Pourquoi les pompes à chaleur air-air pour piscines sont-elles peu performantes en hiver ?

Tout d'abord, il est important de comprendre la signification du COP : COP = Puissance calorifique / Consommation électrique. Il indique la quantité de chaleur pouvant être transférée de l'air extérieur vers une pièce en consommant une unité d'électricité. La limite théorique du COP est de 1 (ce qui signifie qu'une unité d'électricité peut produire au maximum une unité de chaleur). Une pompe à chaleur, quant à elle, utilise l'électricité pour actionner un compresseur, qui extrait l'énergie thermique de l'air et la transfère à l'intérieur de la pièce. Son COP peut généralement atteindre 2,5 à 4,5, voire plus (ce qui signifie qu'une unité d'électricité peut transférer l'équivalent de 2,5 à 4,5 unités de chaleur). Un COP plus élevé signifie des économies d'énergie plus importantes : un COP de 3 permet d'économiser environ 67 % d'énergie par rapport à un radiateur électrique dont le COP est de 1.

Alors pourquoi les pompes à chaleur air-air pour piscines sont-elles si peu performantes en hiver ?

Le COP d'une pompe à chaleur n'est pas une valeur fixe ; il chute brutalement lorsque la température extérieure diminue, et sa capacité de chauffage diminue en conséquence. Ceci est dû à deux principes physiques interdépendants :

1. Dégradation de la source de chaleur (l'énergie de l'air devient « rare ») :
Les pompes à chaleur absorbent la chaleur de l'air extérieur. Plus la température extérieure est élevée, plus l'air contient d'énergie thermique (enthalpie) et plus il est facile de l'extraire. Lorsque la température extérieure descend à 0 °C, voire moins, l'énergie thermique disponible dans l'air diminue considérablement, ce qui rend l'absorption de chaleur par la pompe à chaleur plus difficile et réduit naturellement la quantité de chaleur qu'elle peut transférer par unité de temps (puissance calorifique).

2. Température d'évaporation plus basse, le compresseur « travaille plus dur » :

Dégivrage fréquent : Par temps froid et humide, l’unité extérieure givre fortement. L’appareil doit alors passer régulièrement du mode chauffage au mode refroidissement pour faire fondre le givre. Ce processus non seulement empêche la production de chaleur, mais absorbe également celle de l’unité intérieure.

Comme pour l'ascension d'une montagne, plus la montagne est haute (plus la différence de température est grande), plus l'effort requis pour l'escalader est important (plus de consommation d'énergie) et plus l'ascension est lente (moins de dégagement de chaleur).

Le coefficient de performance (COP) d'une pompe à chaleur à température constante est la référence absolue pour mesurer ses performances, et sa capacité de chauffage réduite en hiver est déterminée par la nature physique du COP. Mais elle n'est pas essentiellement due à une machine « défectueuse ».