Comment augmenter le COP d’une PAC ?

Pour améliorer le COP d’une pompe à chaleur, l’important est de réduire l’écart de température entre l’entrée et la sortie. Plus la source calorifique (eau, air) et la chaleur diffusée en sortie ont une température proche, plus le COP est élevé et l’installation est efficiente.

Mais pour mieux comprendre les enjeux autour de ce COP, nous allons voir:

• ce que c’est précisément
• tous les types de COP existants
• les méthodes pour le calculer
• les directives européennes sur le sujet
• comment lire correctement un COP
• comment augmenter le COP

Toutes les informations ci-dessous.

Qu’est-ce que le COP ?

Le COP, ou le “Coefficient de Performance“, indique le rapport entre l’énergie produite par la pompe à chaleur et l’énergie consommée (électricité) nécessaire pour la produire. En d’autres termes, il mesure le nombre d’unités de chaleur qu’une PAC peut produire à partir d’une unité d’électricité et diffuser dans le circuit de chauffage. 

C’est une donnée capitale pour les propriétaires, car une pompe à chaleur ne nécessite pas de matières premières fossiles et ses coûts de chauffage se résument ainsi uniquement à sa consommation électrique.

Les différents types de Coefficient de Performance

Le coefficient de performance (COP) “original” est établi par le constructeur de la PAC et il ne reflète malheureusement pas tous les cas d’usage possible. Ainsi, en se basant exclusivement sur ce coefficient, la performance de la pompe à chaleur peut être certifiée comme efficace alors que dans certaines conditions, ce n’est pas le cas (taux d’humidité, région, densité du sol, etc).

C’est pour pallier ce manque qu’il existe dorénavant les indicateurs supplémentaires suivants : 

COP constructeur :

Il est calculé en laboratoire par le fabricant en partant d’une température extérieure de base de 7 °C pour indiquer le rapport puissance délivrée/absorbée par le compresseur.

COP global :

Le COP global prend en compte, comme le précédent, le compresseur, mais ajoute également les équipements auxiliaires dans l’équation (ventilation, antigel, systèmes de régulation, de dégivrage, etc).

COP global de l’installation :

En plus des caractéristiques techniques du matériel, cet indice est sensible aux aléas de l’installation, comme les pertes au niveau de la distribution ou des échangeurs et l’état thermique de l’habitation.

COP saisonnier ou annuel :

Appelé également SCOP, il mesure la performance saisonnière ou annuelle du système de chauffage (équipements auxiliaires compris) pour définir la classe énergétique (A+, A++, etc).

COP seuil :

Concerne uniquement les PAC hybrides et permet de définir la limite de rendement requise avant de basculer d’une source de chauffage à l’autre (typiquement une chaudière).

Faisons un peu de maths pour comprendre comment calculer ce fameux COP.

Le calcul du COP d’une PAC

Pour calculer le coefficient de performance (COP) d’une pompe à chaleur, il y a deux méthodes. 

Les voici :

Méthode 1 : Avec les énergies

En partant sur cette méthode, la formule de base est la suivante :

COP =  Quantité de chaleur produite / énergie nécessaire

Par exemple : Une pompe demandant 4 kW d’électricité produit 20 kWh en énergie thermique (chauffage). Si elle tourne pendant 2 heures, cela donne :

COP = 20 kWh / 2 x 4 kW = 2,5

Ici, nous avons donc une pompe qui produit 10 kWh de chauffage en consommant 4 kW d’électricité, ce qui fait : 

10 kWh / 4 kW=2,5

Alors la pompe à chaleur a un coefficient de performance de 2,5, car pour 1 unité d’énergie consommée, elle en produit 2,5 fois plus.

Méthode 2 : Avec les températures

Pour mesurer un COP en se basant sur les variations de température, il suffit de calculer la différence entre la quantité de chaleur la plus élevée avec la plus faible.

L’équation ressemble donc à : 

W=Quantité de chaleur “haute” -Quantité de chaleur “basse”

Ce qui donne en appliquant le principe de Carnot : 

COP=T° chaud / T° chaud-T° froid=valeur COP pour le chauffage

Ou 

COP=T° froid / T° chaud – T° froid= valeur COP pour la climatisation

Méthode 3 : Les coefficients types

La grande majorité des pompes à chaleur disponible sur le marché ont un coefficient de performance allant de 2,5 à 5, mais il existe des modèles ayant un rendement plus élevé.

De manière générale, les pompes à chaleur ayant un COP égal ou inférieur à 2,5 sont considérées aujourd’hui comme peu efficientes. Il vaut donc mieux se tourner vers d’autres modèles pour s’assurer un rapport consommation/rendement plus avantageux, en plus d’être éligibles aux différentes aides de financement telles que MaPrimeRénvov’.

Voici les COP moyens par types de pompes à chaleur :

Ce que dit la réglementation européenne

Outre le coefficient de performance classique COP, la directive Energy Related Product (ErP) a introduit le Seasonal Energy Efficiency Ratio (SEER) ou le Seasonal COP (SCOP) conformément à la norme DIN EN 14825 comme autres mesures de la performance des pompes à chaleur.

Ce dernier reflète mieux les variations saisonnières sur l’efficacité des pompes à chaleur ou des climatisations de 12 kW ou moins. Alors que le coefficient de performance (COP) détermine l’efficacité instantanée d’une PAC, le SCOP indique la performance annuelle agrégée en utilisant des données climatiques à travers l’Europe avec quatre valeurs de températures différentes. 

Le SEER indique, lui, l’efficacité de refroidissement de la pompe à chaleur sur une période annuelle, lorsqu’elle fournit un refroidissement de confort.

Cela permet notamment de montrer les avantages en termes d’efficacité d’un fonctionnement à charge partielle, entre autres avec des compresseurs Inverter. 

Récapitulatif :

Comment décrypter le COP d’une PAC ?

L’indication du coefficient de performance est généralement accompagnée par deux températures présentées comme ci : XX °C / XX °C.

La première correspond à la température de la source froide dans laquelle sont puisées les calories nécessaires au chauffage. La deuxième température indique, quant à elle, la chaleur atteinte en sortie, celle qui a été diffusée dans le circuit de chauffage lors du calcul du COP.

Pour mieux comprendre, utilisons un exemple. Une pompe à chaleur air/eau indiquant un COP de 3 et des températures de + 7 °C / + 50 °C correspond à une PAC dont le COP de 3 a été calculé (par le fabricant) avec un air extérieur à 7 °C et une eau chauffée à 50 °C en sortie.

Comment augmenter le COP de sa PAC ?

Il est “possible” d’améliorer le coefficient de performance de sa pompe à chaleur, moyennant des travaux. Pour ce faire, le principe est simple et il consiste à réduire l’écart entre la température de l’eau (ou de l’air) à l’arrivée et la température en sortie quand elle est prête à être distribuée dans le logement.

Pour cela, il est envisageable d’agir sur la source chaude, en optant par exemple pour une PAC eau/eau (géothermique) qui permettra de puiser l’eau contenue dans le sol qui est, par nature, plus chaude. L’autre solution est de privilégier des émetteurs à basse température comme des radiateurs à chaleur douce ou un plancher chauffant.

Quelle sera votre option ?

Vous avez désormais une idée plus précise de ce qu’est le coefficient de performance d’une pompe à chaleur. Cela dit, utilisez-le comme une information “complémentaire” à d’autres en rapport avec votre projet et non pas comme une réponse unique et absolue à votre situation.
Enfin, si chaque solution implique d’envisager des travaux plus ou moins importants, elles proposent malgré tout une “mise à niveau” bienvenue et répondant à la plupart des attentes.