Le système de chauffage et eau chaude sanitaire

20.02.2009

L'eau chaude sanitaire sera produite par 5m2 de capteurs solaires thermiques (capteurs plans) et l'appoint sera réalisé par une pompe à chaleur air-eau (une résistance électrique sera également présente en secours dans le ballon d'eau chaude).

Au départ nous voulions investir dans une "tour thermique" spécialement adaptée pour les maisons passives. Une tour thermique est un appareil qui a la taille d'un ou deux réfrigérateurs (selon le modèle) et qui regroupe système de production d'eau chaude sanitaire, ventilation double-flux et chauffage avec pompes, régulation, etc. En finalité ce système nous prenait trop de place dans la buanderie (notamment les gaines d'air neuf et d'air vicié) et nous avons eu également un peu de peine à trouver des installateurs...
Pour plus d'informations sur les tours thermiques, voici quelques fabricants et modèles :
- Viessmann Vitotres 343 (produit allemand)
- Nilan VP 18 (produit suisse)
- Stiebel Eltron LWZ 303 (produit allemand - celle que nous voulions installer)
- Paul Compakt 360DC (produit allemand)

Nous avons donc opté, en finalité, sur un produit plus classique en apparence mais pourtant innovant : une pompe à chaleur air-eau DC-Inverter de la société AIRPAC et des panneaux solaires tubulaires sous-vide à double déflecteur (image ci-dessus). La pompe à chaleur étant installée à l'extérieur et la ventilation double-flux étant dissociée du système, cela nous a permis de gagner beaucoup de place !

Le choix d'une pompe à chaleur air-eau peut sembler curieux car en général, pour des constructions basse consommation, on a plutôt tendance à s'orienter vers des pompes à chaleur géothermiques (capteurs enterrés horizontaux ou sondes verticales). Mais dans le cas de la maison passive, il ne faut pas oublier que les besoins de chauffage sont très faibles. Les besoins en eau chaude sanitaire, eux, restent à peu près constants toute l'année.

Notre pompe à chaleur fonctionnera donc à 90% pour produire l'eau chaude sanitaire en complément du solaire et maximum 10% en chauffage. Pour produire l'eau chaude sanitaire, il est intéressant de travailler sur l'air car les températures extérieures sont suffisantes en mi-saison et en été pour obtenir de très bons COPs et équilibrer la moins bonne performance hivernale.
Ce choix permet donc d'avoir une performance globale largement comparable aux pompes à chaleur sur capteurs enterrés mais à un coût d'investissement plus faible, ce qui est le but recherché puisque l'investissement dans une maison passive est d'abord accès sur l'enveloppe du bâtiment et non la technique.

Le schéma de principe de l'installation ressemblera à celui ci-après (source CIAT) :

Notre zone géographique et l'altitude du projet ne nous permettent pas de prévoir un système de chauffage à air (par exemple via la VMC double-flux) comme cela peut être le cas dans certaines régions. C'est pour cela que nous installerons nous-même un plancher chauffant dans les principales pièces du rez-de-chaussée afin de garantir un certain confort par grand froid. En revanche pas de systèmes de chauffage à l'étage mis à part une batterie air-eau de post-chauffage sur la pulsion de la VMC double-flux.

A noter que la pompe à chaleur (PAC) adopte la technologie DC-Inverter. Le COP (Coefficient de performance) du système DC-Inverter est de 20% supérieur à celui des PAC Inverter classique grâce à l'optimisation des conversions courant alternatif/courant continu en agissant sur la fréquence et la tension d'alimentation.

Le système solaire est composé de tubes sous-vide de SOPRO Energie avec double reflecteur parabolique permettant d'atteindre d'excellents rendements. Le principal avantage du CESI d SOPRO Energie est qu'il n'y a pas de glycol (antigel) dans l'installation donc moins de problème de maintenance et de pollution. Il ne s'agit pourtant pas d'un système autovidange, mais d'un concept breveté : les algorithmes spécifiques de la régulation solaire gèrent automatiquement la protection contre le gel dans l'installation.