Le COP, le SCOP et le APF d'une pompe à chaleur
Si vous vous intéressez aux pompes à chaleur (PAC), vous devez probablement avoir entendu parler des termes suivants : le facteur de performance annuelle (APF) et le coefficient de performance (COP). Mais que reflètent réellement ces chiffres et que disent-ils du rendement et de la puissance des pompes à chaleur ? Dans cet article, Bosch vous donne la signification de ces valeurs, vous explique la différence entre le APF et le COP d'une pompe à chaleur ainsi que la manière de calculer et de lire correctement les chiffres relatifs aux pompes à chaleur.
Quelle est l'importance du APF, du SCOP et du COP pour les pompes à chaleur ?
Le facteur de performance annuelle (APF) et le coefficient de performance (COP) reflètent la rentabilité des pompes à chaleur. Ces deux valeurs correspondent au rapport existant entre la chaleur produite par la pompe à chaleur et l'énergie motrice nécessaire (électricité) pour ce faire. Il y a aussi le coefficient de performance saisonnier (SCOP).
Le COP d'une pompe à chaleur
Le COP d’une pompe à chaleur est déterminé dans des conditions de laboratoire et se réfère à la PAC seule, et non au système de chauffage associé. La valeur du COP est importante pour comparer différentes pompes à chaleur avant l'achat.
Le SCOP d’une pompe à chaleur
Le SCOP correspond à la valeur du COP d'une pompe à chaleur obtenue en fonction de la température extérieure (12 °C, 7 °C, 2 °C et - 7 °C). Le SCOP est donc légèrement plus précis et plus réaliste que le COP. Par exemple, la pompe à chaleur Compress 7400i AW de Bosch atteint un SCOP très élevé de 5,1.
Le APF d'une pompe à chaleur
Le APF se calcule au cas par cas et en conditions réelles. Cette valeur exprime le rapport existant entre l'énergie consommée par un système de chauffage et la chaleur produite. Le APF ne peut être déterminé qu'environ un an après l'achat et l'installation de votre pompe à chaleur.
Quelle est la différence entre APF et COP ?
Le COP et le APF sont deux valeurs importantes pour déterminer l'efficacité des pompes à chaleur. Le coefficient de performance est une valeur théorique calculée à l'avance qui donne un aperçu de l'efficacité économique de la pompe à chaleur dans des conditions d'utilisation standard et constantes. Le facteur de performance annuelle (APF) représente l'efficacité réelle d'une pompe à chaleur dans des conditions d'utilisation réelles de l'ensemble du système de chauffage. Le APF est une mesure plus fiable car il est mesuré sur place, dans des conditions d’utilisation réelles et pendant une période plus longue, afin de déterminer le coût annuel de l'énergie. Le COP, quant à lui, est un bon critère de comparaison lorsqu’on souhaite investir dans un nouveau système de chauffage par pompe à chaleur.
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Bon à savoir: une pompe à chaleur dotée d'un coefficient de performance plus faible peut atteindre un APF plus élevé avec une bonne isolation qu'une pompe à chaleur bénéficiant d'un coefficient de performance élevé dans une maison ancienne mal isolée. Pour bien comprendre le système de chauffage par pompe à chaleur, il faut tout d'abord comprendre le fonctionnement d’une pompe à chaleur
Calculer le APF d'une pompe à chaleur
Pour calculer le facteur de performance annuel (APF), il faut appliquer la formule suivante :
APF = Qab / Qzu
"Qab" correspond à l'énergie thermique fournie et "Qzu" à l'énergie électrique consommée par la pompe à chaleur. En d'autres termes, le APF est calculé en divisant l'énergie thermique produite par an par la puissance de chauffage consommée par an, toutes deux exprimées en kilowattheures (kWh).
Il est nécessaire d'utiliser un compteur de chaleur et un débitmètre pour déterminer ces deux mesures. Par ailleurs, on utilise plusieurs programmes de simulation pour estimer le APF d'une pompe à chaleur à des fins de planification. Toutefois, les valeurs calculées ne sont données qu'à titre indicatif, car elles peuvent différer du APF obtenu en pratique, dans la vie réelle.
La rentabilité en fonction du type de pompe à chaleur
Plus le chiffre est élevé, plus l'efficacité de la pompe à chaleur est élevée et plus la consommation d'énergie est faible entraînant ainsi une réduction des coûts de chauffage.
Qu’est-ce que la norme APF nous apprend sur l'efficacité des pompes à chaleur ? La valeur APF est déterminée individuellement pour une habitation donnée, avec un système de chauffage donné, et dépend de la source de chaleur (sol, eau ou air). Par exemple, lorsqu’un système de chauffage dispose d’un indice APF de 5, cela signifie qu’il va fournir 5 kWh de chaleur pour 1 kWh d'énergie électrique consommée. Les pompes à chaleur modernes atteignent généralement un APF compris entre 3 et 5. Le tableau suivant donne un aperçu des APF moyens obtenus pour chaque type de pompe à chaleur :
| Type de pompe à chaleur | APF moyen |
|---|---|
| Pompe à chaleur air-eau | 2,5 à 3 |
| Pompe à chaleur sol-eau (sonde géothermique) | 4 à 4,5 |
| Pompe à chaleur sol-eau (capteurs) | 3,5 à 4 |
Quelles sont les conditions à remplir pour obtenir un APF élevé ?
Certains facteurs tels que l'isolation du logement, le comportement des occupants en matière de chauffage, etc. ont une incidence sur la valeur APF d'une pompe à chaleur. Les éléments importants pour obtenir un APF optimal sont les suivants:
- Source de chaleur : bien que les pompes à chaleur géothermiques soient plus chères que les pompes à chaleur aérothermiques, par exemple, la terre offre des températures constantes tout au long de l'année.
- Température d'alimentation : la différence de température entre la source de chaleur ambiante et la température que doit restituer le système de chauffage doit être la plus petite possible. Mieux vaut également disposer d’un système de chauffage présentant une grande surface de chauffe (chauffage mural ou chauffage au sol) et une température d’alimentation basse.
- Isolation : plus l'isolation des espaces de vie, des portes, etc. est bonne, plus les besoins en termes de production de chaleur sont faibles.
- Climat : la source d'énergie des pompes à chaleur air-eau est l'air extérieur. C'est pourquoi le APF des pompes à chaleur qui fonctionnent dans des climats plus froids peut être plus faible que celui des PAC qui fonctionnent dans les régions où les températures sont plus chaudes.
- Besoins individuels en chaleur : chacun a ses propres préférences en matière de confort thermique. Les besoins individuels en chaleur varient donc en fonction de la température que chacun souhaite obtenir dans les espaces de vie et cela a également une incidence sur le APF. Disposer d’un bon système de ventilation est également très important pour la qualité de l'air ambiant.
Plus le APF est élevé, plus la pompe à chaleur produit de l'énergie de chauffage par rapport à l'énergie utilisée, et plus la PAC est économique. Si l'on se base sur ce rapport coût-bénéfice, il y a un APF minimum différent pour chaque type particulier de PAC : la pompe à chaleur sur nappe phréatique, devra atteindre un APF d'au moins 4 pour chauffer de manière rentable. Cependant, le APF d'une pompe à chaleur dépend toujours des conditions structurelles de la maison et des conditions environnementales. C'est pourquoi il est nécessaire de réaliser une planification individuelle afin d’obtenir un calcul aussi précis que possible. Le fabricant d'une pompe à chaleur ne peut donc garantir que le COP déterminé dans des conditions standards, mais pas le APF individuel.
Calculer et interpréter le coefficient de performance d'une pompe à chaleur
Le COP est mesuré selon des conditions établies en laboratoire. Pour calculer le COP d'une pompe à chaleur, on utilise les données relatives à la puissance de chauffage (Q) et à la puissance du compresseur (W) que l’on divise l'une par l'autre. On obtient ainsi le rapport existant entre la chaleur utile produite et l'énergie électrique utilisée à un point de fonctionnement donné.
La formule de calcul du COP est la suivante:
COP = Q / W
Notez qu'il n'est pas possible de calculer par vous-même la valeur COP d'une pompe à chaleur, car cela doit être fait en fonction de certaines normes définies. Vous trouverez tous les détails relatifs au calcul du coefficient de performance d'une pompe à chaleur donnée sur la fiche technique du fabricant. Pour vous aider à la lire correctement, nous vous expliquons ci-dessous ce que signifient les abréviations que vous pourrez trouver dans le calcul d’un COP.
Exemple de coefficient de performance d'une pompe à chaleur : COP A7/W35 = 4,7
La valeur COP est indiquée sous la forme suivante : valeur en °C/valeur en °C = valeur COP. La première lettre indique la source de chaleur utilisée, en sachant que A correspond à l'air, B à la terre et W à l'eau ou à la nappe phréatique. Le chiffre suivant indique la température qui prévaut. La deuxième valeur, composée d'une lettre et d'un chiffre, représente la température d'alimentation du chauffage. Alors, que signifie COP A7/W35, par exemple ? Il s'agit d'une pompe à chaleur air-eau fonctionnant grâce à une température extérieure de 7 degrés Celsius, générant une température d'alimentation de 35 degrés Celsius, et atteignant dans ces conditions un COP de 4,7. B0/W35 désigne une pompe à chaleur sol-eau fonctionnant grâce à une température du sol de 0 degré Celsius et générant une température d'alimentation de 35 degrés Celsius.
Important à savoir : Le COP des pompes à chaleur varie en fonction de la température extérieure et de la température d'alimentation. Certaines pompes à chaleur ont besoin d'une température d'alimentation basse de 35 degrés qui peut être facilement obtenue grâce à un chauffage au sol. D'autres modèles de PAC sont plus efficaces lorsque la température d'alimentation est inférieure à 50 degrés, elle peut alors être générée par des radiateurs à pompe à chaleur. Plus la température extérieure est élevée lors des mesures, plus la pompe à chaleur est efficace, ce qui se traduit par un coefficient de performance élevé. Le COP des pompes à chaleur peut donc être amélioré en réduisant l'écart de température entre la source d'énergie et la température d'alimentation. Il est réaliste de mesurer le COP d’une pompe à chaleur à une température extérieure de 2 degrés, correspondant à la norme habituelle.
Qu'est-ce qu'une bonne valeur COP pour les pompes à chaleur ?
Le coefficient de performance (COP) est une mesure importante pour comparer l'efficacité des pompes à chaleur. Le COP correspond au rapport entre la chaleur produite et l'énergie nécessaire pour ce faire dans des conditions de fonctionnement normales. Plus le COP est élevé, plus la pompe à chaleur est efficace. En général, on considère que les PAC qui ont un COP compris entre 3 et 5 sont performantes. En revanche, lorsqu'une PAC a un COP inférieur, cela signifie généralement qu’elle ne fonctionne pas de manière économique. En fait, la valeur à partir de laquelle on peut considérer qu'une PAC a un bon COP varie en fonction du type de pompe à chaleur. Pour les pompes à chaleur air-eau, on considère que c’est à partir d’un COP de 3, par exemple. Cette valeur signifiant qu’avec un kilowattheure d'électricité consommé, la PAC est capable de fournir trois kilowattheures de chaleur.
Quelle pompe à chaleur obtient la meilleure valeur COP?
Les pompes à chaleur sur nappe phréatique (type W) utilisent une source de chaleur qui bénéficie de températures constantes, ce qui leur permet de fonctionner efficacement tout au long de l'année. Les PAC sur nappe phréatique offrent un COP élevé de 4,4 à 4,8. Les pompes à chaleur air-eau ont des valeurs relativement faibles avec des COP compris entre 3,4 et 4,1, mais elles chauffent bien. Ce type de modèle n’est plus aussi efficace en cas de gel sévère, lorsque la résistance chauffante électrique se met en marche pour soutenir le chauffage. La température extérieure influe donc sur le COP d'une pompe à chaleur air-eau.
Comparaison des valeurs COP des pompes à chaleur
La liste suivante vous donne un bref aperçu des valeurs typiques de COP obtenues pour chaque type de pompe à chaleur:
- Pompe à chaleur air-eau : COP 3,4 - 4,1
- Pompe à chaleur sur nappe phréatique : COP 4,4 - 4,8
- Pompe à chaleur pour eau chaude sanitaire/chaudière pompe à chaleur : COP 3,7 - 4,3
Questions fréquemment posées sur le COP et le APF des pompes à chaleur
Le COP des pompes à chaleur est-il égal au APF?
Quelle pompe à chaleur dispose du COP le plus élevé ?
Qu'est-ce que l’efficacité du COP ?
Où se situe la valeur COP d'une pompe à chaleur ?