Rendement pompe à chaleur : définition, coefficient, calcul
Le rendement d'une pompe à chaleur (PAC) est évalué par son coefficient de performance (COP), son coefficient de performance saisonnier (SCOP) et son efficacité saisonnière pour le refroidissement (SEER). Les PAC air-air ont un COP d'environ 3, tandis que les PAC air-eau ont un COP moyen de 5 et les PAC géothermiques peuvent atteindre jusqu'à 6. Ce rendement peut être affecté par des conditions météorologiques extrêmes, une isolation insuffisante ou un dimensionnement incorrect de la PAC.
| Rendement PAC | Détail |
|---|---|
| Définition |
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| Quels éléments font varier le rendement d’une PAC ? |
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| Quelle PAC a le meilleur rendement ? |
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🧐 Qu’est-ce que le rendement d’une pompe à chaleur ?
Le rendement d'une pompe à chaleur (PAC) se définit principalement par le Coefficient de Performance aussi appelé "COP". D'autres indices de performance permettent aussi d’identifier la pompe à chaleur qui correspond le mieux à ses besoins :
- Le coefficient de performance saisonnier ou SCOP
- L'efficacité de performance sur une année (ETAS pour Efficiency Test of Air-conditioning Systems)
- Le coefficient d’efficacité frigorifique saisonnier ou SEER
Il convient de comparer les modèles en se reportant aux divers indicateurs de performances disponibles, comme le COP, l'ETAS, le SCOP et le SEER. L’étiquette énergie (de A à D) est également obligatoire pour les PAC. Elle peut vous permettre de reconnaître facilement les appareils les plus efficaces, et de retrouver leur SCOP et leur SEER. La classe A+++ (en vert) est attribuée aux plus performants et la classe D (en rouge) aux mauvais élèves.
👇Le coefficient de performance ou COP
Le COP (Coefficient de Performance), abréviation de l'anglais "Coefficient of Performance", est une mesure du rendement des pompes à chaleur. Il représente la quantité de chaleur produite par la pompe à chaleur par unité d'énergie consommée. Plus le COP est élevé, plus la pompe à chaleur est efficace. Par exemple, un COP de 3 sur une PAC air-eau signifie que que pour chaque unité d'énergie électrique consommée en kWh, la pompe à chaleur produit 3 kWh gratuitement.
Qu'est-ce que le Coefficient de Performance (COP) ?
Le coefficient de performance (COP) est le rapport entre l'énergie produite en tant que chaleur et l'électricité consommée pour le fonctionnement de l'appareil. Une pompe à chaleur est plus efficace lorsque son COP est élevé. Le COP dépend des conditions de fonctionnement de la pompe à chaleur, telles que la température extérieure et la température à laquelle la chaleur est extraite. En règle générale, le COP d'une pompe à chaleur diminue lorsque la différence de température entre l'intérieur et l'extérieur est élevée. La formule du rendement d'une PAC est la suivante : Nombre de kWh d’énergie produite / Nombre de kWh d’électricité consommée.
Le COP, bien que largement utilisé, n'est pas toujours le meilleur indicateur de performance pour les pompes à chaleur. Son évaluation ne prend en compte que la consommation à un moment précis, ne reflétant pas les variations des conditions d'utilisation. En effet, les performances de la pompe à chaleur varient selon les températures extérieures, les saisons et le type d'émetteurs de chaleur utilisés (radiateur basse température, plancher chauffant, etc.). En conséquence, se fier uniquement au COP peut ne pas fournir une estimation précise et fiable des économies d'énergie réalisables sur vos factures.
Quel est le COP maximal d'une pompe à chaleur ?
Le coefficient maximal d'une PAC est de 7, toutefois l'ADEME déclare comme ayant un bon rendement les pompes à chaleur avec un COP compris entre 3 et 5. Le coefficient de performance de la PAC permet d’avoir une idée de l’efficacité énergétique de l’équipement, plus celui-ci est élevé, plus les performances seront bonnes.
👇Le coefficient de performance saisonnier ou SCOP
Le "SCOP" d'une pompe à chaleur (PAC) est l'acronyme de "Coefficient de Performance Saisonnier". Il mesure l'efficacité énergétique d'une PAC sur une période de temps plus longue, généralement sur une saison de chauffage entière comparé au COP. Le SCOP est noté de A à G. Plus le SCOP obtient une notre proche de A, plus la PAC est efficace sur le plan énergétique. Le SCOP prend en compte divers facteurs, notamment :
- La température extérieure : Plus il fait froid à l'extérieur, plus il est difficile pour une PAC de capter de la chaleur, et donc son efficacité diminue.
- La température intérieure souhaitée : Plus la différence entre la température extérieure et la température souhaitée à l'intérieur est grande, plus la PAC doit travailler dur pour chauffer ou refroidir l'espace.
- Utilisation du système de chauffage : Les PAC peuvent être utilisées pour le chauffage seul, le chauffage et la production d'eau chaude sanitaire, voire le refroidissement. Le SCOP est donc ajusté en fonction de ces différentes utilisations.
- Le COP à pleine charge : Le Coefficient de Performance (COP) à pleine charge est un indicateur important qui mesure l'efficacité d'une PAC à un moment donné. Le SCOP prend en compte cette valeur sur toute la saison de chauffage.
Le SCOP (Coefficient de Performance Saisonnier) mesure de manière plus holistique l'efficacité énergétique d'une pompe à chaleur (PAC) par rapport au COP, mais ne prend pas en compte des facteurs comme la durabilité de l'appareil et les habitudes d'utilisation des utilisateurs.
👇L'ETAS d'une PAC
L'ETAS (Efficiency Test of Air-conditioning Systems) est une mesure de l'efficacité énergétique saisonnière des appareils de chauffage, comme les pompes à chaleur. Il indique à quel point l'appareil est efficace sur une année complète. L'ETAS utilise le terme "eta" pour représenter le rendement et "s" pour la caractéristique saisonnière.
L'ETAS : mesure complète avec prise en compte des aléas météorologiques
L'ETAS évalue l'efficacité d'une pompe à chaleur en comparant la chaleur produite à l'électricité consommée, en tenant compte des variations de température intérieure et extérieure et des conditions climatiques. Il offre une mesure plus complète que le COP ou le SCOP en montrant à quel point la PAC est efficace pour réguler la température d'un espace, en prenant en considération différents facteurs environnementaux et les besoins de chauffage ou de refroidissement de l'utilisateur.
En choisissant une pompe à chaleur, consulter son ETAS peut vous aider à prendre une décision éclairée sur son efficacité énergétique. L'ETAS est essentiellement une façon de convertir le SCOP en une mesure plus facile à comprendre, plus l'ETAS le sera, ce qui signifie que la pompe à chaleur est plus efficace !
👇Le coefficient d’efficacité frigorifique saisonnier ou SEER
Le SEER (Seasonal Energy Efficiency Ratio) est un indicateur semblable au SCOP, seulement le SCOP calcule uniquement les performances de la PAC pour le chauffage. Alors que le SEER évalue l'efficacité énergétique d'une pompe à chaleur lorsqu'elle est utilisée pour le refroidissement. C'est particulièrement important pour les climatiseurs réversibles fixe (pompe à chaleur air-air ou pompe à chaleur air-eau réversible).
Un SEER élevé signifie que la pompe à chaleur est plus efficace pour produire du froid et donc refroidir un logement, ce qui se traduit par une consommation d'électricité moindre. En bref, le SEER est un outil pratique pour choisir un climatiseur et évaluer ses performances énergétiques en mode refroidissement.
Si vous comptez vous équiper d'une PAC réversible, il est important que vous vous penchiez sur son SEER.
⚖️ Quelle PAC a le meilleur rendement ?
Le rendement d’une pompe à chaleur varie en fonction du modèle (air-air, air-eau, sol-eau, eau-eau). Les PAC géothermiques (sol-sol, sol-eau et eau-eau) sont les plus performantes en termes de rendement (COP avoisinant 6).
En effet, la PAC géothermique s’adaptent aux climats les plus froids et ne sont sensibles aux changements de températures puisqu’elles puisent des calories dans le sol ou dans l’eau. La température du sol en géothermie reste relativement stable tout au long de l’année (autour de 15°C). L’installation de ce type de pompe à chaleur est en revanche plus complexe, et leur prix plus élevé (à partir de 18 000€, matériel et pose compris).
Les modèles aérothermiques (air-air et air-eau) sont les plus répandus chez les particuliers en France. Plus abordables et simples à installer sur un système de chauffage central déjà existant (PAC air-eau), ces PAC peuvent aussi afficher un très bon rendement (COP de 5). Leurs performances sont toutefois affectées par l’écart de température entre l’intérieur et l’air extérieur. Son rendement est donc affecté, notamment en période hivernale où la PAC doit fournir davantage d’effort pour produire de la chaleur.
Retrouvez ci-dessous les COP moyens pour les différents types de pompe à chaleur :
Type de pompe à chaleur | COP moyen |
|---|---|
| PAC aérothermique | De 3 à 5 |
| PAC géothermique | De 5 à 6 |
- À quelles certifications se reporter pour choisir une pompe à chaleur avec un bon rendement ?
- NF PAC : qui certifie les performances énergétiques des pompes à chaleur pour le chauffage, les performances saisonnières et le niveau de puissance acoustique de l’appareil, ainsi que l’efficacité frigorifique le cas échéant ;
- Promotelec : ce label est attribué aux équipements qui répondent à un certain nombre de critères, concernant notamment leurs performances énergétiques ;
- Eurovent : qui garantit que les performances des PAC réversibles sont bien conformes à ce qu’annoncent les fabricants.
🔎 Quels éléments font varier le rendement d’une pompe à chaleur ?
- Les températures extérieures (au-delà de 30°C et en dessous de -20°C).
- L’isolation du logement (mauvaise isolation, passoire thermiques, etc.).
- Le système de chauffage actuel (adaptation avec le système de chauffage actuel).
- La puissance de la PAC (ne pas surdimensionner ou sous dimensionner la PAC par rapport aux besoins du logement).
🌡️Les températures extérieures
Les facteurs faisant varier le rendement d’une pompe à chaleur sont multiples et influencent les performances de ce système de chauffage :
- la température extérieure : c’est-à-dire, celle de la source d’énergie renouvelable (air, sol ou eau) ;
- la température intérieure : que vous souhaitez atteindre dans les différentes pièces de votre habitation.
Plus l’écart entre la température extérieure et intérieure est important, moins le rendement de la pompe à chaleur est bon. Par conséquent, le climat de la région est un paramètre qui doit impérativement être pris en considération. Si vous vivez dans une région où les hivers sont très froids, le rendement de votre pompe à chaleur ne sera pas le même que si ce même modèle est installé dans le sud de la France où les hivers sont doux.
Pour une zone géographique qui connaît des hivers rigoureux, il peut être intéressant de se tourner vers une PAC géothermique. Leur rendement est moins soumis aux variations de températures que les modèles aérothermiques, puisque la température du sol et de l’eau descend moins même en hiver. Ces PAC nécessitent toutefois de bénéficier d’un espace suffisant sur son terrain pour installer les capteurs de la pompe à chaleur géothermique.
Si vous vous tournez vers une pompe à chaleur aérothermique et que les hivers sont très froids dans votre région, il sera nécessaire de choisir une PAC haute température. Cette dernière fonctionne même lorsqu'il fait – 20 °C dehors. La pompe à chaleur basse température, en revanche, n’est adaptée qu’aux climats doux puisqu’elle ne fonctionne pas en dessous de 0 °C.
🚪L’isolation du logement
Il faut savoir qu’avant d’installer une PAC, l’isolation du logement doit être de bonne qualité. En effet, dans un projet de rénovation énergétique, il est fortement recommandé de commencer les travaux par l’isolation (combles, murs, fenêtres, etc.). Limiter les déperditions de chaleur est une étape essentielle dans l’amélioration de l’efficacité énergétique d’un bâtiment.
Ensuite, le système de chauffage peut être amélioré et dimensionné en fonction de l’isolation du logement. Notez que le rendement de la pompe à chaleur sera meilleur si l’habitation est bien isolée. Vous pourrez ainsi opter pour une PAC basse température et moins puissante, ce qui vous permettra de réaliser davantage d’économies de chauffage. Outre le gain sur le budget alloué à l’énergie, vous pourrez aussi bénéficier d’un meilleur confort thermique.
Le bilan thermique du logement Pour savoir si des travaux d’isolation sont nécessaires, vous pouvez faire réaliser un bilan thermique de votre logement. Un chauffagiste labellisé RGE (Reconnu garant de l’environnement) pourra ainsi identifier les causes des pertes de chaleur et vous conseiller sur les travaux à mettre en œuvre. Le coût d'une étude thermique oscille entre 500 et 1000€.
♨️Le système de chauffage actuel
Le rendement de la pompe à chaleur peut également être influencé par les émetteurs de chaleur installés dans le logement. Si vous êtes équipés de radiateurs basse température performants, de radiateurs récents ou d’un plancher chauffant à eau, votre PAC aura besoin de fournir moins d’effort pour atteindre la température de consigne.
Selon les systèmes de chauffage déjà installés, remplacer certains émetteurs de chaleur par des modèles plus efficaces peut être avantageux, malgré le coût supplémentaire. Cependant, il est essentiel de dimensionner correctement les radiateurs pour garantir un bon rendement de la pompe à chaleur. Cette étape requiert l'intervention d'un professionnel compétent, capable de prendre en compte tous les paramètres pertinents tels que l'isolation, la surface à chauffer, les préférences de température, le nombre de résidents, etc., afin de déterminer la puissance de chauffage appropriée.
💪La puissance de la PAC
Le rendement d’une pompe à chaleur est également déterminé par la puissance de l’appareil. C’est cet élément qui permet d’évaluer la capacité de production énergétique de la PAC. La puissance, exprimée en kilowatt (kW), doit être suffisante pour couvrir les besoins en chauffage du foyer.
Une PAC peut être surdimensionnée ou sous-dimensionnée. Dans ces deux cas, le résultat sera une consommation d’électricité excessive, et donc un mauvais rendement :
- avec une pompe à chaleur surdimensionnée : plus la puissance d’un appareil est importante, plus il consomme de l’énergie pour fonctionner. De plus, les cycles de chauffe de la PAC sont plus courts. L’appareil se met donc en arrêt et en marche plus souvent, entraînant une surconsommation et son usure prématurée ;
- avec une pompe à chaleur sous-dimensionnée : elle ne suffirait pas à couvrir les besoins en chauffage du ménage et devrait fonctionner constamment à plein régime. Les pièces de l’appareil s’useraient alors plus rapidement. De plus, il serait nécessaire d’installer un autre équipement de chauffage afin de pallier la sensation d’inconfort. Cela représenterait des frais supplémentaires pour cet achat, ainsi que sur les factures d’électricité et/ou de gaz pour la consommation de cet appareil.
Pour vous donner une idée de la puissance nécessaire pour votre future pompe à chaleur, vous pouvez utiliser gratuitement l'outil ci-dessous :
Comment calculer la puissance d'une pompe à chaleur en ligne ?
À qui confier le dimensionnement de votre pompe à chaleur ? Pour acheter une pompe à chaleur avec un bon rendement, il est fortement recommandé de faire appel à un professionnel labellisé RGE (Reconnu Garant de l’Environnement). Les compétences de ces chauffagistes en matière d’amélioration énergétique sont reconnues par l’État. De plus, faire appel à une entreprise portant cette certification est l'une des conditions pour bénéficier des diverses aides financières pour l'achat d'une PAC (prime énergie CEE, MaPrimeRénov’, éco-PTZ, etc.).
📈 Comment améliorer le rendement de sa PAC ?
Pour améliorer le rendement de sa pompe à chaleur, il existe plusieurs solutions, telles que :
- Installer un thermostat : en association avec une PAC, un thermostat programmable peut vous permettre de réduire votre consommation de chauffage. Vous bénéficierez aussi de cette manière d’un meilleur confort en optimisant la température de chaque pièce de votre habitation. Il existe également des thermostats connectés qui permettent notamment de piloter son chauffage à distance.
- Suivre sa consommation d’énergie : avec le compteur Linky, vous pouvez consulter l’évolution de votre consommation d’électricité au quotidien, et même en direct si vous avez donné l’autorisation à votre fournisseur d’énergie. Il est ainsi possible d’identifier les moments de la journée où vous consommez le plus d’électricité, de trouver quels appareils en sont responsables et d’agir en conséquent.
- Bien régler la température del’eau chaude sanitaire (ECS) : si votre pompe à chaleur fournie aussi de l’ECS, pensez à régler la température de l’eau à 50 °C. En effet, il est fréquent qu'elle soit chauffée à 60 ou 70 °C. Ce petit geste ne vous fera pas perdre en confort, et permettra à votre pompe à chaleur d'avoir un meilleur rendement.
- Entretenir sa pompe à chaleur : pour la plupart des pompes à chaleur, il n’y a aucune obligation à entretenir l’appareil (obligatoire pour les pompes à chaleur de 4 kW et 70 kW) contrairement à la chaudière à gaz ou au fioul. Il est tout de même vivement conseillé de faire contrôler l’installation par un professionnel tous les deux ans. À cette occasion, tous les réglages de l’appareil sont vérifiés, et certains éléments qui le composent sont nettoyés. Cette intervention permet donc de garantir le rendement optimal de la pompe à chaleur.
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⚙️ Comment entretenir sa PAC pour garantir un bon rendement ?
Entretenir sa pompe à chaleur permet de garantir à l’appareil un bon rendement. Comme évoqué plus haut, il n’y a pas d’obligation d’entretien de la pompe à chaleur. En revanche, la visite d’un professionnel permet de :
- garantir de bonnes performances énergétiques : le nettoyage des grilles d’aération, qui peuvent être obstruées par la poussière ou les feuilles mortes, évite les problèmes de surconsommation ;
- lui assurer une meilleure durée de vie : cet entretien réduira les risques de panne, et les coûts que cela peut engendrer.
Dois-je souscrire un contrat d'entretien ?
Il peut être avantageux dans certains cas d'opter pour un contrat d'entretien pour sa pompe à chaleur, offrant ainsi une sécurité et tranquillité d'esprit. Généralement, il inclut une visite annuelle, les frais de déplacement et de main-d'œuvre en cas de panne. Certains contrats proposent également le remplacement des pièces défectueuses, voire des formules "tous inclus" qui couvrent l'ensemble de ces services sans frais supplémentaires. Le coût d'un contrat d'entretien varie en fonction du niveau de couverture choisi, avec une fourchette moyenne de 120 à 400 € par an.
❓ Foire aux questions sur les pompes à chaleurs
🔎Quels sont les avantages et inconvénients d’une PAC ?
La pompe à chaleur est appréciée pour sa haute efficacité et sa longévité. Parmi ses avantages, on peut citer sa capacité à produire une chaleur constante et confortable tout en réduisant la consommation d'énergie et les émissions de gaz à effet de serre. De plus, elle offre souvent une réversibilité permettant de chauffer en hiver et de rafraîchir en été. Cependant, malgré ses nombreux points positifs, elle présente quelques inconvénients, notamment son coût de départ souvent élevé et l'espace requis pour son installation :
Avantages | Inconvénients |
|---|---|
| Économies d'énergie Confort thermique Simplicité d'utilisation Faible impact environnemental Peut fournir de l'ECS Éligible aux aides financières de l’État | Niveau sonore de l'unité extérieure (PAC aérothermique) Rendement variable selon les conditions climatiques Nécessite un espace conséquent sur le terrain ou un point d'eau (PAC géothermique) Le prix de la pompe à chaleur à l'achat |
❤️Quelle est la durée de vie d’une pompe à chaleur ?
La durée de vie d’une pompe à chaleur varie en fonction du modèle, de la marque, de son utilisation, de la régularité de son entretien, etc. Cela dit, cet équipement bénéficie généralement d’une bonne longévité avec une durée de vie moyenne de 20 ans.
📈Est-ce qu’une pompe à chaleur consomme beaucoup d’électricité ?
Une pompe à chaleur consomme peu d’électricité pour son fonctionnement. Comme expliqué plus haut, cela varie tout de même selon le type de PAC, de sa puissance, ainsi que des conditions climatiques, des émetteurs de chaleur et des habitudes des occupants du logement.
Selon l'ADEME, la consommation moyenne d'une pompe à chaleur aérothermique est de 51 kWh/m²/an et celle d'une pompe à chaleur géothermique est de 35 kWh/m²/an.
Si vous souhaitez estimer ce que représente le coût d'utilisation d’une pompe à chaleur sur un temps donné, vous pouvez effectuer le calcul suivant :
Coût d'utilisation annuelle =
Consommation électrique annuelle X Prix du kWh (actuellement de 0.2516 au tarif bleu EDF)
Notez que le prix de l’électricité varie en fonction du contrat souscrit. Pensez à bien comparer les offres des différents fournisseurs pour trouver une adaptée à vos besoins. Les conseillers Kelwatt sont également disponibles par téléphone au ☎️ 09 75 18 41 65 pour vous accompagner dans ce choix.
