Cette solution, composée d’une pompe à chaleur (PAC) géothermique à absorption gaz naturel et d’une chaudière à condensation en appoint, permet de couvrir l’intégralité des besoins de chauffage et d’ECS du bâtiment concerné. Elle est particulièrement performante et adaptée aux logements collectifs.

La partie ci-dessous décrit brièvement le fonctionnement de chaque produit ainsi que celui de la solution dans son ensemble :

Fonctionnement de la pompe à chaleur (PAC) à absorption géothermique au gaz naturel

Elle fonctionne selon le principe de récupération d'énergie gratuite présente dans le sol (PAC GS) ou dans une nappe phréatique (PAC WS). Ainsi, la chaleur est récupérée et fournie à l'intérieur du bâtiment à chauffer. La pompe à chaleur gaz fonctionne sur le principe de l'absorption gaz. Elle affiche des rendements saisonniers atteignant 150 %.

Le rafraîchissement par géocooling consiste à profiter au maximum de l’énergie présente dans le sol sans pour autant démarrer la PAC en été. En effet, l’eau est rafraîchie en circulant dans les sondes en période chaude, cédant donc de la chaleur au sol. A l’inverse, en hiver le bâtiment prélève de la chaleur au sol grâce à un fonctionnement réversible. Il s’agit donc d’un moyen économique et écologique pour rafraîchir des espaces dont le besoin en climatisation est limité.

Elle permet donc d’atteindre un haut niveau de performance mais également d’efficacité énergétique et économique.

Fonctionnement de la chaudière à condensation au gaz naturel 

La chaudière gaz à condensation reprend le même principe de fonctionnement qu’une chaudière traditionnelle et permet en plus d’optimiser la récupération de la chaleur contenue dans les produits de combustion, tirant ainsi profit de toute l’énergie libérée lors de la combustion du gaz.

Dans une chaudière classique, le circuit d’eau du chauffage central est réchauffé uniquement grâce à la combustion du gaz naturel. La chaudière à condensation au gaz naturel récupère en plus l’énergie contenue dans les fumées. En effet, ces produits de combustion contiennent de la vapeur d’eau qui libère de la chaleur en se condensant. En récupérant cette chaleur (dite chaleur latente), la chaudière à condensation bénéficie d’un surplus d’énergie et consomme moins d’énergie que les chaudières traditionnelles.

Il s’agit d’un équipement fiable et performant qui permet de compléter l’apport de la pompe à chaleur et d’assurer les besoins thermiques dans les logements collectifs en cas de fortes baisses de température.

Fonctionnement global de la solution PAC à absorption géothermique au gaz naturel & chaudière à condensation dans les logements collectifs

Le plus souvent, la PAC géothermique à absorption gaz couvre la base des besoins, et l’appoint est assuré par une chaudière à condensation au gaz naturel afin d’atteindre un optimum technico-économique. La chaudière à condensation est en principe peu utilisée, ou pour des niveaux de température très bas. Ainsi, au vu des rendements, la PAC géothermique à absorption gaz est le générateur prioritaire, et la chaudière à condensation la structure d’appoint. Les pointes de puissance sont couvertes par la chaudière à condensation quand les températures de la boucle d’eau de chauffage sont les plus hautes 

• Une solution innovante : la PAC absorption géothermique est le successeur de la chaudière à condensation, elle constitue l’avenir du chauffage et apporte un confort optimal.
• Investissement maîtrisé grâce au bon choix de dimensionnement des PAC à installer afin de garantir un bon équilibre performance/coût.
• Une solution économique, avec une économie potentielle de 50 % sur le prix des sondes par rapport à une PAC électrique de même puissance.
• Une performance énergétique élevée pour le chauffage (150 % de rendement saisonnier) garantissant l’accès à des labels de très haute performance énergétique et des factures réduites.
• La possibilité de rafraîchir des espaces par le géocooling lorsque le besoin en froid est limité.

• Une maintenance simple (pour la PAC) similaire à celle d’une chaudière à condensation.

Dans le logement collectif, la PAC absorption gaz naturel géothermique doit être installée à l’intérieur, dans un local de production d’énergie. Ce local peut également contenir la chaudière d’appoint.

Des précautions doivent être prises afin d’éviter tout risque lié au fluide frigorifique de la PAC.

Le schéma suivant indique les localisations possibles d’un tel local : 

La température de la chaudière ne doit pas arrêter la pompe à chaleur. En effet, la température limite de retour vers la pompe à chaleur est de 55°C. Si cette température augmente, par la mise en route de la chaudière d’appoint par exemple, la pompe à chaleur se mettra à l’arrêt.

Les chaufferies collectives sont souvent dimensionnées avec des facteurs de surpuissances. Ils sont entre autres liés aux facteurs de relance définis par la norme EN 12831, au « cumul » des puissances chauffage et ECS, parfois pratiqué par la profession, et à la sécurité de puissance minimum à garantir en cas de panne d’un des générateurs.

Or quand la chaudière fonctionnera en dessous de son seuil minimum de modulation, elle sera en mode marche-arrêt (cyclage), ce qui entraînera l’usure prématurée du brûleur, une augmentation des pertes par pré-ventilation et des pics de polluant. Ce mode de fonctionnement sous le seuil minimum de modulation de la chaudière sera plus long dans le temps si la chaudière est surdimensionnée.

Consulter le guide Cegibat pour plus de détails sur l’influence de cette surpuissance mais aussi sur la bonne conception d’une installation composée de chaudière à condensation.

Le couplage PAC à absorption géothermique et chaudière à condensation au gaz naturel est bien valorisé par la RT 2012. 

Le prix de la solution varie en fonction de chaque projet selon sa taille, ou encore les modèles choisis. Néanmoins, pour une première approche, les ratios suivants peuvent être utilisées :

• Le prix installateur d’un module de 40 kW est généralement compris entre 13 et 15 k€ TTC auxquels il faut rajouter environ 7000 € HT par sonde.
• Pour la chaudière à condensation au gaz naturel, il faut compter en moyenne 100 €/kW (net installateur)