BOMBA DE CALOR

¿Cómo funciona una bomba de calor con radiadores?

Alta eficiencia, funcionamiento suave intrínsecamente Gracias a sus características ecológicas, su reducido consumo de energía y las atractivas subvenciones públicas, la bomba de calor es una excelente solución de calefacción (y refrigeración, en el caso de una bomba de calor reversible).

Otra gran ventaja es que la bomba de calor es compatible con varios sistemas de distribución doméstica, en particular los radiadores, ya sean antiguos (de alta temperatura) o más modernos (de baja temperatura), aunque existe una marcada diferencia de eficiencia para cada configuración.

En este artículo, exploramos la solución combinada de bomba de calor + radiador: cómo funciona, criterios para elegir radiadores, dimensionamiento y alternativas.

Bomba de calor con radiadores: ¿cómo funciona?

Le combo pompe à chaleur (PAC) + radiateurs est un système de chauffage qui utilise le principe de la thermodynamique pour transférer la chaleur d’un milieu à un autre. Les radiateurs jouent un rôle central dans ce dispositif, dans la mesure où ils distribuent la chaleur produite par la pompe à chaleur dans les différentes pièces du bâtiment.

Avant de se pencher sur les radiateurs, revenons un instant sur le fonctionnement général d’une pompe à chaleur. La PAC absorbe la chaleur présente dans un environnement extérieur (l’air, l’eau ou le sol en fonction du type de PAC), pour ensuite la transférer vers l’environnement intérieur, généralement un bâtiment ou une habitation. Le cycle thermodynamique de la PAC se décompose en quatre étapes principales :

  1. Evaporación : un fluide frigorigène à basse température et à basse pression circule dans l’évaporateur et absorbe la chaleur de l’environnement externe. Cette absorption d’énergie entraîne l’évaporation du fluide, qui passe de l’état liquide à l’état gazeux ;
  2. Compresión : le gaz frigorigène est ensuite dirigé vers le compresseur où, sous l’effet de la compression, il s’échauffe davantage ;
  3. Condensación : le gaz chauffé et à haute pression passe ensuite dans le condenseur où il cède sa chaleur à l’eau du circuit de chauffage. Ce transfert de chaleur va faire condenser le gaz, qui va à nouveau retourner à l’état liquide ;
  4. Relajación : enfin, le fluide passe par un détendeur qui abaisse sa pression et sa température, le préparant pour le prochain cycle d’évaporation.

El calor producido puede distribuirse en el interior a través de varios canales: calefacción por suelo radiante, fancoils, sistemas de conductos, calefacción mural, techos radiantes y radiadores. Esta última configuración es la que nos interesa. 

Lorsque le gaz frigorigène se condense et cède sa chaleur dans le condenseur, il réchauffe un circuit d’eau. Cette eau chaude va ensuite circuler à travers les radiateurs. Comme l’eau est à une température plus élevée que l’air ambiant, elle cède sa chaleur à l’air, qui se réchauffe et se diffuse ensuite dans la pièce. Quid de la régulation ?

Dans cette installation de chauffage, chaque radiateur est équipé d’une vanne thermostatique qui permettra de régler individuellement la température de chaque pièce en contrôlant la quantité d’eau chaude qui circule dans le radiateur, selon les consignes de l’utilisateur. Le thermostat principal, généralement situé dans la pièce principale de la maison, envoie un signal à la pompe à chaleur lorsque la température de la pièce est inférieure à la température de consigne. La pompe à chaleur se met alors en marche et produit de la chaleur qui est distribuée par les radiateurs.

Inversement, lorsque la température de la pièce atteint ou dépasse la température de consigne, le thermostat envoie un signal pour arrêter la pompe à chaleur. L’eau dans les radiateurs se refroidit alors progressivement, et la température de la pièce diminue. Cette régulation automatique de la température permet d’assurer un confort thermique constant, tout en optimisant la consommation d’énergie.

¿Qué tipo de radiador debo utilizar con una bomba de calor?

Tous les radiateurs ne sont pas compatibles avec une pompe à chaleur. C’est une question de température de fonctionnement. Les pompes à chaleur sont en effet plus efficaces lorsqu’elles fonctionnent à basse température, généralement en dessous de 55° C pour deux raisons : 

  • El ciclo termodinámico, qui stipule qu’il faut plus d’énergie pour transférer de la chaleur d’une zone froide vers une zone plus chaude. Plus l’écart de température entre la source de chaleur (par exemple l’air extérieur) et l’endroit où la chaleur doit être délivrée (par exemple l’eau de chauffage) est grand, plus il faut d’énergie pour effectuer ce transfert. Si la PAC doit produire de l’eau à une température très élevée, l’écart de température est plus grand, ce qui nécessite plus d’énergie et réduit donc le COP de la PAC ;
  • Compresión del refrigerante : plus la température à laquelle l’eau doit être chauffée est élevée, plus il faudra compresser le fluide frigorigène, avec une surconsommation énergétique.

En somme, pour maximiser l’efficacité de votre système de chauffage, vous devrez préférentiellement utiliser des radiateurs basse température. Explorons quand même les deux options : basse et haute température.

Radiadores de baja temperatura

Les radiateurs basse température sont adaptés à des systèmes de chauffage qui produisent de l’eau à basse température comme les pompes à chaleur. Ils sont généralement plus grands que les radiateurs standard, dans la mesure ils doivent compenser la basse température de l’eau par une plus grande surface de chauffe.

Leur conception est également différente, puisqu’ils sont fabriqués avec des matériaux à haute conductivité thermique (aluminium notamment) pour une meilleure diffusion de la chaleur. Ils arborent généralement une forme qui favorise la convection naturelle de l’air.

Los radiadores de baja temperatura son, con diferencia, la opción más eficiente desde el punto de vista energético para un sistema de calefacción por bomba de calor + radiadores.

Radiadores de alta temperatura

Les anciennes maisons étaient souvent équipées de systèmes de chauffage à haute température alimentés par des chaudières à gaz ou à fioul, avec des radiateurs haute température. Dans ces maisons, le passage à une pompe à chaleur dans le cadre d’un projet de rénovation peut poser problème, car les radiateurs sont moins bien adaptés à l’utilisation d’une PAC.

Otro problema recurrente Las casas antiguas suelen estar mal aisladas para los estándares actuales. Como resultado, el calor producido por la bomba de calor se pierde rápidamente, y el equipo tiene que trabajar más para alcanzar la temperatura deseada, lo que aumenta el consumo de energía y reduce la eficiencia del sistema.

Si vous envisagez d’installer une pompe à chaleur dans une ancienne maison, vous devrez faire un arbitrage entre une ou plusieurs des options suivantes : 

  • Améliorer l’isolation thermique de la maison pour réduire la quantité de chaleur nécessaire pour maintenir une température confortable à l’intérieur et garantir l’efficacité du système de chauffage quel qu’il soit ;
  • Mantener los radiadores de alta temperatura si están en buen estado y son lo suficientemente grandes. Sin embargo, es necesario un estudio detallado para determinar si esta opción es económicamente viable; 
  • Sustitución de radiadores de alta temperatura par des radiateurs basse température ou un système de plancher chauffant. Ces systèmes sont plus compatibles avec les pompes à chaleur et peuvent vous aider à maximiser l’efficacité de votre système de chauffage ;
  • Instalación de una bomba de calor de alta temperatura capable de produire de l’eau à une température suffisamment élevée pour alimenter vos anciens radiateurs haute température. Bémol : ces modèles sont plus coûteux et moins efficaces que les modèles à basse température.

Si piensa mantener radiadores de alta temperatura, además de realizar obras de aislamiento, tendrá que limpiar el sistema de calefacción existente, o descalcificar, para eliminar partículas, óxido, cal, etc. Puede que necesite añadir radiadores para aumentar la superficie de calefacción y mejorar la distribución del calor. También es posible que necesite añadir radiadores para aumentar la superficie de calefacción y mejorar la distribución del calor. 

Dimensionamiento de radiadores en un sistema de bomba de calor + radiador

L’efficacité du système dépend grandement du dimensionnement des radiateurs. Les fabricants disposent souvent d’abaques très détaillées pour le dimensionnement, proposant des modèles sur mesure qui s’adaptent à toutes les configurations. Avant la vente, l’installateur doit vous transmettre une fiche et un schéma de dimensionnement complet dans le cadre du dossier d’étude.

El dimensionamiento de los radiadores en un sistema de bomba de calor + radiador depende de dos factores principales. El primero es la potencia térmica necesaria, qui dépend de la taille de l’espace à chauffer et des besoins en chaleur de l’habitation (voir exemple plus bas).

Luego está el régimen de temperatura de la bomba de calor. Plus le régime est bas (par exemple, 50/40), plus la surface des radiateurs devra être grande et donc la taille des radiateurs importante, comme expliqué plus haut. En effet, avec une PAC, on va souvent fournir un régime de température de 50/40 ou 45/35, moins élevé que celui d’une chaudière à combustible fossile (gaz ou mazout) qui fournit généralement du 80/60. Ainsi, les anciens radiateurs, adaptés pour un régime de température plus élevé, ont souvent une surface trop faible pour une PAC. 

Si es así, tiene dos opciones: mejorar el aislamiento de su casa para reducir la cantidad de calor necesaria y, por tanto, la potencia requerida, o sustituir los radiadores de alta temperatura por radiadores de baja temperatura, que sigue siendo la opción más común. En este caso, tendrá que pagar 150 euros para retirar el radiador viejo, y entre 950 y 2.000 euros para comprar e instalar el nuevo.

Ejemplo concreto de dimensionamiento de un radiador

Prenons l’exemple d’une maison de 100 m² située dans une région au climat tempéré. La puissance thermique nécessaire est généralement estimée en watts par mètre carré (W/m²). En moyenne, on estime qu’il faut entre 70 et 100 W/m² pour chauffer correctement une maison en hiver, selon l’isolation et l’exposition. Prenons une valeur médiane de 85 W/m² pour notre exemple.

Así, para una casa de 100 m², la potencia térmica necesaria sería de : 100 m² * 85 W/m² = 8500 W u 8,5 kW. Por lo tanto, se necesitaría una instalación capaz de producir 8,5 kilovatios de potencia térmica para calentar correctamente la casa.

Il s’agit d’une estimation simpliste, car la puissance thermique réelle nécessaire dépend de l’isolation de la maison, du nombre et du type de fenêtres, de l’orientation de la maison, du climat local, etc. Seul un professionnel qualifié saura évaluer précisément les besoins thermiques de votre maison.

Si nous ajoutons à cela le régime de température de la pompe à chaleur, la taille des radiateurs doit être suffisamment grande pour diffuser cette quantité de chaleur à une température plus basse. Par exemple, avec un régime de température de 50/40, les radiateurs pourraient avoir besoin d’une surface totale de l’ordre de 10 à 20 m² pour diffuser 8,5 kW de chaleur, selon le modèle et le type de radiateur.

Calefacción por suelo radiante, una atractiva alternativa a los radiadores

Contrairement aux radiateurs qui diffusent la chaleur en un point, les planchers chauffants diffusent la chaleur de manière uniforme dans toute la pièce grâce aux circuits d’eau chaude intégrés dans le sol de la pièce. 

Concrètement, la PAC va chauffer l’eau pour l’acheminer vers ces circuits dans le sol. L’eau chaude circule ensuite dans les tubes, diffusant la chaleur dans toute la pièce de manière uniforme et plus agréable. La température de l’eau dans les planchers chauffants est généralement plus basse que celle utilisée pour les radiateurs, souvent autour de 30 – 40°C, ce qui est idéal pour l’efficacité de la pompe à chaleur.

Las ventajas e inconvenientes de la calefacción por suelo radiante como alternativa a los radiadores se resumen en la tabla siguiente.

BeneficiosDesventajas
Mayor comodidadEl calor se distribuye uniformemente por toda la habitación, evitando las zonas demasiado calientes o demasiado frías.Tiempo de reacciónLa calefacción por suelo radiante tarda más en subir y bajar la temperatura, por lo que puede resultar más difícil ajustarla.
EstéticaSans radiateurs visibles, vous disposez d’une plus grande liberté pour l’aménagement intérieur.Coût d’installation élevé Le coût d’installation d’un plancher chauffant est plus élevé que celui d’un système de radiateurs, surtout en cas de rénovation.
Eficiencia energética Gracias a su régimen de baja temperatura (en torno a 30-40 °C), los sistemas de calefacción por suelo radiante permiten que la bomba de calor funcione con mayor eficacia.Grandes obras de renovaciónL’installation d’un plancher chauffant dans une maison en rénovation peut impliquer de gros travaux : démolition du sol existant, coulage d’une nouvelle chape de béton…
Meilleure qualité de l’air Contrairement aux radiateurs, les planchers chauffants ne font pas circuler la poussière, ce qui peut améliorer la qualité de l’air intérieur.Incompatibilidad con determinados revestimientos de sueloTous les revêtements de sol ne sont pas compatibles avec les planchers chauffants. Par exemple, le parquet massif peut se déformer sous l’effet de la chaleur.

Bombas de calor con radiadores: para concluir

L’installation d’une pompe à chaleur avec des radiateurs nécessite une réflexion approfondie sur l’efficacité et le fonctionnement optimal du système. Que vous optiez pour des radiateurs basse température, haute température (maison ancienne) ou même un plancher chauffant, la compatibilité de ces options avec votre PAC et les exigences de votre maison doit être analysée avec soin. 

Vous devrez prendre en compte le type et l’état de vos radiateurs existants, l’isolation de votre maison et le type de PAC envisagée. Seul un professionnel qualifié saura vous guider dans cette démarche pour faire un choix éclairé et rentabiliser votre investissement sans compromis sur le confort thermique de votre foyer.

Reda T.

Reda es doctor en finanzas y especialista en economía de las energías renovables. Combina sus conocimientos financieros con su interés por la sostenibilidad, y escribe no solo sobre la financiación de proyectos ecológicos, sino también sobre temas más generales y preguntas frecuentes en este ámbito.

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