Qu'est-ce que le point de bivalence ?
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Stefano Fonseca est ingénieur en énergie et environnement avec plus de six ans d'expérience dans les équipements techniques du bâtiment (TGA). Il allie expertise technique et passion pour une communication compréhensible. Depuis plus de cinq ans, il écrit en tant que rédacteur indépendant sur les énergies renouvelables et les modes de vie durables, en particulier sur le photovoltaïque et les pompes à chaleur.
Les systèmes de chauffage modernes sont conçus pour un fonctionnement efficace et durable. Cependant, dans certaines situations, la principale source de chaleur ne suffit plus à elle seule lorsque les températures extérieures chutent brusquement. Ensuite, un second doit intervenir. Le point de bivalence est déterminant à cet égard.
Qu'est-ce que le point de bivalence ?
Le point de bivalence définit la température extérieure à laquelle une pompe à chaleur ne fournit plus une puissance calorifique suffisante et une deuxième source de chaleur doit intervenir. Cela est dû aux limites physiques de la pompe à chaleur, car son efficacité diminue à mesure que la température baisse. Le point de bivalence est donc un facteur important pour la conception d'un système de chauffage.
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Pourquoi le point de bivalence est-il important ?
Le point de bivalence détermine la température extérieure à laquelle une deuxième source de chaleur doit supporter une pompe à chaleur. Elle influe directement sur la consommation d'énergie et donc sur les coûts de chauffage. Si le point de bivalence est trop élevé, la proportion de chauffage supplémentaire augmente, ce qui augmente les coûts d'exploitation. Un point de bivalence réglé de manière optimale garantit qu'une pompe à chaleur fonctionne efficacement le plus longtemps possible. En fonction de l'isolation du bâtiment et de la charge calorifique, le point de bivalence idéal peut être différent.
Quels sont les types de points de bivalence ?
Le type de point de bivalence pertinent pour une pompe à chaleur dépend de la sélection mode de fonctionnement off. Les pompes à chaleur peuvent fonctionner de différentes manières, par exemple seules (fonctionnement monovalent) ou en combinaison avec une autre source de chaleur (fonctionnement bimode).
Il existe trois types de points de bivalence au total :
- Fonctionnement mono-énergétique : La pompe à chaleur fonctionne efficacement jusqu'au point bivalent, après quoi un chauffage électrique supplémentaire prend le relais, tel qu'un élément chauffant. Ce mode de fonctionnement est souvent utilisé avec les pompes à chaleur air-eau.
- Fonctionnement parallèle en mode double : La pompe à chaleur couvre les besoins en chaleur primaire jusqu'au point bivalent, après quoi une chaudière à condensation (fioul, gaz ou bois) se met en marche.
- Mode alternatif bivalent : La pompe à chaleur ne fonctionne que jusqu'au point bivalent, après quoi une autre source de chauffage, telle qu'une chaudière à gaz ou à mazout, prend complètement le relais. Cette solution est typique des systèmes de chauffage hybrides et garantit une séparation claire des modes de fonctionnement.
Le choix du point de bivalence influe non seulement sur le mode de fonctionnement de votre pompe à chaleur, mais également sur les coûts de chauffage.
Comment le point de bivalence influence-t-il les coûts de chauffage ?
Le point de bivalence influe directement sur les coûts de chauffage, car il détermine la fréquence du chauffage supplémentaire. Par exemple, le point de bivalence est-il -5 °C, la pompe à chaleur prend-elle le relais environ 90 % de la demande de chauffage, tandis que le chauffage supplémentaire 10 % livre. D'autre part, le point de bivalence est-il déjà à 0 °C, est-ce que la proportion de chauffage supplémentaire augmente 30 % ou plus, ce qui augmente considérablement les coûts.
Ci-dessous, nous montrons les effets du point de bivalence à l'aide d'un exemple. Les frais de chauffage sont basés sur une maison unifamiliale moyenne équipée d'une pompe à chaleur air-eau et d'un prix de l'électricité de 0,30 €/kWh.
Un point de bivalence bas signifie donc une efficacité accrue de la pompe à chaleur et une baisse des coûts de chauffage. Un point de bivalence trop élevé entraîne en revanche une hausse des coûts, car le système de chauffage supplémentaire le plus coûteux est activé plus fréquemment.
Comment est calculé le point de bivalence ?
Le point de bivalence est déterminé en fonction de la charge calorifique du bâtiment et du rendement de la pompe à chaleur. La charge calorifique dépend de l'isolation, des surfaces des fenêtres et du mode de construction. La courbe de performance de la pompe à chaleur montre à quel point la puissance de chauffage diminue lorsque la température extérieure baisse. La valeur COP indique l'efficacité de fonctionnement de la pompe à chaleur : plus elle est élevée, plus le point de bivalence peut être bas. Le type de chauffage supplémentaire joue également un rôle.
Calcul étape par étape :
- Déterminer la charge calorifique du bâtiment Par exemple, votre maison nécessite une puissance de chauffage de 10 kW à une température extérieure de -10 °C.
- Vérifiez la courbe de performance de la pompe à chaleur Par exemple, votre pompe à chaleur fournit 9,5 kW, c'est toujours 9,5 kW à 0 °C, mais avec 5 °C seulement 7,5 kW.
- Trouvez la température à laquelle la charge de chauffage est supérieure à la puissance de la pompe à chaleur À -5 °C, par exemple, le bâtiment nécessite 10 kW, mais la pompe à chaleur ne produit que 7,5 kW. La différence de 2,5 kW doit être prise en charge par le chauffage supplémentaire.
- Résultat : Le point de bivalence est de -5 °C car à cette température, la pompe à chaleur ne peut plus couvrir tous les besoins en chaleur.
Vous pouvez déterminer le point de bivalence en déterminant à quelle température la charge thermique requise est supérieure à la puissance de la pompe à chaleur. Dans cet exemple, il fait -5 °C.
Avec une pompe à chaleur plus puissante ou une meilleure isolation, le point de bivalence pourrait être réduit.
Comment optimiser le point de bivalence ?
Voici comment vous pouvez abaisser le point de bivalence et réduire les coûts de chauffage :
- Choisissez une pompe à chaleur plus puissante : Une pompe à chaleur ayant une capacité de chauffage plus élevée peut fournir plus de chaleur même à basse température.
- Garantir une bonne isolation des bâtiments : Une meilleure isolation réduit la charge thermique et déplace le point de bivalence vers le bas.
- Optimisez la température du flux de chauffage : Une température de départ plus basse augmente la valeur COP de la pompe à chaleur et réduit la consommation d'énergie.
- Optez pour une solution hybride avec un chauffage d'appoint efficace : Une chaudière au gaz à condensation ou un poêle à bois permettent de réduire la consommation d'énergie du chauffage d'appoint.
- Utilisez un capteur de température extérieure : Un contrôle précis basé sur la température extérieure réelle permet un réglage plus fin du point de bivalence.
- Réglez le mode de fonctionnement : En mode parallèle bivalent, le point de bivalence peut être réglé plus bas, car la pompe à chaleur et le chauffage supplémentaire fonctionnent simultanément.
Que signifie le point de bivalence dans la pratique ?
Le point de bivalence détermine la température extérieure à laquelle un chauffage d'appoint alimente votre pompe à chaleur. Un point bivalent sélectionné de manière optimale réduit les coûts de chauffage et améliore l'efficacité. Grâce à une pompe à chaleur bien coordonnée, à de faibles températures de départ et à une faible charge thermique, vous pouvez optimiser le point de bivalence. Par conséquent, votre pompe à chaleur fonctionne seule plus longtemps et le chauffage supplémentaire est nécessaire moins fréquemment.
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