Envisagez-vous d'installer une pompe à chaleur dans un bâtiment avec un ancien système de chauffage central ? Comment protéger une pompe à chaleur contre un système ouvert qui pourrait lui être nuisible ? Découvrez comment, en pratique, séparer une pompe à chaleur des anciennes installations à l'aide d'échangeurs thermiques à plaques.
Tout d'abord, nous parlons ici de systèmes ouverts, ce qui est souvent le cas lorsque nous souhaitons connecter une pompe à chaleur dans une ancienne maison. Bien entendu, nous supposons qu'une rénovation complète de l'installation de chauffage, comme la conversion en un système fermé, n'est actuellement pas possible et doit être reportée. Les raisons peuvent être nombreuses, mais la plus fréquente est simplement le coût élevé d'une telle rénovation. Les pompes à chaleur ne peuvent généralement pas fonctionner dans des systèmes ouverts, car elles sont considérées comme trop délicates (les capteurs de fonctionnement et de température pourraient ne pas y résister). De plus, les fabricants exigent leur installation dans un système fermé pour maintenir la garantie.
Les pompes à chaleur ne sont pas recommandées pour fonctionner avec d'anciennes installations de chauffage, car celles-ci nécessitent souvent des températures élevées (par exemple, 60-75°C), qui ne correspondent pas aux conditions de fonctionnement optimales des pompes à chaleur. Les pompes à chaleur fonctionnent de manière plus efficace à des températures plus basses (30-48°C), typiques des systèmes modernes à basse température tels que le chauffage par le sol. En outre, les anciennes installations peuvent avoir des tuyaux mal isolés et des radiateurs à grande capacité d'eau, ce qui augmente les pertes de chaleur et réduit l'efficacité de la pompe à chaleur, entraînant des coûts d'exploitation plus élevés. Cela ne signifie pas pour autant que les gens n'installent pas de pompes à chaleur dans de vieilles maisons.
✅ Si toutefois vous optez pour cette solution en connaissance de ces lacunes, il est conseillé de diviser votre système de chauffage central en deux parties : un système ouvert pour les radiateurs et un circuit plus court, fermé, pour la pompe à chaleur. L'élément reliant ces deux parties sera dans ce cas un échangeur thermique à plaques. Cela sera expliqué dans la suite de l'article.
Les raisons varient. L'une d'elles est le fonctionnement sans entretien des pompes à chaleur. Les coûts plus élevés et la consommation d'électricité accrue générés par les pompes à chaleur sont un problème en hiver, mais moins pendant les périodes intermédiaires, comme l'automne ou le printemps. Lorsque la température extérieure est positive, les pompes à chaleur fonctionnent de manière autonome et relativement économique, même dans les anciens systèmes de chauffage. Par ailleurs, avoir une installation en système ouvert présente ses avantages. Cela permet de conserver une autre source de chaleur, un peu plus ancienne, capable de faire face à des hivers rigoureux. Nous parlons ici de chaudières à charbon, de chaudières à bois ou même de cheminées. Dans ce cas, il est possible d'avoir un système de chauffage hybride : une pompe à chaleur avec une chaudière de secours pour les hivers rigoureux.
D'autres raisons pour lesquelles les gens installent des pompes à chaleur dans de vieux systèmes de chauffage incluent les subventions gouvernementales, comme celles des programmes tels que « Air pur ». Indépendamment de la pertinence ou non de ces programmes, l'installation d'une pompe à chaleur est parfois presque gratuite, ce qui la rend « rentable » même dans les constructions anciennes.
Un échangeur thermique à plaques est un petit appareil fonctionnant en flux croisé et en contre-courant. Il dispose de deux canaux, ce qui lui permet de faire passer un liquide provenant de deux systèmes différents à travers son corps – par exemple, un système fermé (dans lequel fonctionne la pompe à chaleur) et un système ouvert, où peut rester l'ancienne installation du bâtiment. L'échangeur thermique à plaques fonctionne de manière à ce que ces deux liquides puissent échanger leur énergie thermique – en d'autres termes, le fluide le plus chaud transfère sa chaleur au fluide le plus froid. Cela permet de transmettre la chaleur produite par la pompe à chaleur à l'ancienne installation ouverte – et cela (c'est le point clé) – sans mélange des liquides. Ainsi, les deux systèmes sont connectés tout en restant indépendants.
L'échangeur à plaques est un appareil relativement compact pesant de quelques kilos à une dizaine de kilos – du moins si l'on parle des modèles utilisés pour connecter des pompes à chaleur split ou monobloc dans des maisons individuelles classiques.
Pour comprendre comment se fait la séparation de la pompe à chaleur de l'ancienne installation, il suffit de regarder le schéma ci-dessous. Il faut créer un petit système fermé, plutôt un circuit court, dans lequel notre pompe à chaleur pourra fonctionner en toute sécurité. Ce système doit être relié à l'ancienne installation de chauffage au moyen d'un échangeur thermique à plaques. L'échangeur à plaques occupe une position centrale dans ce système, bien qu'il ne soit qu'un accessoire – comme son nom l'indique, il ne produit pas de chaleur, mais permet uniquement l'échange de température entre un système et un autre.
BLOG ✅☑️ : Comment choisir un échangeur thermique pour pompes à chaleur afin que le système fonctionne correctement ?
Le schéma de raccordement des pompes à chaleur est simplifié et ne comprend que les éléments de base nécessaires à la compréhension de l'idée de séparation de la pompe à chaleur d'une ancienne installation de système ouvert, où l'échangeur thermique à plaques joue le rôle de connecteur. Tout ce qui se trouve à droite de l'échangeur thermique à plaques fonctionne dans un système ouvert, tandis que tout ce qui se trouve à gauche fonctionne dans un système fermé, avec la pompe à chaleur en tête (1).
Le schéma, en tant que dessin simplifié, omet la possibilité, par exemple, de conserver dans le système ouvert une source de chaleur qui doit fonctionner dans une installation ouverte avec un vase d'expansion (cela peut être, par exemple, une cheminée ou une chaudière à charbon). De même, dans le système fermé avec la pompe à chaleur, une autre source de chaleur peut être connectée, mais elle doit nécessiter un système fermé - par exemple, une chaudière à condensation.
Les pompes à chaleur de type split, ont cela de particulier qu'elles sont installées presque entièrement à l'intérieur du bâtiment - bien sûr, à l'exception de l'unité extérieure. Cela signifie qu'il n'est pas nécessaire de remplir leur circuit avec du glycol - ce qui est utilisé dans le cas des pompes à chaleur de type monobloc exposées au risque de gel. Dans une telle situation, la seule raison pour laquelle un échangeur thermique à plaques est utilisé pour séparer une pompe à chaleur SPLIT est l'état éventuellement mauvais de l'ancienne installation et l'impossibilité de monter une pompe à chaleur SPLIT dans un système ouvert (ce qu'il faut éviter, notamment en raison des recommandations de garantie).
La situation peut être différente dans le cas des pompes à chaleur monobloc - si l'on décide de remplir leur circuit avec du glycol. Plus d'informations ci-dessous.
Les pompes à chaleur monobloc sont des appareils quelque peu différents des pompes de type split. Une partie de l'appareil est située à l'extérieur. Cela constitue sans doute un avantage pour les personnes disposant de peu d'espace - cependant, dans les régions où les coupures de courant sont fréquentes, il peut y avoir un risque de gel. En cas de coupures fréquentes, la pompe peut ne pas être en mesure de réaliser le dégivrage (defrost), ce qui pourrait entraîner le gel et l'endommagement des composants. Pour cette raison, certaines personnes optent pour la création d'un circuit plus court pour la pompe à chaleur - même si elle est raccordée à une nouvelle maison, avec un système fermé sûr et avantageux. Ce circuit est rempli d'un fluide antigel (glycol) - bien qu'il s'agisse généralement d'une solution de glycol mélangée à de l'eau, ce qui réduit le risque de gel.
Le circuit au glycol d'une pompe à chaleur monobloc doit donc être séparé du système de chauffage domestique, que la maison dispose d'une ancienne ou d'une nouvelle installation de chauffage. Il s'agit donc d'une spécificité et d'une motivation technique légèrement différentes de celles des pompes à chaleur split, qui sont généralement séparées par un échangeur à plaques pour se protéger des impuretés des systèmes ouverts.
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