Le problème :
Un entrepreneur installe en parallèle deux thermopompes air-eau monobloc identiques comme le montre la figure 1. Chaque thermopompe possède son propre circulateur interne. Chaque pompe à chaleur est connectée à un système collecteur qui renvoie à un réservoir tampon à l'intérieur de la maison. Le système fonctionne avec une solution à 30 % de propylène glycol et d'eau.
L'installateur remarque que lorsque les deux pompes à chaleur fonctionnent, leur puissance combinée est très proche du double de la puissance d'une seule pompe à chaleur en fonction de ses caractéristiques nominales, de la température extérieure actuelle et de la température de sortie de l'eau. Cependant, lorsqu'une seule pompe à chaleur fonctionne dans les mêmes conditions, la puissance mesurée dans la salle mécanique est nettement inférieure à la puissance nominale. Cette anomalie est vraie quelle que soit la thermopompe qui fonctionne tandis que l’autre est éteinte.
Pouvez-vous comprendre pourquoi cela se produit et proposer un moyen de le corriger ?
Image gracieuseté de John Siegenthaler.
Le problème :
Chaque fois que plusieurs circulateurs sont connectés aux mêmes systèmes collecteurs, il est nécessaire d'installer des clapets anti-retour pour empêcher l'inversion du débit dans le circulateur inactif. Dans ce cas, la solution antigel sortant de la pompe à chaleur en fonctionnement se divise entre un chemin le long des collecteurs et à travers le ballon tampon, et un autre chemin à travers la pompe à chaleur inactive. Ce dernier flux fait doublement du mal :
- Cela réduit le taux souhaitable de transport de chaleur vers le ballon tampon.
- Le flux inversé à travers la pompe à chaleur inactive augmente la température du fluide entrant dans la pompe à chaleur active, ce qui réduit à la fois sa puissance calorifique et son coefficient de performance (COP).
Le correctif :
Heureusement, il existe une solution simple. Faites simplement ce que vous feriez « instinctivement » lors de la configuration d'un système utilisant des circulateurs de zone : assurez-vous qu'il y a un clapet anti-retour dans chaque branche parallèle. Pour la pompe à chaleur illustrée, la solution la plus simple serait de débrancher le tuyau flexible à la sortie de chaque pompe à chaleur et d'insérer un clapet anti-retour à ressort entre l'extrémité mâle du tuyau et la sortie filetée mâle de la pompe à chaleur. Si la pompe à chaleur est équipée de connexions FPT, utilisez simplement un raccord en laiton ou en acier inoxydable.
La figure 2 montre les clapets anti-retour installés.
Image gracieuseté de John Sigenthaler
L'ajout du clapet anti-retour ajoutera probablement de 2,5 à 3,5 pouces à la longueur du raccordement de la tuyauterie. Le connecteur flexible peut avoir suffisamment de flexibilité pour absorber cette longueur supplémentaire. Sinon, procurez-vous un connecteur flexible court.
Une autre option consiste à installer le clapet anti-retour au niveau du collecteur plutôt qu'au niveau de la pompe à chaleur. Assurez-vous que la flèche sur le clapet anti-retour pointe dans la bonne direction lorsque le clapet est monté. Vous pourriez penser que le fait de pointer le clapet anti-retour par inadvertance dans la mauvaise direction n’arrive jamais – je ne suis pas d’accord…
De nombreuses pompes à chaleur air-eau en provenance d'Europe ou d'Asie sont équipées de circulateurs internes. Cependant, je n’en ai pas encore vu un qui comprenne également un clapet anti-retour pour empêcher l’inversion du débit.
Cette chronique est basée sur une installation réelle qui a frustré presque toutes les personnes impliquées. Si ces deux clapets anti-retour avaient été inclus dans l'installation d'origine, cela aurait permis d'économiser beaucoup de temps et d'argent.