Pompe à chaleur en relève de chaudière

C'est une pompe à chaleur qui prélève dans l'air (ou l'eau) l'énergie pour la restituer dans l'eau d'un réseau de chauffage et qui est raccordée en parallèle d'une installation existante, par exemple une chaudière.
Comme vous pouvez le deviner, ce type d'installation est plus particulièrement destinée à la rénovation.
Les émetteurs sont soient basse température tel que le plancher chauffant ou haute température comme les radiateurs.
Les deux principes de fonctionnement d'une pompe à chaleur en relève de chaudière sont le fonctionnement alterné (bivalent alternatif) et le fonctionnement simultané (bivalent parallèle), ils permettent tous deux de réaliser de substantielles économies sur la facture de chauffage.

Principe de fonctionnement d'une pompe a chaleur en relève de chaudière

Point de bivalence ou d'équilibre

C'est le point défini par la température à laquelle la pompe à chaleur ne peut plus assurer à elle seule les besoins de chauffage, c'est aussi le point d'enclenchement de l'appoint.
Ce point théorique est établi par l'intersection de la droite des besoins en chauffage (bilan thermique) et de la courbe de puissance de la pompe à chaleur.

Fonctionnement bivalent parallèle

La pompe à chaleur assure seule les besoins de chauffage jusqu'à la température extérieure déterminer par le point de bivalence, situé généralement entre - 5 et du 5°C, en dessous de ce point la chaudière et la pompe à chaleur fonctionnent ensemble. Ce fonctionnement simultané s'opère jusqu'à ce que la température minimum extérieure d'arrêt de la pompe à chaleur soit atteinte puis la chaudière assure seule la totalité des besoins.

Fonctionnement bivalent alternatif

La pompe à chaleur fonctionne de manière individuelle jusqu'à la température extérieure déterminer le point de bivalence, au-delà de ce point c'est la chaudière qui prend le relais et assure intégralement les besoins.

La régulation (loi d'eau)

La régulation par loi d'eau (courbe de chauffe ) permet de régler la température de départ  ou de retour de l'eau de chauffage  en fonction de la température extérieure, ce type de régulation est idéal, car la température de l'eau vers les différents émetteurs s'ajustera en fonction de la demande de chauffage. Les régulations les plus avancées permettent le raccordement une sonde d'ambiance afin de tenir compte de la température de la pièce pour affiner la température d'eau du circuit de chauffage.
À chaque type d'émetteurs ( radiateur,ventilo-convecteur, plancher chauffant) correspond une loi d'eau, qui est caractérisée par une pente non linéaire.
La sonde extérieure doit être positionnée côté nord du bâtiment afin d'éviter toute perturbation causée par l'ensoleillement.
La régulation par loi d'eau est bien adaptée aux pompes à chaleur à variations de vitesse (inverter).

Volume minimum et ballon tampon

Toutes les pompes à chaleur air/eau pour fonctionner de manière optimale doivent avoir un volume d'eau minimal. Ce volume évite une usure prématurée du compresseur provoquée par un fonctionnement en cours cycles . Si l'installation ne dispose pas d'un volume d'eau suffisant et conforme aux préconisations du constructeur, il faudra mettre en place un volume tampon.

Un ballon tampon peut être placé sur l'aller de la pompe à chaleur, avec l'entrée du ballon par en bas et la sortie positionnée en haut , c'est le volume tampon à deux piquages.

Le volume tampon à quatre piquages permet le raccordement de la pompe à chaleur et de la chaudière sur une même réserve tampon, l'avantage de ce raccordement est de maintenir un débit constant nécessaire au bon fonctionnement de la pompe à chaleur, montage conseillé lorsque le réseau de chauffage est constitué de plusieurs émetteurs fonctionnant à des températures différentes. Sa capacité est plus importante qu'un ballon à deux piquages et doit être isolé thermiquement afin d'éviter les déperditions.

Bouteille de découplage

Comme son nom l'indique la bouteille de découplage permet de découpler ou de rendre indépendant hydrauliquement le circuit primaire  et le circuit secondaire d'une installation en créant  une zone neutre avec une perte de charge réduite, assurant ainsi un débit minimal sur l’échangeur de la PAC  pour garantir un bon échange thermique .

Ce découplage est nécessaire pour assurer un régime d'eau conforme à la pompe à chaleur avec une différence de température de 5 à 7 °C entre l'entrée et la sortie de la PAC, tout en permettant des écarts plus importants sur les émetteurs. Attention le calcul d'une bouteille de découplage n'est pas anodin et réponds à des exigences bien précises.