Les pompes à chaleur à air ont depuis longtemps la réputation d’être une excellente alternative aux options de chauffage coûteuses comme le mazout ou les plinthes électriques, mais de nombreuses marques ne sont pas à la hauteur lorsqu’il s’agit de bien fonctionner dans des températures plus froides. Cela a changé avec l’introduction des pompes à chaleur pour temps froid, qui sont des pompes à chaleur spécifiquement conçues pour le temps froid, comme notre pompe à chaleur air-eau.
Mais qu’est-ce qui rend une pompe à chaleur adaptée au temps froid ? Et que signifie ce terme d’ailleurs ? Malheureusement, si de nombreuses pompes à chaleur sont annoncées comme des pompes à chaleur pour climat froid, peu d’entre elles sont dotées de caractéristiques qui les rendent plus performantes que les pompes à chaleur classiques lorsque les températures baissent, et peu de fabricants indiquent la plage de température effective de la pompe à chaleur.
Nous allons changer cela aujourd’hui en vous faisant découvrir les caractéristiques uniques qui font que nos pompes à chaleur aérothermiques sont plus performantes par temps froid, et en vous montrant les rendements réels que nos pompes à chaleur atteignent à différentes températures extérieures.
Conception inspirée
Lorsqu’il s’agit de la disposition générale de la machine, nous nous sommes appuyés sur notre expérience et nos connaissances dans le domaine des pompes à chaleur géothermiques pour informer la conception des pompes à chaleur aérothermiques. Les pompes à chaleur géothermiques sont les pompes à chaleur par temps froid par excellence (ce que nous expliquerons plus loin), en partie parce que la pompe à chaleur est située à l’intérieur de la maison, dans un espace sec et conditionné. Le fait de placer la pompe à chaleur à l’intérieur réduit l’usure des principaux composants de la pompe à chaleur et booste la longévité de la machine.
C’est pourquoi les pompes à chaleur à air nordiques ont la majorité de leurs composants situés à l’intérieur, où ils sont à l’abri des intempéries et de mère nature. Les seules parties de la pompe à chaleur qui sont situées à l’extérieur sont :
- l’échangeur de chaleur
- le ventilateur pour déplacer l’air à travers l’échangeur de chaleur
- la soupape d’expansion électronique
Logique de dégivrage intelligente
Lorsqu’une pompe à chaleur fonctionne en mode chauffage, du givre s’accumule sur l’échangeur de chaleur extérieur. C’est un phénomène naturel, mais le givre agit comme un isolant et réduit l’efficacité de la pompe à chaleur en réduisant le transfert de chaleur de l’air extérieur vers le serpentin. Pour éliminer le givre, la pompe à chaleur effectue un cycle de dégivrage au cours duquel elle passe en mode refroidissement. En mode refroidissement, elle transfère la chaleur de la maison vers l’air extérieur. La pompe à chaleur fait fondre le givre, repasse en mode chauffage et continue à chauffer la maison. La plupart des pompes à chaleur à air dégivrent sur une minuterie, ce qui peut entraîner des dégels partiels (où une partie du serpentin n’est pas entièrement dégivrée) ou trop de dégels inutiles, ce qui est inefficace.
Toutes les pompes à chaleur à air Nordic sont équipées d’une logique de dégivrage intelligent. La logique de dégivrage intelligent est un programme exécuté par la carte de contrôle de la pompe à chaleur qui utilise plusieurs entrées pour déterminer exactement quand la pompe à chaleur doit exécuter un cycle de dégivrage sur la bobine d’air extérieur. Comme la logique de dégivrage intelligente garantit que la pompe à chaleur ne dégivre que lorsque cela est nécessaire, ce programme maximise automatiquement l’efficacité de la pompe à chaleur et minimise les coûts d’exploitation.
Fonctionnement intelligent du ventilateur
Un problème fréquemment mentionné par les propriétaires de pompes à chaleur qui ne sont pas conçues pour le temps froid est que la neige obstrue souvent l’unité extérieure, l’empêchant de fonctionner. Avec une pompe à chaleur à air Nordic, lorsque la température extérieure descend au point où la neige est possible, un capteur de température extérieure envoie un signal à la carte de contrôle pour faire fonctionner le ventilateur extérieur à basse vitesse, même si la pompe à chaleur ne fonctionne pas. Ce fonctionnement du ventilateur à basse vitesse empêche la neige de s’accumuler à l’intérieur de l’unité.
Nous avons ajouté un kit de pattes et retiré un bac de vidange
La partie extérieure de la pompe à chaleur présente deux autres caractéristiques qui la rendent unique pour le fonctionnement par temps froid. Tout d’abord, il n’y a pas de bac de vidange sur le fond de la pompe à chaleur, en fait, il n’y a pas de fond du tout. Cela permet d’éviter que la condensation ne s’écoule de l’échangeur de chaleur et ne gèle, risquant de s’accumuler dans le bac et/ou de casser le serpentin. Au lieu de cela, l’humidité s’égouttera directement sur le sol. La partie extérieure de la pompe à chaleur est également livrée avec un kit de pattes en option pour la soulever et l’éloigner de la neige afin qu’elle ne soit pas enterrée dans une congère si mère nature décide de nous rendre visite.
Source d’air & Plage de température effective de la pompe à chaleur géothermique
Alors que nos pompes à chaleur à source d’air fonctionneront jusqu’à -20°C (-4°F), plus l’air extérieur est froid, plus la pompe à chaleur devra travailler dur pour produire de la chaleur pour votre maison. Vous pouvez mesurer la capacité d’une pompe à chaleur à produire de la chaleur à l’aide d’une formule appelée coefficient de performance.
Le coefficient de performance mesure essentiellement la quantité d’énergie produite pour une entrée d’énergie spécifique et l’exprime sous forme de chiffre. Par exemple, si une pompe à chaleur nécessite 1 watt d’énergie en entrée pour produire 4 watts d’énergie en sortie, elle aura un COP ou 4/1 ou 4,0. Les trois watts d’énergie supplémentaires proviennent soit de l’air (pour les pompes à chaleur à air), soit de la terre (pour les pompes à chaleur géothermiques). Vous trouverez une explication plus détaillée du COP des pompes à chaleur sur le lien.
Les pompes à chaleur géothermiques ont un COP stable car leur source de chaleur (le sol) ne fluctue jamais en température. Le sol maintient toujours une température constante, qu’il fasse froid ou chaud à l’extérieur. Cette source de chaleur stable fait des pompes à chaleur géothermiques la pompe à chaleur par excellence par temps froid, mais les pompes à chaleur à air peuvent tout de même faire l’affaire. Les pompes à chaleur à air ont un COP fluctuant parce que leur source de chaleur (l’air) fluctue au fil des saisons.
Pour aider à lever une partie du mystère sur ces COP fluctuants et vous donner une idée de la plage de température effective de la pompe à chaleur et de ses rendements à des températures extérieures glaciales, nous avons cartographié les performances de nos pompes à chaleur à différentes températures.
Les données ci-dessus proviennent d’une ATW-65 et de la pompe à chaleur géothermique équivalente (W-65) sur une boucle souterraine géothermique ouverte et fermée.
Comme vous pouvez le constater, plus l’air extérieur est chaud, plus la pompe à chaleur aérothermique est performante. Lorsque la température de l’air extérieur baisse, la pompe à chaleur doit travailler davantage, elle devient donc moins efficace. Le COP continue de baisser jusqu’à ce que nous atteignions une température extérieure de -20°C (-4°F). -Cette température est la limite inférieure de la plage de température efficace de notre pompe à chaleur à air. À des températures inférieures à cette limite, la pompe à chaleur s’arrête et un chauffage d’appoint électrique prend le relais. Le chauffage d’appoint protège le compresseur et préserve la longévité de la machine. Le chauffage d’appoint peut également se mettre en marche périodiquement lorsque les températures sont plus chaudes, si la pompe à chaleur ne peut pas satisfaire à elle seule la charge thermique de votre maison. Le chauffage d’appoint électrique a un COP de 1,0.
Vous remarquerez également que les lignes de la pompe à chaleur géothermique sont plus élevées et restent constantes. C’est parce que la température du sol ne fluctue pas comme celle de l’air extérieur, de sorte qu’une pompe à chaleur géothermique ne perd jamais son efficacité (sauf dans des cas extrêmes) et n’a jamais besoin de chaleur d’appoint. Les pompes à chaleur à air peuvent être optimisées pour effectuer un chauffage par temps froid, mais les pompes à chaleur géothermiques seront toujours la pompe à chaleur par temps froid par excellence.
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