Chauffage : Combinaison de chauffage infrarouge et de pompe à chaleur

Il est possible de combiner le chauffage infrarouge et une pompe à chaleur, et cela peut s'avérer avantageux dans certains cas. Voici quelques informations importantes à ce sujet :

Comment fonctionne le chauffage infrarouge ?

Les radiateurs infrarouges fonctionnent en émettant un rayonnement infrarouge qui chauffe directement les objets et les personnes. Contrairement aux radiateurs classiques qui chauffent l'air, un radiateur infrarouge chauffe les surfaces de la pièce, qui diffusent ensuite la chaleur dans l'air ambiant.

Comment fonctionne une pompe à chaleur ?

Une pompe à chaleur utilise l'énergie de l'environnement (air, eau, sol, etc.) et la convertit en chaleur pour chauffer un bâtiment. Elle fonctionne selon le principe de l'échange thermique et peut également servir à la climatisation.

Avantages de la combinaison

L'association d'un radiateur infrarouge et d'une pompe à chaleur présente plusieurs avantages. Les radiateurs infrarouges, émettant une chaleur directe, procurent rapidement une sensation de chaleur agréable. La pompe à chaleur, quant à elle, fonctionne efficacement et utilise des sources d'énergie renouvelables pour produire de la chaleur. Ensemble, ils constituent une solution de chauffage confortable et écoénergétique.

Utilisation de la pompe à chaleur comme source de chauffage principale

Dans la plupart des cas, la pompe à chaleur est utilisée comme source de chauffage principale en raison de son efficacité énergétique. Le chauffage infrarouge peut alors servir de chauffage d'appoint pour fournir une chaleur supplémentaire plus rapidement et plus précisément, notamment dans les pièces moins fréquentées.

Contrôle et réglementation

Un contrôle et une régulation précis sont essentiels pour combiner efficacement les deux systèmes. Il existe des systèmes de contrôle intelligents capables de gérer à la fois la pompe à chaleur et le système de chauffage infrarouge afin d'obtenir une température ambiante optimale et de réaliser des économies d'énergie.

Il est toutefois important de noter que l'efficacité de la combinaison d'un chauffage infrarouge et d'une pompe à chaleur dépend de divers facteurs, tels que l'isolation du bâtiment, la superficie de la pièce et les besoins de chauffage individuels. Il est recommandé de consulter un expert afin de trouver la solution la mieux adaptée à votre situation.

L’étude « Évaluation du potentiel des systèmes de chauffage infrarouge pour la couverture des pics de consommation », menée par l’Université technique de Dresde, confirme que le chauffage infrarouge constitue une solution pour réduire à court terme la consommation d’énergies fossiles dans les bâtiments résidentiels existants, tout en les préparant à l’installation de pompes à chaleur. Les résultats seront présentés lors de la conférence « Le chauffage infrarouge dans la construction résidentielle ».

Les propriétaires qui ne peuvent pas installer rapidement une pompe à chaleur dans leur maison (en raison de problèmes d'approvisionnement, du coût élevé de l'investissement ou du manque de temps de l'installateur) peuvent, dans un premier temps, utiliser le chauffage infrarouge pour réaliser des économies d'énergies fossiles à court terme. Ils peuvent ensuite remplacer leur ancien système de chauffage à eau par une pompe à chaleur de plus faible capacité et l'utiliser conjointement avec le chauffage infrarouge. Selon une étude de l'Université technique de Dresde, cette solution est techniquement réalisable. Le propriétaire commence par réduire la température du circuit (température de départ) de son système de chauffage au gaz existant, afin de couvrir uniquement les besoins de base de la maison. Les pics de consommation, ou demandes de chauffage plus importantes, peuvent être satisfaits par des radiateurs infrarouges à action rapide. Cette méthode permet de réduire la consommation d'énergies fossiles tout en maintenant une température confortable et constante dans la maison, sans nécessiter de rénovations coûteuses et complexes telles que le remplacement des radiateurs, des fenêtres ou l'isolation des murs extérieurs.

Cette approche et la demande énergétique qui en découle ont été étudiées dans le cadre de l'étude « Évaluation du potentiel des systèmes de chauffage infrarouge pour la couverture des pics de consommation » menée à l'Université technique de Dresde, en prenant pour exemple une maison individuelle représentative. Les résultats ont été présentés pour la première fois par le professeur Joachim Seifert, docteur en sciences et ingénieur habilité, directeur du département des technologies énergétiques du bâtiment à l'Institut des technologies énergétiques de l'Université technique de Dresde, lors de la conférence « Chauffage infrarouge dans la construction résidentielle », le 11 mai 2023 à Wurtzbourg. « Les systèmes de pompes à chaleur associés à des radiateurs infrarouges électriques constituent une solution technologique intéressante pour les bâtiments existants. Cette combinaison permet de répondre aux besoins en chauffage tout en assurant un confort thermique optimal », a conclu le chercheur.

Combinaison de chauffage infrarouge et de pompe à chaleur

Dans le cadre de l'étude commandée par l'association industrielle IG Infrarot, des scientifiques de l'université technique de Dresde ont cherché à déterminer si un système de chauffage à eau existant, avec des températures de circulation élevées, pouvait être adapté au fonctionnement avec une pompe à chaleur basse température en le combinant avec un radiateur infrarouge.

Pour représenter le parc immobilier allemand de manière représentative, l'équipe a choisi une maison individuelle de 160 mètres carrés de surface utile chauffée et une norme d'isolation thermique conforme à l'ordonnance sur l'isolation thermique 95.

La charge de chauffage standard est de 9,2 kilowatts et la charge de chauffage spécifique est de 57,20 watts par mètre carré. La simulation a été réalisée à l'aide du logiciel de simulation couplée bâtiment-installation TRNSYS-TUD.

Dans la simulation, le bâtiment existant est équipé d'une chaudière à gaz basse température. La chaleur est diffusée par des radiateurs. Partant de ce constat, les chercheurs ont abaissé la température du flux thermique afin de démontrer le potentiel du chauffage infrarouge pour le maintien d'une température de base, que ce soit avec la chaudière à gaz ou les radiateurs existants.

Combinaison d'un chauffage de base non régulé et d'un chauffage infrarouge régulé

L'analyse a été menée selon une séquence reflétant les procédures pratiques des propriétaires. Dans un premier temps, le bâtiment a été porté à une température de base grâce au système de chauffage au gaz. Initialement réglé sur une température de départ de 70 °C et une température de retour de 55 °C (ϑV/ϑR = 70 °C/55 °C), le réglage de la température maximale de la courbe de chauffage a été abaissé à une température de départ (ϑV) de 40 °C, et une courbe de chauffage ϑV/ϑR = 40/30 a été établie. Dans sept pièces sur dix, les radiateurs, désormais non régulés, sont ensuite complétés par des radiateurs infrarouges.

Dans une étape ultérieure, la chaudière basse température a été remplacée par une pompe à chaleur air-eau. Les chercheurs n'ont apporté aucune modification aux dimensions du système de transfert de chaleur (radiateurs) ni au niveau d'isolation. Sur cette base, les deux options ont été comparées et la demande énergétique finale a été déterminée. Le respect des critères de confort thermique pendant les heures de fonctionnement était une condition essentielle. Avec les paramètres sélectionnés, le système de chauffage infrarouge couvre entre 26 et 38 % de l'énergie requise.

Les déficits de performance peuvent être compensés par le chauffage infrarouge.

« Les résultats montrent que le déficit de performance qui en résulte peut être compensé par le chauffage infrarouge », écrivent les scientifiques de l'Université technique de Dresde en conclusion de l'étude. Ils ajoutent : « Globalement, l'étude démontre qu'en complétant un système de chauffage à eau par un chauffage infrarouge, un système de chauffage existant, conçu pour des températures plus élevées, peut être utilisé à basse température sans remplacer les surfaces chauffantes. Il est donc parfaitement adapté à une combinaison avec une pompe à chaleur. Les analyses ont montré que, par rapport à la configuration de base, la consommation énergétique finale peut être réduite jusqu'à 62 % grâce à cette utilisation combinée. » Si différents systèmes peuvent couvrir les pics de consommation à basse température, « le chauffage infrarouge est particulièrement adapté à cet usage en raison de sa rapidité de réponse. »

Utilisez les économies réalisées pour le système photovoltaïque

« Les radiateurs infrarouges étant peu coûteux, facilement disponibles et pouvant être installés en quelques heures seulement, cette solution peut être mise en œuvre par les propriétaires rapidement et avec un faible investissement », déclare Lars-Henric Voß, président d'IG Infrared Germany.

L'étude démontre qu'une rénovation complète de l'enveloppe du bâtiment et la modification du système de transfert de chaleur à eau peuvent être évitées. Il en résulte des coûts d'investissement nettement inférieurs et donc une réduction de la charge financière pour les propriétaires, ainsi qu'un avantage pour l'économie nationale, puisqu'aucune subvention n'est requise. « Les économies ainsi réalisées peuvent être efficacement utilisées pour un système photovoltaïque plus important afin de produire encore plus d'énergie solaire respectueuse du climat – non seulement pour le chauffage, mais aussi pour l'électricité, l'eau chaude sanitaire et la mobilité électrique », ajoute Dirk Bornhorst, président d'IG Infrared.

Source : Communiqué de presse « Le chauffage infrarouge accélère la transition vers les pompes à chaleur »

Il est généralement possible de combiner un système de chauffage de base non régulé et un système de chauffage infrarouge régulé. Voici quelques informations à ce sujet :

Chauffage de base non réglementé

Un système de chauffage de base non régulé désigne généralement un système de chauffage central traditionnel où la chaleur est diffusée par des radiateurs ou un plancher chauffant. Ce type de chauffage est souvent contrôlé par un thermostat qui mesure la température ambiante et active ou désactive le chauffage en conséquence.

Chauffage infrarouge contrôlé

Contrairement au chauffage classique non régulé, le chauffage infrarouge est généralement contrôlable individuellement et avec précision. Les radiateurs infrarouges modernes sont équipés de thermostats intégrés et de commandes programmables permettant de régler précisément la température ambiante et la durée de chauffage.

Combinaison de systèmes de chauffage

L'association d'un système de chauffage principal non régulé avec un chauffage infrarouge régulé peut s'avérer avantageuse dans certaines situations. Par exemple, le système de chauffage principal peut servir de source de chaleur principale, portant la pièce à une température minimale spécifique. Le chauffage infrarouge peut alors être utilisé comme source de chaleur d'appoint pour apporter un confort supplémentaire et une chaleur ciblée dans des zones précises de la pièce.

Avantages de la combinaison

En combinant un système de chauffage classique avec un chauffage infrarouge, vous bénéficiez des avantages des deux. Le chauffage classique diffuse une chaleur homogène dans la pièce, tandis que le chauffage infrarouge offre une montée en température rapide et ciblée. Ceci peut s'avérer particulièrement avantageux dans les pièces peu utilisées ou lorsque les préférences de chauffage varient d'une personne à l'autre.

Contrôle et réglementation

Il est important de disposer de commandes adaptées pour combiner efficacement les deux systèmes de chauffage. Idéalement, le radiateur infrarouge devrait être équipé d'une unité de commande distincte, réglable indépendamment du système de chauffage principal. Cela permet d'ajuster la puissance de chauffe du radiateur infrarouge selon vos besoins et de réaliser des économies d'énergie.

Veuillez noter qu'il est recommandé de consulter un spécialiste pour obtenir des conseils adaptés aux exigences spécifiques de votre bâtiment et de votre système de chauffage. Il pourra vous aider à trouver la combinaison et les options de régulation les mieux adaptées à votre situation.