Les panneaux hybrides Dualsun SPRING sont-ils compatibles avec les pompes à chaleur Eau/Eau?

Oui, les panneaux hybrides Dualsun peuvent se connecter hydrauliquement à des pompes à chaleur Eau glycolée/Eau : on appelle ça une PAC solarothermique. 

Pour une bonne performance du système, nous préconisons de préférence d’utiliser des modèles de PAC :

• avec inverter (vitesse du compresseur variable, qui permet de moduler la puissance thermique)

• qui ont une température minimale de captage d'au moins -15°C

*Lorsqu'il y a une plage de puissance, il s'agit d'une PAC inverter. Lorsqu'il y a une puissance fixe il s'agit d'une PAC ON/OFF.

Nous sommes en contact avec la plupart des fabricants de PAC pour étudier et valider la compatibilité de leur gamme de PAC, comme par exemple : Atlantic, Vaillant, Stiebel, Weishaupt, Lemasson, Arkteos etc.

Le choix du modèle de la pompe à chaleur est crucial sur les performances du système et sur le dimensionnement (nombre de PVT) : plus la température limite minimale acceptée par l’évaporateur est basse, plus les performances saisonnières de la pompe à chaleur seront élevées et plus le recours à l’appoint électrique faible.

Par exemple, une pompe à chaleur avec une température minimale de -10°C dégradera d’environ 20% la performance du système par rapport à une pompe à chaleur avec une température minimale de -15°C car l’appoint électrique est plus souvent sollicité pendant les périodes les plus froides de l’année.

Egalement, une PAC inverter aura besoin de moins de panneaux hybrides en source de captage comparé à une PAC ON/OFF.

Nous consulter pour le dimensionnement des panneaux hybrides une fois que vous avez dimensionné et sélectionné votre pompe à chaleur. 

Nous préconisons d’utiliser une pompe à chaleur avec une température limite basse en entrée de l’évaporateur égale ou inférieure à - 15 °C.

Evolution du SPF(seasonal performance factor) hors autoconsommation PV
en fonction de la T° minimale évaporateur

Nous vous invitons à consulter cet article pour en savoir plus :

Combien de panneaux Dualsun SPRING faut-il prévoir pour alimenter une PAC eau/eau ?

Nous préconisons de dimensionner en fonction de la puissance PAC nécessaire pour la maison selon la formule suivante :

Nombre de PVT = 1,5 x Puissance calorifique de la PAC (B0/W35)

Voici une vidéo de présentation du système réalisé par le projet de recherche européen integraTE (dont Dualsun fait partie), qui résume le fonctionnement d’un système de pompe à chaleur couplé à des panneaux solaires hybrides.

Les pompes à chaleur solarothermiques fonctionnent selon le même principe qu’une pompe à chaleur géothermique, c'est-à-dire que des calories sont puisées dans l’environnement (via les panneaux solaires ici) et transportées via un liquide caloporteur pour alimenter l’évaporateur de la pompe à chaleur. 

Ce couplage permet d’avoir un système à double service assurant à la fois la production d’eau chaude sanitaire et la production de chauffage pour la maison (et triple service si on ajoute une piscine).
Il est important de noter que les panneaux puisent les calories présentes à la fois dans l’air et dans les rayonnements solaires grâce à l’échangeur thermique intégré à leur face arrière. Ainsi l’évaporateur  de la PAC peut être alimenté de jour comme de nuit, en été comme en hiver. La partie photovoltaïque des panneaux permet également d’assurer une partie de la consommation électrique du compresseur de la PAC (jusqu’à 20%), ce qui permet d’améliorer encore d’un cran les performances saisonnières de ce système. Le SPF du système peut alors passer de 3,6 à 4,2.

Plusieurs configurations hydrauliques sont possibles. La plus simple et répandue pour une maison individuelle est la suivante : 

Schéma hydraulique d'un système PAC solarothermique

Avec :

1. Pompe à chaleur eau glycolée-eau

2. Panneaux PVT Dualsun

3. Raccords entrée-sortie

4. Bouchons

5. Liaisons inter panneaux

6. Vanne thermostatique

7. Vanne de vidange

8. Dégazeur

9. Soupape de sécurité et manomètre

10. kit de remplissage

11. Vase d’expansion (souvent intégré à la PAC)

12. Vanne à filtre

13. Onduleur (ou micro-onduleurs)

Il est également important d’installer une vanne à filtre sur le circuit primaire de la PAC conformément au DTU en vigueur.

La pompe à chaleur constitue le composant central et contrôle les écoulements du fluide dans les circuits froid et chaud du système. 

Le circuit froid (à gauche de la pompe à chaleur) capte les calories présentes dans l’air extérieur de la maison et dans les rayonnements solaires, via l’échangeur thermique intégré à l'arrière du panneau Dualsun SPRING4, et les transmet à l’évaporateur de la pompe à chaleur. 

Ce circuit doit être rempli d’un fluide caloporteur contenant de l’antigel (le moins visqueux possible à basse température).

Quels sont les glycols compatibles avec les panneaux SPRING4 ?  

Le circuit chaud (à droite de la pompe à chaleur) distribue les calories générées par la pompe à chaleur aux différents circuits chauffage (radiateurs et/ou plancher chauffant) et ECS de la maison. Cette chaleur est produite grâce à l’énergie électrique consommée par le compresseur en complément aux calories captées par l’évaporateur dans le circuit froid. 

Une spécificité de l’intégration des panneaux solaires à ce circuit est l’utilisation d’une vanne mélangeuse (thermostatique ou électronique), comme le montre la figure ci-dessus, protégeant l’évaporateur de la pompe à chaleur des températures trop élevées pouvant provenir du champ solaire, notamment pendant la période estivale.

Oui, grâce au panneau SPRING4 spécialement conçu pour capter efficacement les calories présentes dans l’air en plus de celles présentes dans le soleil s'il y en a.

Lors de son fonctionnement, la pompe à chaleur exploite dans la source froide un delta de température plus qu’une température absolue. Ainsi si le fluide caloporteur entre à -5°C dans l’évaporateur de la pompe à chaleur et ressort à -10°C par exemple, le rendement de la pompe à chaleur reste très bon.

Dans cet exemple, même si la température de l’air est négative, le fluide sera “réchauffé” lors de son passage dans l’échangeur thermique des panneaux solaires.

Ainsi la pompe à chaleur fonctionne de jour comme de nuit, qu’il fasse beau ou que le temps soit couvert, même avec des températures extérieures négatives (jusqu’à une limite donnée par la pompe à chaleur). Nous avons même étudié l’efficacité de notre panneau dans le cas de la formation de givre et dans le calcul de notre SPF.

Une pompe à chaleur eau/eau a une limite de température maximale en entrée de son évaporateur, qui doit être inférieure à la température de stagnation des panneaux SPRING4 (80°C). C’est pourquoi, nous recommandons d’installer une vanne mitigeuse sur le retour des panneaux, dont la consigne sera à régler selon la limite maximale de la pompe à chaleur.

En cas de démarrage de la pompe à chaleur pour chauffer l’eau chaude sanitaire, la vanne mitigeuse (voir schéma technique plus haut) mélange le retour chaud des panneaux avec le départ froid du captage pour atteindre la température maximale d’entrée de la PAC.

De part la température de stagnation des panneaux à 80°C, il n’y aucun risque pour l’installation lorsqu’elle est à l’arrêt.

Pour observer le fonctionnement d’une vanne mélangeuse vous pouvez consulter cette vidéo. 

> How does a thermostatic mixing valve work?

Les configurations possibles sont multiples dans le cas d’un branchement de panneaux hybrides à une pompe à chaleur.
Il est en effet possible de passer par un ballon tampon (en particulier pour les installations de logements collectifs) ou des sondes géothermiques (afin de stocker la chaleur de l’été dans le sol). 

> En savoir plus ici : Les panneaux Dualsun SPRING peuvent-ils être raccordés à une installation géothermique ? 

Si vous avez un besoin particulier et des questions sur d’autres configuration possible nous vous invitons à nous contacter. 

>> Aller plus loin : Combien de panneaux Dualsun SPRING faut-il prévoir pour alimenter une PAC eau/eau ?