POMPES À CHALEUR
Install Magazine 978 – septembre 2021
Une rénovation avec PAC nécessite un concept hydraulique adapté
Un modèle numérique permet de détecter des erreurs dans une installation et d’aboutir à un concept optimal. (Source: Hysopt)
Un jumeau numérique est également pratique pour évaluer l’impact d’interventions ultérieures. (Source: Hysopt)
L’optimalisation du système de distribution est la clé
Équiper un bâtiment existant avec une pompe à chaleur constitue une bonne manière de réduire les émissions de CO2. Dans la pratique, l’inconvénient majeur est que le système d’émission est conçu pour des températures beaucoup plus élevées que celles qui ont cours pour une PAC. Le maître de l’ouvrage se trouve dès lors face à un choix : adapter le système d’émission de façon à ce qu’il puisse fonctionner à des températures plus basses, ou opter pour une PAC qui puisse supporter des températures élevées, mais qui soit alors moins efficace. Un concept hydraulique adapté permet toutefois d’éviter ces écueils. Un webinaire d’Hysopt nous a permis de comprendre comment procéder en pratique.
Une approche systémique
Pas mal d’idées reçues circulent encore à propose du potentiel de rénovation d’une chaufferie existante à l’aide de PAC. Ainsi, le jeu n’en vaudrait pas la chandelle, en raison des frais supplémentaires nécessaires à l’adaptation de la chaufferie existante. En tout cas, il est certain que le simple remplacement d’une chaudière par une PAC n’est pas une bonne idée. Une PAC fonctionne en effet à d’autres régimes et débits. L’installation exige par ailleurs généralement une conception plus complexe, surtout lorsqu’il s’agit de géothermie, éventuellement avec un stockage d’énergie. Une approche systémique est ici exigée.
Jumeau numérique
Dans une telle approche, une première étape consiste à analyser en détail l’installation existante. Cela peut s’effectuer à l’aide d’un « digital twin » ou jumeau numérique, soit une simulation numérique de l’installation. Le software d’Hysopt permet de réaliser un modèle numérique de l’installation, avec tous les composants hydrauliques, les longueurs de conduite, etc. Cela permet ainsi de détecter d’éventuelles erreurs : les débits sont-ils bien réglés, les vannes de régulation sont-elles correctement dimensionnées, a-t-on placé des pompes en série… ?
La prochaine étape consiste à calculer à l’aide du jumeau numérique un certain nombre de configurations et de stratégies de régulation, afin de trouver la solution optimale. On peut ainsi déterminer les parties de l’installation qui seront suffisamment surdimensionnées de manière à pouvoir fonctionner avec des températures plus basses et de pouvoir ainsi conserver celles-ci. Cela réduit considérablement le coût du passage à un chauffage à basse température.
Enfin, un jumeau numérique est non seulement pratique pour la gestion actuelle, mais il l’est surtout pour les interventions futures. Si l’installation doit être modifiée et /ou rénovée, on dispose de toutes les données pour évaluer au préalable l’impact des interventions potentielles. L’impact des différentes stratégies de réglage peut également être déterminé de cette manière.
Dans la pratique
Comment cela se concrétise-t-il en pratique ? C’est précisément ce qu’un webinaire d’Hysopt a expliqué au moyen de l’exemple de la rénovation de la piscine De Tongelreep’ à Eindhoven. Il s’agit de la piscine la plus grande des Pays-Bas. On s’est ici basé sur un concept hydraulique efficace. Le principe de base est que chaque goutte d’eau dans le circuit doit passer par un échangeur de chaleur, et ce afin de restituer un maximum de chaleur.
La conclusion fut qu’une installation hybride devait représenter la solution la plus efficace. Les chaudières actuelles devraient gérer les pointes de charge, tandis que des pompes à chaleur efficaces devraient assurer le chauffage durant la majeure partie du temps. On a dès lors pu se contenter de PAC basse température. La production d’ECS, qui nécessite des températures élevées pour la lutte contre la légionellose, a été dissociée, et est uniquement assurée par les chaudières. Il en résulte une installation dont les émissions de CO2 ont été réduites de 80%, une économie de 80.000 euros par an sur la facture d’énergie et un « total cost of ownership » inférieur de 8%.
Par Alex Baumans
