Ce COP s’écrit εc et on l’appelle « indice de performance ». C’est le rapport de la puissance thermique utile délivrée au condenseur à la puissance électrique absorbée par le compresseur uniquement. Cet indice est variable en fonction des températures des sources chaude et froide. Quand on précise une valeur de εc , on doit donc indiquer les bases de température et spécifier s’il s’agit de sources extérieures ou intérieures.

ε= chaleur au condenseur/travail du compresseur = Q2 / W.

Par exemple, si, à un moment de mesure donné, les températures des sources chaudes et froides d’une certaine PAC sont telles qu’elle transmet via son condenseur une puissance de 3 kW alors qu’au même moment son compresseur requiert une puissance de 1 kW, on pourra dire que son indice de performance vaut 3 kW / 1 k W = 3 pour ces conditions de température.

εc est obtenu après essais thermiques dans des conditions standard et il intègre donc les imperfections thermodynamiques (les écarts de température à l’évaporateur et au condenseur). Les pertes thermodynamiques, mécaniques, électriques du compresseur ont également été prises en compte.

L’indice de performance n’intègre par contre pas la consommation des auxiliaires (permanents ou non) et les pertes de chaleur dans les conduits.
C’est le COP qui est donné par les constructeurs de pompes à chaleur. Pour le calculer, en plus de la puissance du compresseur, on devra prendre en compte la puissance des auxiliaires non permanents (dispositif antigel, pompes et ventilateurs régulés en même temps que le compresseur, etc). La puissance consommée aux auxiliaires permanents (pompes de circulation dans le plancher, tableau électrique, régulation et système de sécurité) n’est pas assimilée.

   Puissance thermique au condenseur (chaleur restituée dans le bâtiment)

COP = ——————————————————————————————————

   Puissance absorbée pour réaliser le transfert de chaleur (compresseur et auxiliaires NP)

Les mesures ne concernent que les éléments rattachés à la pompe à chaleur et sont indépendantes de l’installation de chauffage, de l’accumulateur, etc. La norme européenne EN 14511 fixe des conditions de mesures standardisées très précises qui ne correspondent aux situations réelles que dans certaines circonstances. Il ne faut pas perdre cela de vue lorsque l’on travaille avec ce COP.

Reprenons l’exemple de PAC ci-dessus. Dans les conditions imposées par la norme EN 255, la puissance mise à disposition au condenseur ne sera peut-être pas 3 kW mais 3,2 kW pour une température de sortie du condenseur identique. De plus, la puissance absorbée par l’ensemble des équipements à prendre en compte ne sera peut-être pas de 1 kW mais de 1,1 kW. Le coefficient de performance vaudra alors 3,2 / 1,1 = 2,9.

Le COP est le coefficient le plus utile car il donne des performances réelles d’une pompe à chaleur. De même que pour l’indice de performance, il n’intègre pas les pertes dans les conduits.

Ce COP, que l’on peut écrire εi, sera toujours inférieur au COP global de la PAC vu ci-dessus. Il tient compte des éléments suivants :
  • les imperfections de l’installation (pertes d’énergie par les réseaux de distribution, pertes aux échangeurs, etc.) qui ne participent pas au chauffage des locaux,
  • les auxiliaires (pompes, circulateurs, ventilation, etc.),
  • la mise en œuvre de l’installation (dimensionnement, pose, etc.).

Si l’installation était parfaite, εi serait égal au COP global de la PAC donné par les constructeurs.

Le coefficient annuel, ou COPA, évalue la performance annuelle de l’installation de la pompe à chaleur, auxiliaires compris. C’est l’indice le plus important dans l’examen d’une installation de pompe à chaleur. Toutes les quantités d’énergie produite et injectées pendant une année y sont comparées. Il ne s’agit pas d’une valeur théorique calculée à partir de puissance installées, mais d’une mesure réelle sur site de la quantité d’énergie consommée et fournie. C’est le coefficient de performance annuel qui donne vraiment idée du « rendement » et de l’efficacité de l’installation.
Il vaut le rapport des valeurs mesurées :

 énergie calorifique restituée dans le bâtiment sur une saison de chauffe

COPA = ————————————————————————————————————————–

énergie consommée pour le fonctionnement de l’installation (pompe à chaleur + auxiliaires)

Imaginons que notre PAC fasse maintenant partie de toute une installation de chauffage. Les variations de température des sources froides et chaudes, les pertes par émission du réseau de distribution, la consommation d’un chauffage d’appoint, etc… font que 13 000 kWh* de chaleur sont produits sur une année, tandis que les consommations globales s’élèvent à 6 200 kWh* d’énergie électrique. On dira alors que le COPA de cette installation vaut 13 000 kWh / 6 000 kWh = 2,17.

*Ces valeurs ne servent qu’à illustrer la définition du COPA. Il ne s’agit pas d’une quelconque moyenne d’installations existantes ou du résultat d’une étude de cas.

Le SPF évalue théoriquement la performance annuelle de la pompe à chaleur (et pas de l’installation). Il est le rapport des quantités d’énergie fournies et apportées en un an calculées de façon théorique sur base du COP instantané à différentes températures.
Il s’agit donc bien d’une valeur théorique mais prenant en compte les variations de température de la source froide et non pas d’une valeur mesurée en situation réelle comme le COPA. De plus, le SPF décrit une PAC tandis que le COPA décrit une installation complète. On ne tiendra donc pas compte pour le calcul du SPF des pertes de l’accumulateur par exemple, ou d’un mauvais réglage d’un dispositif de dégivrage, qui augmenteraient la quantité d’énergie demandée au compresseur et donnerait une valeur finale moins avantageuse mais plus réelle. On calculera le SPF comme ceci :

  • Qdemandée est la quantité d’énergie demandée à la PAC durant la période de chauffe [kWh/an].
  • P(Text) est la puissance à apporter lorsque la température de la source froide est Text (par exemple les déperditions thermiques d’une maison selon la température extérieure) [kW].
  • t(Text) est le temps durant lequel la température de la source froide est Text [h/an]
  • COP(Text) est le coefficient de performance de la pompe à chaleur lorsque la température de la source froide est Text.