Dimensionnement de la pompe à chaleur

Chaque installation doit faire l’objet d’une étude préalable afin de déterminer au mieux les besoins énergétiques du bâtiment. Le rendement global de l’installation en dépend.

Une fois les besoins énergétiques connus, il est possible de déterminer la puissance de la pompe à chaleur selon que l’on veut couvrir en tout ou en partie les déperditions du bâtiment pour une température extérieure donnée.

Il est important de ne pas sur-dimensionner la puissance de la machine afin d’éviter de fréquents cycles arrêt – démarrage du compresseur. Sa durée de vie en dépend.

En première approche, pour une habitation neuve avec bonne isolation thermique, des besoins de 50 W/m² chauffé peuvent être considérés. Pour une surface chauffée de 150m² une pompe à chaleur de 7.5 kW environ. Un facteur de correction devra être appliqué selon que l’habitation se trouve en haute Ardenne ou en basse Belgique.

Dimensionnement de la source froide (capteur géothermique)

Lorsque le choix de la PAC est fait, le capteur pourra être dimensionné. Ainsi si les besoins thermiques du bâtiment sont de 12 kW par -13°C, la puissance de la source froide devra développer une puissance de 9 kw pour maintenir un COP de 4.

Il faut ensuite prendre en compte la nature du sous-sol et surtout sa conductivité thermique exprimé en W.m-1.K-1. Cette valeur permet d’apprécier la facilité avec laquelle le terrain est capable de  » diffuser  » l’énergie thermique dans le sol.

Dans le cas des sondes géothermiques verticales, un ratio de 25 à 70 W par mètre de forage pourra être retenu. Cette valeur sera variable selon la nature des couches géologiques traversées. Il est donc essentiel de connaître la nature de la géologie en place.

Dans notre exemple, les 9 kw pourront être prélevés dans une sonde géothermique de 150 mètres si l’on se trouve dans des grès.

Dans des schistes, la longueur totale des forages pourrait atteindre 200 mètres. Il est donc primordial de considérer la nature du terrain en place pour le dimensionnement des capteurs.