Systèmes hybrides : Zoom sur le couplage réversible et intelligent de deux systèmes performants

Générateur bi-énergie adapté à la maison neuve comme à la rénovation, la chaudière hybride, aussi appelée PAC hybride, assure le chauffage, la production d’eau chaude sanitaire et même le rafraîchissement. En couplant une chaudière à condensation et une pompe à chaleur, cet équipement permet de tirer le meilleur parti des deux technologies et de réaliser des économies d’énergie, sous réserve de choisir le bon dimensionnement.

Destinée à la maison individuelle, la chaudière/PAC hybride est composée des éléments suivants :

  • une chaudière gaz à condensation murale ou au sol (couplée à un ballon d’eau chaude sanitaire selon les solutions) ;
  • une pompe à chaleur aérothermique de petite puissance (< 4 kW en chaud seul) et pouvant être réversible (jusqu’à 5 kW dans ce cas) ;
  • un module hydraulique permettant l’échange thermique entre la pompe à chaleur et la chaudière, pouvant être intégré ou non à la chaudière ;
  •  un système de régulation intelligent.

C’est la régulation qui est au cœur de l’innovation du système hybride et qui fait toute la différence avec une pompe à chaleur en relève de chaudière. En effet, elle permet d’assurer le meilleur rendement selon les conditions extérieures et les besoins du logement.

Un choix permanent de l’appareil le plus performant

Quand les températures extérieures sont douces, la pompe à chaleur assure en priorité les besoins de chauffage. En revanche, lorsque les températures diminuent et que le rendement de la PAC est moins bon que celui de la chaudière, la régulation passe le relais à la chaudière. Un arbitrage en temps réel qui assure le fonctionnement optimal de l’appareil et permet de réaliser des économies d’énergie par rapport à une chaudière à condensation seule ou une pompe à chaleur seule, pouvant aller jusqu’à 20 %. Certains modèles disposent même d’une régulation arbitrant sur le coût des énergies pour optimiser la facture énergique du client. Quant aux besoins en eau chaude sanitaire, ils sont assurés par la chaudière à condensation, soit en appoint, soit en totalité en fonction des situations.

Réversibilité

Désormais, la chaudière hybride permet aussi de rafraichir le logement. Proposé par quelques fabricants, ce système fonctionne généralement grâce à des ventilo-convecteurs ou via la mise en place d’un plancher chauffant rafraichissant.

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NOUVEAUTE 2017

Nouvelles aides financières depuis juillet 2017 : la solution PAC hybride peut disposer d’une aide supplémentaire, les Certificats d’Economies d’Energie, suite à la parution de l’arrêté du 26 juillet 2017. La solution hybride doit avoir une efficacité saisonnière selon le règlement (EU) n°813/2013 (ŋs) à minima de 111%. Les pompes à chaleur basse température ne sont pas éligibles aux CEE.
Pour rappel, l’hybride peut également bénéficier du Crédit d’Impôt pour la Transition Energétique – CITE.

Quel dimensionnement optimal pour les chaudieres hybrides sur le marche de la renovation ?

Si la gamme de prix des chaudières hybrides, de 5 000 à 10 000 euros selon la puissance de la PAC, leur permet d’être très compétitives par rapport à une pompe à chaleur seule, la clé est de déterminer la bonne puissance de la pompe à chaleur par rapport aux économies potentielles.

Sous l'égide de l’AFPAC, un consortium a été créé dont GRDF était partenaire, afin de mener une étude de dimensionnement de la solution PAC hybride, afin d’établir quelle serait la meilleure solution selon les marchés adressés.

L'étude a ainsi permis d'établir qu'en rénovation d’une maison existante, la solution hybride doit s’adapter à des besoins de chauffage beaucoup plus importants que pour un logement neuf. Pour cela, il est intéressant d’installer des appareils avec des puissances de PAC entre 3 et 6kW maximum. L’étude démontre que le coût global de la solution hybride augmente avec les puissances de PAC. Malgré cette augmentation de la puissance de la PAC, cela ne permet pas d’améliorer la rentabilité de la solution même sur plusieurs années. 
A partir d’une puissance de PAC de 6kW l’intérêt coût/performance de la solution n’est plus avéré car le coût d’investissement par rapport aux performances attendues ne permet pas de rentabiliser la solution.

La solution PAC hybride la plus optimale pour le client pour une maison existante reste un appareil disposant d’une PAC < 6kW couplée à une chaudière à condensation à micro-accumulation.

L’étude est disponible en téléchargement sur le site de l’AFPAC

Pas de formation spécifique

Il existe quatre types d’installation de la chaudière hybride, permettant ainsi de répondre à toutes les configurations que l’on peut rencontrer sur le terrain : solution intégrée monobloc, solution avec module hydraulique, installation bi-bloc en liaison hydraulique ou installation bi-bloc en liaison frigorifique. Les hybrides avec des splits extérieurs nécessitent l’intervention d’installateurs qualifiés pour la manipulation des fluides frigorigènes. Pour les configurations monobloc, l’installation induira le percement de la façade pour permettre l’entrée et la sortie d’air de la PAC. Aucune formation spécifique n’est nécessaire pour la pose de cette solution. En termes de maintenance, il n’y a aucune obligation d’entretien pour la partie pompe à chaleur mais cela est toutefois fortement recommandé, seulement pour la partie chaudière, de façon classique. Le changement du fluide frigorigène doit être effectué tous les cinq ans. Les coûts de maintenance sont plus élevés que pour une simple chaudière à condensation (autour de 20 %) et dépendent du nombre de composants du système complet. Pour l’installation d’une chaudière hybride avec PAC d’une puissance inférieure à 4 kW, l’entretien annuel de la PAC est nécessaire afin de garantir son bon fonctionnement, ses performances et sa durée de vie. A ce jour il n’y a pas d’obligation de maintenance, mais il existe une offre de maintenance spécifique sur ces appareils qui intègre la vérification de la partie PAC.