La question de la consommation énergétique d’une pompe à chaleur (PAC) vous traverse l’esprit ? Vous n’êtes certainement pas le seul à vous la poser. Cette interrogation est fondamentale pour évaluer avec précision les coûts et les bénéfices liés à l’adoption de cette technologie avant-gardiste de chauffage.
Une pompe à chaleur, communément désignée par l’acronyme PAC, est un dispositif capable de capter l’énergie calorifique disponible dans l’environnement pour chauffer ou refroidir votre habitation. La consommation électrique attribuable à une PAC est soumise à une variabilité, influencée par des éléments tels que la puissance nominale de l’équipement, le coefficient de performance (COP), le temps d’utilisation ainsi que les conditions climatiques prévalentes.
De manière générale, répondre aux questions telles que « combien consomme une pompe à chaleur » ou « combien coute en électricité une pompe à chaleur » requiert une compréhension du fait qu’une pompe à chaleur a besoin de 1 à 3 kWh d’électricité pour restituer 3 à 4 kWh de chaleur, cette efficacité variant en fonction du COP de l’appareil et des conditions de fonctionnement. Cet exposé a pour ambition de vous fournir les clés pour décrypter le fonctionnement des pompes à chaleur, apprendre à calculer leur consommation électrique, et découvrir les moyens d’optimiser leur rendement énergétique.
Le fonctionnement d’une pompe à chaleur
Tout s’initie avec l’unité extérieure, judicieusement installée dans un espace ouvert tel qu’un jardin ou une cour, qui se charge d’extraire les calories de l’air. Cette unité, en aspirant l’air environnant, le propulse vers un échangeur thermique nommé évaporateur.
Au sein de l’évaporateur, le fluide frigorigène – caractérisé par sa très basse température – entre en interaction avec l’air capté. Cette rencontre provoque la transformation du fluide en vapeur à faible pression.
Cette vapeur basse pression est ensuite conduite vers un compresseur électrique qui a pour mission d’en augmenter à la fois la pression et la température.
Une fois comprimée, cette vapeur chauffée et sous haute pression est dirigée vers un autre échangeur thermique, le condenseur. C’est ici que la vapeur cède sa chaleur au système de chauffage central (PAC air-eau) ou à l‘air intérieur (PAC air-air), contribuant ainsi au confort de votre logement, puis se condense en revenant à l’état liquide.
Ce liquide, après être passé par un détendeur réduisant à nouveau sa pression et sa température, retourne à l’évaporateur pour entamer un nouveau cycle.
Grâce à ce processus cyclique, la pompe à chaleur air-eau est capable de distribuer de la chaleur dans votre habitat tout en exploitant une source d’énergie renouvelable, et ce, avec une consommation électrique réduite. Combien consomme une pompe à chaleur air eau, vous demandez-vous ? En effet, pour générer 3 à 4 kWh de chaleur, il lui faut seulement environ 1 kWh d’électricité, ce qui témoigne de son COP particulièrement élevé.
Comment choisir une pompe à chaleur selon sa consommation électrique ?
Pour estimer efficacement la consommation électrique d’une pompe à chaleur, il est nécessaire de considérer divers critères déterminants. Voici un guide étape par étape pour parvenir à une évaluation fiable :
1. Identifier le Coefficient de Performance (COP)
Le COP illustre la proportion entre l’énergie thermique produite et l’énergie électrique utilisée (un COP supérieur signale une meilleure performance énergétique, donc une consommation électrique réduite de la pompe).
2. Examiner la superficie et l’isolation de l’habitation
La dimension de l’habitation et son isolation jouent un rôle prépondérant dans la consommation électrique, étant un facteur déterminant dans l’étude thermique réalisé pour dimensionnement correct de votre pompe à chaleur (un domicile bien isolé exige moins de chauffage, ce qui diminue la demande énergétique de la pompe à chaleur).
3. Tenir compte des conditions climatiques
Il faudra toujours tenir compte des conditions climatiques lors du choix d’une pompe à chaleur, car la température extérieure, l’humidité et les précipitations influencent directement la performance de l’appareil. Dans les climats froids, une pompe à chaleur plus puissante est nécessaire, tandis que dans les climats chauds, la capacité de refroidissement est plus importante. Adapter la pompe aux conditions locales assure une meilleure efficacité énergétique et une plus grande durabilité.
4. Identifier la puissance de l’unité
L’identification de la puissance d’une pompe à chaleur est nécessaire pour assurer son efficacité énergétique, le confort thermique, et la durabilité de l’appareil. Une puissance mal adaptée peut entraîner une surconsommation d’énergie, un inconfort, et une usure prématurée. Elle doit être dimensionnée en fonction des besoins spécifiques du bâtiment, des conditions climatiques et de l’isolation. Un dimensionnement précis, souvent réalisé par un professionnel, garantit un fonctionnement optimal et un meilleur retour sur investissement.
5. Le choix d’émetteur (radiateurs, plancher chauffant etc)
Le choix de l’émetteur (radiateurs, plancher chauffant, etc.) est essentiel pour maximiser l’efficacité d’une pompe à chaleur. Les radiateurs basse température sont adaptés pour les rénovations, tandis que le plancher chauffant offre un confort optimal avec une chaleur uniforme. Les ventilo-convecteurs permettent de chauffer et rafraîchir, et les murs chauffants diffusent une chaleur douce. Chaque option doit être choisie selon le bâtiment, les besoins de confort et l’efficacité énergétique.
6. Le nombre de personnes dans le foyer
Le nombre de personnes dans le foyer est aussi un facteur déterminant pour dimensionner correctement une pompe à chaleur. Plus il y a d’occupants, plus les besoins en chauffage et en eau chaude sont importants. Adapter la puissance de la pompe à chaleur à ces besoins permet de garantir confort thermique et une production d’eau chaude suffisante, tout en optimisant la consommation énergétique.
7. La température d’ambiance souhaitée
La température d’ambiance souhaitée influence la consommation d’énergie, le confort thermique et le choix des émetteurs. Une température plus élevée augmente la consommation, tandis qu’une température modérée permet une meilleure efficacité. Donc, en définissant cette température vous assurerez un bon équilibre entre confort et l’optimisation énergétique lors du choix d’une pompe à chaleur.
8. Pompe à double service
Une pompe à chaleur double service fournit à la fois le chauffage et l’eau chaude sanitaire, optimisant ainsi l’espace et la consommation énergétique. Elle est plus coûteuse à l’achat mais permet des économies sur le long terme. Une pompe simple service se concentre uniquement sur le chauffage, étant moins chère, mais nécessite un système séparé pour l’eau chaude. Le choix dépend des besoins du foyer et des équipements déjà en place.
9. La qualité de la marque choisie
La qualité de la marque d’une pompe à chaleur est aussi un facteur à considérer pour garantir sa fiabilité, son efficacité énergétique, et sa durabilité. Une marque réputée offre généralement de meilleures performances, un service après-vente fiable, des garanties solides, et intègre souvent des innovations technologiques. Opter pour une marque de qualité est un investissement qui assure confort et économies sur le long terme.
10. La qualité de l’installation
La qualité de l’installation d’une pompe à chaleur est loin d’être un facteur négligeable, car le fait d’avoir choisi un installateur de pompe à chaleur expert dans son domaine assurera l’efficacité énergétique, la durabilité et la sécurité de votre installation. Une installation correcte dans le respect des normes garantit un confort thermique optimal et réduit les risques de pannes.
Comprendre le coefficient de performance d’une pompe à chaleur (COP) et sa méthode de calcul
Avant de se prononcer sur l’achat d’une pompe à chaleur, il faudra payer attention à son Coefficient de Performance (COP). Ce dernier est un indicateur clé dans l’évaluation de l’efficacité énergétique de l’appareil, mesurant le ratio d’énergie thermique délivrée par la pompe à chaleur face à l’énergie électrique absorbée. Donc, le COP est un outil indispensable pour mesurer et comparer l’efficacité des différentes pompes à chaleur disponibles sur le marché, vous aidant à choisir l’option la plus adaptée à vos exigences thermiques et à votre budget.
Pour calculer le COP, il convient de diviser la quantité d’énergie thermique (en kilowattheures ou kWh) produite par la pompe à l’électricité consommée également exprimée en kWh. Prenons un exemple concret : si une pompe à chaleur génère 4 kWh de chaleur tout en consommant 1 kWh d’électricité, alors le COP s’établit à 4.
Diverses versions du COP existent, chacune apportant un éclairage particulier sur les performances de la pompe à chaleur :
Le COP nominal ou constructeur : ce COP nominal est établi dans un cadre de test en laboratoire, sous une température extérieure définie (souvent fixée à +7°C) et une température de sortie de l’eau au sein du circuit de chauffage (habituellement à +35°C). Bien que la formule soit identique pour le COP nominal et le COP réel, ce sont les conditions de mesure et les valeurs des énergies qui diffèrent, impactant directement le résultat final. En conditions réelles un COP nominal qui est à 3.5 peut descendre à 3 ou voir 2.8.
Le COP global : celui-ci inclut non seulement la consommation d’énergie de la pompe à chaleur en elle-même mais tient aussi compte des consommations des équipements auxiliaires (tels que le système de dégivrage et le circulateur) et des pertes énergétiques lors de la distribution de la chaleur. Pour calculer le COP global, utiliser la formule suivante :
COP global = Énergie utile totale/Énergie consommée totale
Le COP annuel (COPA) : calculé sur l’ensemble d’une année, ce COP intègre les fluctuations de la température extérieure sur douze mois, permettant ainsi de déterminer le rendement moyen annuel de la pompe à chaleur.Le COP annuel se calcule selon la formule suivante :
COPA = Énergie fournie (chauffage + climatisation)/Énergie consommée (électricité annuelle)
Le SCOP (Coefficient de Performance Saisonnière) : depuis 2013, le SCOP est devenu une mesure standard exigée des fabricants de pompes à chaleur reflétant les variations saisonnières de température, il fournit une indication plus exacte de l’efficacité réelle de la pompe à chaleur durant la saison de chauffe. Le SCOP se calcule ainsi :
SCOP = Énergie fournie (chauffage)/Énergie consommée (électricité)
Une calculatrice simple pour estimer la consommation électrique annuelle de votre pompe à chaleur
Résultat
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Exemples de calcul de la consommation annuelle des pompes à chaleur air-eau/air-air pour différentes surfaces de logement
Ci-dessous vous trouverez des exemples pour 3 zones climatiques : Nord, Tempérée et Méditerranéenne. Le calcul est réalisé selon le prix d’électricité de l’EDF arrondi à 0.25 euros par kW/heure.
Consommation d’une pompe à chaleur air-eau
Exemple d’une pompe à chaleur air-eau à Lille (dans la zone climatique nord du pays)
– Besoin énergétique : 100 W/m²
– Température extérieure de base : -9°C
– Température intérieure souhaitée : 20°C
– Delta T : 29°C
– COP : 2.8
Surface (m²) |
Puissance nécessaire (kW) |
Consommation annuelle (kWh) |
Dépense annuelle (€) |
|---|---|---|---|
100 |
10.0 |
7714 |
1929 |
120 |
12.0 |
9257 |
2314 |
150 |
15.0 |
11571 |
2893 |
200 |
20.0 |
15429 |
3857 |
Exemple d’une pompe à chaleur air-eau à Paris (dans la zone climatique tempérée du pays)
– Besoin énergétique : 80 W/m²
– Température extérieure de base : -7°C
– Température intérieure souhaitée : 20°C
– Delta T : 27°C
– COP : 3
Surface (m²) |
Puissance nécessaire (kW) |
Consommation annuelle (kWh) |
Dépense annuelle (€) |
|---|---|---|---|
100 |
8.0 |
5760 |
1440 |
120 |
9.6 |
6912 |
1728 |
150 |
12.0 |
8640 |
2160 |
200 |
16.0 |
11520 |
2880 |
Exemple d’une pompe à chaleur air-eau à Marseille (dans la zone méditerranéenne du pays)
– Besoin énergétique : 60 W/m²
– Température extérieure de base : -5°C
– Température intérieure souhaitée : 20°C
– Delta T : 25°C
– COP : 3.5
Surface (m²) |
Puissance nécessaire (kW) |
Consommation annuelle (kWh) |
Dépense annuelle (€) |
|---|---|---|---|
100 |
6.0 |
3,703 |
926 |
120 |
7.2 |
4,443 |
1,111 |
150 |
9.0 |
5,554 |
1,389 |
200 |
12.0 |
7,407 |
1,852 |
Exemple concret de consommation annuelle pour une pompe à chaleur air-eau Atlantic Alféa Extensa Duo+ 10 kW à Lille (dans la zone climatique nord du pays) par rapport à d’autres moyens de chauffage populaires dans les foyers des français
– Surface de la maison : 100 m².
– Température extérieure de base : -9°C.
– Température intérieure souhaitée : 20°C.
– Besoins thermiques formule : 100 m² × 90 W/m² = 9,000 W ou 9 kW.
– Besoins annuels formule de calcul : 9 kW×12 heures/jour×180 jours=19,440 kWh/an
– Consommation annuelle formule de calcul : Besoins annuels/COP
– Modèle de PAC : Pompe à chaleur Atlantic Alféa Extensa Duo+ 10 kW avec un COP de 3.2 (puissance légèrement supérieure à 9 kW pour couvrir les pointes de besoin) ;
– Type d’émetteur de chaleur : radiateurs à basse température.
Système de chauffage |
Consommation annuelle (kWh) |
Prix du kWh (€/kWh) |
Coût annuel (€) |
|---|---|---|---|
PAC Atlantic 9-10 kW (COP 3.2) |
6075 |
0,2516 |
1528,89 |
Chaudière gaz classique |
24300 |
0,1036 |
2519,48 |
Chaudière gaz à condensation |
18514 |
0,1036 |
1919,78 |
Chaudière gaz basse température |
21600 |
0,1036 |
2238,96 |
Chaudière au fioul |
22870 |
0,12 |
2744,40 |
Chaudière hybride (PAC + gaz) |
13838 |
Mixte (0.2516 élec, 0.1036 gaz) |
1969,14 |
Chaudière à bois |
25920 |
0,071 |
1840,32 |
Chaudière à micro-cogénération |
16896 |
0,1036 |
1750,16 |
Chaudière électrique |
19440 |
0,2516 |
4893,50 |
Comme vous pouvez le constater, la pompe à chaleur, même dans le nord du pays, est de loin le moyen de chauffage le moins cher.
Consommation d’une pompe à chaleur air-air
De façon similaire, la consommation d’une pompe à chaleur air-air variera en fonction des dimensions du logement et de la puissance de l’équipement. Ci-après, un tableau informatif de la consommation énergétique annuelle suivant différentes superficies d’habitation et différentes zones climatiques (le calcul est réalisé selon le prix de l’EDF de 0.25 euros par kW/heure) :
Exemple d’une pompe à chaleur air-eau à Lille (dans la zone climatique nord du pays)
– Besoin énergétique : 100 W/m²
– Température extérieure de base : -9°C
– Température intérieure souhaitée : 20°C
– Delta T : 29°C
– COP : 2.8
Surface (m²) |
Puissance nécessaire (kW) |
Consommation annuelle (kWh) |
Dépense annuelle (€) |
|---|---|---|---|
100 |
10.0 |
7714 |
1929 |
120 |
12.0 |
9257 |
2314 |
150 |
15.0 |
11571 |
2893 |
200 |
20.0 |
15429 |
3857 |
Exemple d’un pompe à chaleur air-air à Paris (dans la zone tempérée du pays)
– Besoin énergétique : 80 W/m²
– Température extérieure de base : -7°C
– Température intérieure souhaitée : 20°C
– Delta T : 27°C
– COP : 3.0
Surface (m²) |
Puissance nécessaire (kW) |
Consommation annuelle (kWh) |
Dépense annuelle (€) |
|---|---|---|---|
100 |
8.0 |
5760 |
1440 |
120 |
9.6 |
6912 |
1728 |
150 |
12.0 |
8640 |
2160 |
200 |
16.0 |
11520 |
2880 |
Exemple d’une pompe à chaleur air-eau à Marseille (dans la zone méditerranéenne du pays)
– Besoin énergétique : 60 W/m²
– Température extérieure de base : -5°C
– Température intérieure souhaitée : 20°C
– Delta T : 25°C
– COP : 3.5
Surface (m²) |
Puissance nécessaire (kW) |
Consommation annuelle (kWh) |
Dépense annuelle (€) |
|---|---|---|---|
100 |
6.0 |
3703 |
926 |
120 |
7.2 |
4443 |
1111 |
150 |
9.0 |
5554 |
1389 |
200 |
12.0 |
7407 |
1852 |
Exemple concret de consommation annuelle pour une pompe à chaleur air-eau Daikin Perfera FTXM-R 10 kW à Lille (dans la zone climatique nord du pays) par rapport à d’autres moyens de chauffage populaires dans les foyers des français
– Surface de la maison : 100 m² ;
– Température extérieure de base : -9°C ;
– Température intérieure souhaitée : 20°C ;
– Besoins thermiques formule de calcul : 100 m² × 90 W/m² = 9,000 W ou 9 kW ;
– Besoins annuels formule de calcul : 9 kW×12 heures/jour×180 jours=19,440 kWh/an ;
– Modèle de PAC : pompe à chaleur Daikin Perfera FTXM-R 10 kW avec un COP de 3.5 (puissance légèrement supérieure à 9 kW pour couvrir les pointes de besoin).
Système de chauffage |
Consommation annuelle (kWh) |
Prix du kWh (€/kWh) |
Coût annuel (€) |
|---|---|---|---|
PAC Daikin Perfera FTXM-R (COP 3.5) |
5554 |
0,2516 |
1397,70 |
Chaudière gaz classique |
24300 |
0,1036 |
2519,48 |
Chaudière gaz à condensation |
18514 |
0,1036 |
1919,78 |
Chaudière gaz basse température |
21600 |
0,1036 |
2238,96 |
Chaudière au fioul |
22870 |
0,12 |
2744,40 |
Chaudière hybride (PAC + gaz) |
13838 |
Mixte (0,2516 élec, 0,1036 gaz) |
1969,14 |
Chaudière à bois |
25920 |
0,071 |
1840,32 |
Chaudière à micro-cogénération |
16896 |
0,1036 |
1750,16 |
Chaudière électrique |
19440 |
0,2516 |
4893,50 |
Une fois de plus, le champion de la consommation s’avère être la pompe à chaleur. Dans notre cas, une pompe à chaleur air-air est encore plus économique qu’une pompe à chaleur air-eau de même puissance, ce qui allège encore votre facture énergétique mensuelle.
Nota béné : Une pompe à chaleur au moment d’allumage consommera plus d’électricité pendant la première heure que pendant les heures suivantes.
Comprendre la consommation des pompes à chaleur air-eau/air-air selon le fournisseur d’énergie
Avant de se lancer dans l’adoption d’une pompe à chaleur air-eau ou air-air, il faudra également se fonder sur sa consommation qui fluctue en fonction des spécificités de la pompe, mais aussi sur le prix pratiqué par les fournisseurs d’énergie pour l’électricité. Présentons un comparatif de la consommation annuelle et du coût y afférent pour une habitation de 100 m² à Lille, tenant compte des principaux fournisseurs d’énergie électrique en France :
Consommation annuelle pompe à chaleur air-eau selon chaque fournisseur d’énergie, pour une maison de 100 m² à Lille
Fournisseur d’électricité |
Prix du kWh (€/kWh) |
Consommation annuelle (kWh) |
Coût annuel (€) |
|---|---|---|---|
EDF Tarif Bleu (réglementé) |
0,2516 |
6075 |
1528,89 |
Engie (offre verte) |
0,232 |
6075 |
1409,40 |
TotalEnergies (offre verte fixe) |
0,228 |
6075 |
1385,10 |
Ilek (offre renouvelable) |
0,241 |
6075 |
1463,08 |
Ekwateur (offre 100% verte) |
0,245 |
6075 |
1487,38 |
Consommation annuelle pompe à chaleur air-air selon chaque fournisseur d’énergie, pour une maison de 100 m² à Lille
Fournisseur d’électricité |
Prix du kWh (€/kWh) |
Consommation annuelle (kWh) |
Coût annuel (€) |
|---|---|---|---|
EDF Tarif Bleu (réglementé) |
0,2516 |
5554 |
1397,70 |
Engie (offre verte) |
0,232 |
5554 |
1288,53 |
TotalEnergies (offre verte fixe) |
0,228 |
5554 |
1266,31 |
Ilek (offre renouvelable) |
0,241 |
5554 |
1338,37 |
Ekwateur (offre 100% verte) |
0,245 |
5554 |
1360,73 |
Ces 2 tableaux démontre clairement que le coût final de l’utilisation d’une pompe à chaleur diffère selon le tarif électrique de chaque fournisseur, malgré une consommation en kWh constante. Naturellement, il faudra choisi le fournisseur offrant le tarif le plus avantageux pour réduire au maximum les coûts liés à l’exploitation d’une pompe à chaleur.
Identifier la pompe à chaleur la plus économe en énergie
Examinons de plus près les différents modèles de pompes à chaleur pour déterminer lequel représente l’option la plus économique en termes de consommation électrique :
Analyse comparative des consommations pour : pompe à chaleur air-eau, pompe à chaleur air-air et pompe à chaleur géothermique
Modèles de pompe à chaleur utilisés dans le tableau comparatif :
– Pompe à chaleur air-eau : Atlantic Alféa Extensa Duo+ 10 kW (COP = 3.2).
– Pompe à chaleur air-air : Atlantic Zenis Multi-Split 10 kW (COP = 3.5).
– Pompe géothermique : Auer HRC 10 kW (COP = 4.5).
Les variables de calcul :
– Besoins thermiques : 19,440 kWh/an (9 kW de puissance).
– Fonctionnement : 12 heures par jour sur 180 jours.
– Tarif Total Energies (2024) : 0.228 €/kWh.
Type de Pompe à Chaleur |
Consommation annuelle (kWh) |
Prix du kWh (€/kWh) |
Coût annuel (€) |
|---|---|---|---|
PAC air-eau (Atlantic Alféa Extensa Duo+) |
6075 |
0,228 |
1385,10 |
PAC air-air (Atlantic Zenis Multi-Split) |
5554 |
0,228 |
1266,31 |
PAC géothermique (Auer HRC) |
4320 |
0,228 |
984,96 |
A première vue, les pompes géothermiques semblent être de loin les plus économiques, mais il faut tenir compte des coûts d’investissement initiaux. Si vous satisfaites les exigences techniques qui vous permettent d’installer une pompe à chaleur géothermique et que vous parvenez à obtenir des subventions pour financer votre projet, l’installation d’une pompe à chaleur géothermique pour réaliser des économies substantielles à long terme est une option plus que raisonnable. Dans le cas contraire, une pompe à chaleur air-air ou un modèle air-eau sera la meilleure option.
En conclusion
Maintenant que vous savez comment calculer la consommation annuelle d’une pompe à chaleur, vous êtes prêt à évaluer la consommation d’une installation existante ainsi que la consommation du modèle que vous envisagez d’installer.
En tant que spécialistes dans le domaine de l’installation de pompes à chaleur, nous restons à votre disposition pour vous conseiller là où vous avez besoin d’un avis professionnel, ainsi que pour concrétiser tout projet. Avec nous, vous avez la certitude d’installer un système adapté à la configuration technique de votre habitation, qui répondra parfaitement au niveau de confort que vous recherchez tout en étant réellement efficace en termes de consommation d’électricité. N’hésitez pas à nous demander un devis. Nous nous déplaçons gratuitement et nous réalisons également une étude thermique 100% gratuite.