Comment est calculé le COP d’une pompe à chaleur ?

Les pompes à chaleur connaissent un succès grandissant, car ce sont des systèmes de chauffage écologiques et économiques. Il est important d’avoir conscience de quoi dépend la rentabilité d’une pompe à chaleur pour déterminer quel type d’installation convient à votre situation. Les économies réalisées dépendent en effet de nombreux facteurs. Un des facteurs majeurs est le coefficient de performance, ou COP d’une pompe à chaleur. Le COP est calculé en divisant la quantité d’énergie produite par la quantité d’énergie consommée par la PAC. Voyons les différents modes de calcul du COP.

Le coefficient de performance permet d’évaluer la performance attendue d’une PAC en mode chauffage en analysant le rapport entre la quantité d’énergie produite par la pompe à chaleur et la quantité d’énergie qu’elle utilise. Pour savoir quel est le meilleur COP pour une pompe à chaleur, il faut donc trouver la pompe à chaleur qui consomme le moins en produisant le plus d’énergie, indicateur qu’elle sera donc économique.

Le COP est un indicateur de la performance d’une pompe à chaleur dans des conditions déterminées. Son mode de calcul est simple, mais sa valeur est affectée par de nombreux facteurs : mode de fonctionnement de la PAC, type d’installation de chauffage et variations des températures saisonnières.

Le coefficient de performance se calcule simplement : COP = nombre de kWh produits par la PAC / nombre de kWh consommés par la PAC. C’est donc une simple division qui donne une valeur sans unité. Ainsi, une pompe à chaleur qui a un COP de 4 utilise 1 kWh d’électricité pour fournir 4 kWh d’énergie de chauffage. Par rapport à un radiateur électrique, cette PAC consomme donc quatre fois moins d’électricité. Cela représente une économie d’énergie considérable.

Une pompe à chaleur est une machine complexe dont les différents éléments consomment de l’énergie électrique. L’élément qui consomme le plus d’électricité est le compresseur. C’est la puissance du compresseur qui détermine la puissance de la PAC. Le fonctionnement d’autres éléments, plus ou moins gourmands en électricité, augmente cette consommation. Cela dépend du type de pompe à chaleur (géothermique ou aérothermique) et de son mode de fonctionnement (besoin d’organes de dégivrage, d’une résistance en appoint, de ventilateurs, etc.).

Plus le COP est élevé, plus la pompe à chaleur va fournir d’électricité pour la même quantité consommée. Le COP fourni par le fabricant est donné pour des conditions optimales de fonctionnement. Pour les systèmes aérothermiques, la température de l’air affecte directement le rendement de la PAC. Ainsi, le COP d’une PAC peut être de 5 à une température extérieure de 7 °C, mais seulement de 3 à une température de -7 °C.

La température à fournir en sortie de pompe à chaleur impacte aussi directement le COP. Un plancher chauffant (basse énergie) nécessite de l’eau à 35 °C. Des radiateurs hydrauliques et un ballon d’eau chaude sanitaire nécessitent de l’eau plus chaude (45-65 °C et 55 °C respectivement). À titre d’exemple, une pompe à chaleur pourra fonctionner avec un COP de 4,53 pour un plancher chauffant, et un COP de 3,55 pour le ballon d’eau chaude.

Une PAC fonctionne de façon optimale quand la température de la source de calories (air, sol ou eau) est supérieure à 7 °C. Au-dessous de 7 °C, la performance d’une pompe à chaleur n’est plus optimale. D’autres éléments entrent aussi en compte dans le calcul du COP : les déperditions d’énergies du système et la consommation des équipements raccordés à la PAC (radiateurs et plancher chauffant hydrauliques, ballon d’eau chaude sanitaire, monosplit, etc.). Plusieurs COP sont donc fournis par les fabricants pour prendre en compte ces différents facteurs de variabilité

Le COP global est calculé en prenant en compte les consommations d’électricité de tous les équipements internes et auxiliaires de la PAC (compresseur, détendeur, circulateurs, organe de dégivrage, ventilateurs, etc.). Il intègre aussi les potentielles pertes d’énergie lors de la distribution de chaleur. Certaines PAC air/eau sont par ailleurs équipées d’une résistance électrique qui sert d’appoint quand la température extérieure est très basse. La consommation de cette résistance fait chuter drastiquement le COP de la PAC. Le COP est donné par le fabricant pour une température de 7 °C pour les pompes à chaleur aérothermiques et de 10 °C pour les PAC géothermiques.

Le coefficient de performance saisonnier, ou SCOP, est calculé en prenant en compte les variations saisonnières de la performance dues aux variations de températures. Cette évaluation sur toute la saison de chauffe permet de donner une valeur moyenne de performance sur l’année. Pour les PAC géothermiques, les performances sont relativement constantes tout au long de l’année, car la température du sol ou des nappes phréatiques varie peu. C’est donc surtout pour les PAC aérothermiques air/air et air/eau que ce facteur est important à connaître.

Les mentions COP à A7/W35 et A-7/W35 sont données pour les PAC aérothermiques air/eau qui alimentent un système de chauffage basse température (plancher chauffant). Le premier chiffre, 7 ou -7, correspond à la température extérieure de référence à laquelle est mesurée la COP. Le deuxième chiffre correspond à la température à laquelle est chauffée l’eau. Pour un plancher chauffant, cette température est de 35 °C. Pour un ballon d’eau chaude sanitaire, elle est de 55 °C (A7/W55). Pour des radiateurs hydrauliques elle est de 45 °C ou de 65 °C suivant le type de radiateurs.