AQUINEA conçoit depuis 2007, avec ses partenaires, des pompes à chaleur économiques et performantes avec un niveau de qualité inégalé dans cette gamme de prix. Nous accordons le plus grand soin à l’assemblage et à la finition de nos modèles.
Une pompe à chaleur ne fonctionne en moyenne que quelques heures par jour et maintient automatiquement la piscine à une température agréable, généralement comprise entre 25°C et 30°C. Elle peut également être utilisée pour chauffer un spa jusqu’à 45°C.
Pourquoi chauffer votre piscine ?
Si on considère qu’une température de baignade « acceptable » est de 24°C, le climat de notre pays ne permet de se baigner en moyenne que 3 semaines par an, davantage dans les régions les plus favorisées mais parfois moins quand l’été est médiocre…
Le chauffage de la piscine vous garantit plusieurs mois de baignade chaque année.
La température de confort d’une piscine est comprise entre 25° et 30°.
La pompe à chaleur permet de maintenir l’eau dans cette plage de températures, de façon très économique et parfois toute l’année (piscines intérieures, gîtes, spas…).
La pompe à chaleur peut cependant être aidée : 50% des déperditions thermiques d’un bassin se font par évaporation. La couverture thermique est donc indispensable pendant la nuit. Chauffer une piscine sans couverture équivaut à chauffer une maison sans toit.
Il existe de nombreux systèmes de chauffage : à gaz, solaire, résistances électriques et même poêle à bois immergé mais seule la pompe à chaleur piscine permet d’amplifier de récupérer plus d’énergie qu’elle n’en consomme… en fait de 3 à 6 fois plus selon la température extérieure !
Principe d’une pompe à chaleur
La pompe à chaleur est le moyen le plus efficace pour chauffer ou refroidir. Son champ d’application est extrêmement vaste : habitat, industrie, commerce, transports, médecine, électronique… Dès qu’il y a production de froid, une pompe à chaleur n’est pas loin.
Il faut savoir que même lorsque l’air est froid, il contient de l’énergie qu’il est possible de capter et de transmettre. Réciproquement, de l’air même très chaud peut être rendu encore plus chaud et donc produire… du froid.
La seule condition pour faire fonctionner une pompe à chaleur est de disposer de deux réservoirs : une source froide et une source chaude. Dans le cas du chauffage d’une piscine, la source chaude est l’air, la source froide est l’eau de la piscine.
Une pompe à chaleur idéale ne crée pas de chaleur : elle ne fait que transférer des calories de l’air vers l’eau de la piscine. L’énergie électrique qu’elle consomme sert uniquement à déplacer cette énergie. 90% de l’énergie consommée par la pompe à chaleur sert à animer un compresseur dont la fonction est de transférer les calories de l’air à l’eau. Les 10% restants sont utilisés par un puissant ventilateur qui aspire l’air « chaud » dans la machine et en extrait l’air froid.
Consommant moins d’énergie primaire (électricité) que les systèmes traditionnels de chauffage piscine, c’est une technologie de premier plan dans le cadre de la prévention des émissions telles que le dioxyde de carbone (CO2), les monoxydes d’azote (NOx) et le dioxyde de soufre (SO2).
Sur la durée de sa vie, l’impact écologique d’une PAC est très positif.
La pompe à chaleur évite le recours à une énergie carbonée contributrice du réchauffement climatique. C’est aussi pour cette raison que ce mode de chauffage s’impose désormais dans le domaine résidentiel.
Cependant, la pompe à chaleur utilise un fluide caloporteur (frigorigène) qui peut contribuer à l’effet de serre et au réchauffement climatique en cas de fuite: il est donc important de s’assurer régulièrement du bon fonctionnement de son installation et de son étanchéité.
Les pompes à chaleur Calao de AQUINEA innovent sur ce point puisque les raccords filetés traditionnels ont été remplacés par des jonctions soudées qui utilisent un procédé issu de l’industrie nucléaire : le soudage EXW. Le risque de fuites de réfrigérant est minimisé. C’est bon pour la planète et bien plus économique à l’usage.
Fonctionnement d’une PAC
Une certaine quantité de fluide dit « frigorigène », ou « réfrigérant » est stockée à la température ambiante dans un circuit étanche. Le réfrigérant est à la fois présent sous forme liquide et gazeuse et un équilibre se crée entre les deux phases. La pression dans le circuit dépend de la température extérieure mais ne dépasse pas quelques bars.
Le gaz est d’abord comprimé au moyen d’une pompe (4) ce qui a pour effet d’augmenter sa pression et sa température. Cette opération utilise 90% de l’énergie consommée par la pompe à chaleur de piscine.
Le gaz, chaud et sous pression, circule ensuite à l’intérieur d’un serpentin en titane, appelé condenseur (1) et se refroidit au contact de l’eau de la piscine, plus froide. La circulation de l’eau est assurée par la pompe de filtration de la piscine.
Le gaz, en se refroidissant dans le condenseur passe alors à l’état liquide.
Ce changement de phase produit une grande quantité de chaleur qui est également cédée à l’eau de la piscine: 90% de la chaleur totale est ainsi produite par la liquéfaction du fluide et seulement 10% est due à la baisse de température.
A la sortie du condenseur le fluide frigorigène est totalement liquide et sa température est proche de celle de l’eau de la piscine. Sa pression reste élevée puisque le compresseur maintient une pression constante dans le circuit.
Le liquide passe alors à travers un détendeur (2) dans lequel sa pression est progressivement réduite ce qui provoque un abaissement de sa température et une évaporation partielle : des bulles de gaz se forment dans le réfrigérant.
Il est ensuite envoyé dans un réseau de tubes en cuivre autour duquel circule l’air ambiant, plus chaud, dont il capte les calories. Le frigorigène se vaporise alors totalement dans son parcours dans l’échangeur qui est appelé pour cette raison « évaporateur » (3).
Pour assurer un transfert de chaleur maximal, l’air est renouvelé par un ventilateur.
La pompe à chaleur de piscine produit donc de l’air froid. Mesurer la température de l’air rejeté est un excellent moyen de vérifier son bon fonctionnement.
A la sortie de l’évaporateur, le frigorigène est totalement gazeux à une température légèrement plus faible que l’air extérieur et à basse pression : il a capté un maximum de chaleur et il rejoint le compresseur pour un nouveau cycle.
Vous l’aurez compris, l’essentiel de la consommation électrique d’une PAC sert à entretenir le cycle dans le compresseur. Au final 85% de l’énergie produite par une pompe à chaleur est gratuite et provient de l’air. En théorie elle peut produire jusqu’à 8 fois plus d’énergie qu’elle n’en consomme, c’est ce qu’on appelle le COP (coefficient de performance) !
L’entretien d’une pompe à chaleur
La propreté de l’évaporateur (échangeur air) est fondamentale pour conserver des performances correctes. C’est le poumon du système : il fournit 90% de l’énergie fournie à l’eau de la piscine !
Un nettoyage de l’échangeur air doit être effectué au moins deux fois par saison et sitôt que des végétaux, pollen ou autres polluants encombrent la surface d’échange. Le nettoyage peut être effectué à sec par aspiration. Ne surtout pas utiliser d’eau sous pression.
Les limites de fonctionnement d’une pompe à chaleur
Il y a essentiellement deux limites physiques :
- Une température d’air trop basse peine à réchauffer le fluide frigorigène. Le détendeur doit alors réduire le débit et la puissance de chauffage diminue. Mais comme la puissance du compresseur ne peut pas être modifiée, le COP diminue également.
Aux températures les plus basses, le fluide frigorigène ne peut plus être vaporisé dans l’évaporateur, il reste partiellement en phase liquide et le compresseur peut être endommagé. Pour éviter ce phénomène, la pompe à chaleur se met alors en sécurité, le flux est inversé et elle produit de la chaleur dans l’évaporateur ce qui permet de dégivrer temporairement l’évaporateur. A l’inverse, les températures élevées sont propices à un meilleur rendement de votre PAC.
- Plus la température de l’eau est élevée, meilleur est le rendement de la pompe à chaleur. Néanmoins, il faut considérer le bilan économique global et pas uniquement le rendement. La température optimale de l’eau dépend de la température moyenne extérieure. Sous nos latitudes le meilleur compromis est une eau comprise entre 25°C et 27°.
Le choix du fluide réfrigérant
La fonction principale du fluide frigorigène est d’assurer un transfert de chaleur : il est donc essentiel que sa capacité calorifique soit très élevée. Ce faisant, pour une puissance de chauffage donnée, le débit de fluide est réduit de même que la puissance du compresseur.
Pour capter un maximum de chaleur même par temps froid, ce fluide doit avoir une température d’évaporation très basse, typiquement entre 0°C et 10°C. Pour chauffer des spas jusqu’à 45°C, sa température de condensation doit être élevée, comprise entre 45°C et 55°C.
D’autres critères rentrent en jeu : il doit être ininflammable, non-toxique et ne doit pas constituer un risque pour l’usager et pour l’environnement. Pour cette dernière raison, les CFC et HCFC sont interdits depuis plusieurs années: ils possèdent un potentiel élevé de décomposition des molécules d’ozone lorsqu’ils sont rejetés dans l’atmosphère.
Le fluide R410a utilisé dans les pompes à chaleur de piscine Calao est inoffensif pour la couche d’ozone. Néanmoins, comme tous les autres réfrigérants actuellement utilisés, il a un impact sur le réchauffement climatique. Il convient donc de le manipuler avec précaution et surtout de faire vérifier l’installation régulièrement par un frigoriste.
Le R410a est l’un des fluides frigorigènes les plus répandus. Il est composé de 50% de R32 et de 50% de R125. Il a une capacité calorifique très élevée : les pompes à chaleur Calao sont performantes sur une très large plage de températures d’air, de -5°C à +30°C.
Un autre avantage de ce fluide est qu’il est possible à tout moment de compléter la charge sans être obligé de purger et remplacer totalement le fluide. C’est beaucoup plus économique et respectueux de l’environnement.
4 – Bien choisir sa pompe à chaleur de piscine
1-Evaluez votre besoin
Quelle température souhaitez-vous obtenir ?
La plupart des piscines sont chauffées entre 26°C et 30°C, un spa jusqu’à 45°C
Sur quelle période de baignade ? 4 mois, 8 mois, toute l’année ?
2-Prenez en compte votre installation
Les dimensions et la profondeur de votre piscine
Est-elle enterrée, semi-enterrée ou hors-sol ?
La nature de la construction : maçonnerie, coque, blocs isolants… ?
Avez-vous ou pensez-vous installer un abri, un rideau, une couverture thermique… ?
A quelle distance va être installée la pompe à chaleur ?
Quel est le débit du système de filtration ?
3-Vos conditions climatiques
L’ensoleillement, les précipitations, l’altitude et l’exposition au vent
La piscine est-elle exposée au vent, est-elle ensoleillée ou partiellement masquée ?
Tous ces facteurs ont une influence sur le choix d’une pompe à chaleur de piscine adaptée à vos besoins : n’hésitez-pas à nous contacter. AQUINEA conçoit ses produits et dispose d’une longue expérience de matériels installés : nos conseillers vous aideront à faire le bon choix.
Ce guide vous permet d’évaluer rapidement votre besoin :
Montagne : utilisez les données du climat continental et corrigez en fonction de l’altitude
Influence des conditions climatiques et de votre installation
L’évaporation de l’eau
Ce phénomène explique à lui seul 80% du refroidissement d’une piscine !
Le rideau flottant ou la couverture thermique permettent de réduire les pertes de 30% à 50% selon leur durée d’utilisation. Elles sont dues à l’évaporation durant la journée et au rayonnement pendant la nuit : une piscine non protégée peut perdre jusqu’à 4°C en une seule nuit d’été et il faudra environ 8h de fonctionnement en continu de la pompe à chaleur pour les compenser !
Le guide de choix ci-dessus considère l’usage modéré d’une couverture ou d’un rideau : 10h par jour et 1 jour sur 2 pendant la saison. Si ce n’est pas votre cas, ajoutez 2°C à la température souhaitée.
L’exposition solaire
Une piscine bien exposée permet de gagner jusqu’à 3° par rapport à la même piscine située dans une zone très ombragée. La puissance nécessaire au chauffage est fortement réduite. Le tableau ci-dessus considère que la piscine est bien exposée. Si ce n’est pas le cas, ajoutez 2° à la température souhaitée pour déterminer le modèle adapté à votre situation.
Le vent et l’altitude
Le vent favorise l’évaporation, donc le refroidissement de l’eau de la piscine. Par grand vent nous conseillons de couvrir le bassin sauf si les températures sont élevées. La capacité de chauffage d’une pompe à chaleur de piscine ne permettra pas de lutter contre le refroidissement si le plan d’eau n’est pas isolé et si les températures sont trop faibles.
En altitude, la pression atmosphérique est plus faible. Ce phénomène favorise l’évaporation de l’eau et peut conduire à des pertes thermiques importantes. Il faut donc également couvrir régulièrement la piscine. Le tableau ci-dessus est valable pour des altitudes jusqu’à 500m. Si vous êtes dans une zone plus élevée, veuillez nous contacter.
La profondeur de la piscine
Une profondeur importante, donc un plus grand volume, demande davantage de puissance pour maintenir la température de l’eau: les pertes par conduction sur les parois sont élevées. Le temps de montée en température sera donc plus long. L’effet peut cependant être négligé pour des profondeurs de moins de 1,6m ou lorsque les parois sont isolées.
Le mode de construction de la piscine
Le choix de votre chauffage dépend aussi des matériaux qui la constituent : béton, blocs polystyrène, coque. Les blocs de polystyrène réduisent les pertes par conduction mais elles ne représentent que 15% des pertes totales. Le gain n’est donc pas aussi important qu’une bonne isolation du plan d’eau, d’autant que le fond de la piscine (le radier) n’est, lui, jamais isolé.
Cas des piscines hors-sol : une piscine hors-sol n’est pas aussi bien isolée qu’une piscine enterrée. Les parois vont diffuser de la chaleur par rayonnement, surtout la nuit. En moyenne, elle demandera entre 10% et 20% de puissance de chauffage de plus qu’une piscine enterrée pour maintenir la même température.
L’éloignement de la pompe à chaleur
Nous avons considéré une distance de 7m entre la pompe à chaleur et le bassin.
Jusqu’à 15m, la distance ne pose pas de problème et l’influence sur les performances est limitée.
Au-delà, prévoir de calorifuger les tuyaux ou de modifier l’implantation de la pompe à chaleur.
Le débit de la pompe de circulation
Un débit important se traduit par une température d’eau plus faible au refoulement et par des pertes thermiques réduites dans les canalisations tout en transférant la même quantité de chaleur dans la piscine. De plus le compresseur travaille à des pressions plus faibles donc dans de meilleures conditions. Un débit élevé est préférable notamment lorsque la distance entre la pompe à chaleur et la piscine est importante.
