Pompe à chaleur

Comme le soleil brille encore beaucoup par son absence, il nous a fallu mettre en route la PAC (pompe à chaleur) qui attendait sagement depuis le début de l'année.

C'est une PAC sur mesure, miniature donc, avec un compresseur absorbant entre 275 et 350W - comme un gros frigo américain donc. Pour faire simple, la PAC puise de la chaleur dans le sol (par une boucle fermée d'un tube PER de 100m de long que j'avais prévu dans la même tranchée que le départ des eaux usées), et la restitue, à une température supérieure, dans le plancher chauffant. L'échangeur de sortie est en série avec la cuve solaire, et ajoute donc quelques degrés à l'eau qui va circuler dans le plancher avant de revenir à la cuve.

Le fluide frigorigène (700grammes de R134a) est utilisé. En plus des 2 échangeurs, on a prévu un détendeur thermostatique (qui dose la quantité de liquide à insérer dans l'évaporateur), et des pressostats de sécurité pour couper le compresseur si la pression est trop basse à l'aspiration (risque de gel de l'évaporateur) ou trop forte au refoulement (condenseur trop chaud). C'est un voisin frigoriste qui a monté le tout et assuré la mise en route. Je me suis occupé de la régulation, c'est à dire essentiellement une protection qui détecte les soucis et arrête la PAC. Elle met aussi en marche les pompes 3 minutes avant le démarrage du compresseur et évite les courts-cycles (démarrages trop fréquents et destructeurs).

Je suis assez fier de ma bidouille électronique de commande du compresseur. J'utilise un relais statique avec une commande directe en 3V par une sortie numérique de ma régulation. Pour la sécurité, j'ai mis les pressostats en série avec la commande du relais (qui n'est donc plus alimenté en cas de défaut). L'astuce, c'est que je récupère l'information de ce défaut en lisant la valeur de la tension de la patte de sortie commandant le relais (par le convertisseur AD interne du chip). Lorsque la protection s'active, la charge de la sortie diminue (pas de courant de sortie), donc sa tension remonte près des 3V alors qu'elle est aux environs de 2.8 chargée (près de 10mA pour ce relais).. résultat : 1 seule patte utilisée pour la sortie de commande et pour connaïtre l'état de la protection ! 

Sinon, la bonne nouvelle a été de constater que la boucle froide à 2m dans le sol est (actuellement) à environ 13-14°C. Quand on puise 1.3kW, elle passe à environ 10.5°C mais ne baisse ensuite presque plus (la PAC a tourné 3 jours d'affilé). Ainsi, avec un débit primaire de l'ordre de 260m3/h, l'eau est renvoyée à 5-6°C et revient (après le parcours dans le sous sol), à environ 10°C. Il n'y a donc pas de risque de gel (pas d'antigel dans ce circuit).

 J'utilise  un compteur de chaleur sur le circuit froid pour connaitre l'efficacité du système. Au final, on puise 1.3kW pour 300W consommés (COP 5.5) - mais si l'on tient compte des pompes de la boucle froide et du plancher, on est plutôt à 4.5  (fourniture au plancher de 1600W pour 370W consommés). J'aurais pu faire mieux en prévoyant un diamètre plus gros de tuyau dans le sol, avec moins de pertes de charge et plus d'échange.. trop tard.

Evidement, le COP baisse si on souhaite une température plus élevée (obtenue en diminuant le débit d'eau au condenseur, c'est à dire en réduisant la vitesse du circulateur plancher), et il baissera surement aussi au fil du temps (selon la durée d'utilisation de la PAC)

Bien sur, 1600W c'est peu lorsque le plancher est refroidi. Il a fallu plusieurs jours pour remonter l'atelier en température. Mais ensuite, malgré des températures extérieures négatives, c'est suffisant (un peu juste au premier étage, qui n'a pas de plancher chauffant).

Au final, je ne suis pas un grand fan des PAC, mais bon, c'est une solution finalement assez simple et sacrément économique (quand on bricole) pour apporter les quelques centaines de kWh qui nous manquent en attendant le soleil (et de toute façon, dans une semaine, les jours rallongent, ouf !)