Comparatif des pompes à chaleur : types, rendement et conception

Les pompes à chaleur comme système de chauffage pour les maisons individuelles

En tant que système de chauffage_{à faibles émissions de CO₂}, les pompes à chaleur contribuent de manière significative à la décarbonisation du secteur du bâtiment. En Suisse, les constructeurs équipent environ trois quarts des maisons individuelles neuves de pompes à chaleur pour assurer le chauffage des pièces et la production d’eau chaude. Lors du remplacement de leur système de chauffage, près de la moitié des propriétaires optent pour une pompe à chaleur.

Les pompes à chaleur utilisent la chaleur ambiante et une énergie motrice – généralement l’électricité – pour produire de la chaleur utile destinée au chauffage des pièces et à la production d’eau chaude sanitaire. Le compresseur et le condenseur comptent parmi les principaux composants d’une pompe à chaleur. La distance entre la pompe à chaleur et la source de chaleur extérieure doit être aussi courte que possible afin d’éviter les pertes de chaleur. Selon le type, les pompes à chaleur peuvent entraîner des coûts d’acquisition plus élevés que les systèmes de chauffage fossiles, mais les coûts d’investissement et d’entretien peuvent être planifiés à l’avance.

Comment fonctionne une pompe à chaleur ?

Les pompes à chaleur exploitent différentes sources de chaleur présentes dans l’environnement :

• Pompes à chaleur air-eau ou à air extérieur: l’air ambiant est la source de chaleur la plus courante pour les pompes à chaleur. En hiver, leur rendement diminue toutefois proportionnellement aux températures extérieures, ce qui explique pourquoi le rendement des pompes à chaleur à air extérieur est inférieur à celui des autres types de pompes à chaleur.
• Pompes à chaleur sol-eau ou géothermiques: la sonde géothermique capte la chaleur du sol, située près de la surface. À une profondeur de 150 à 300 m, la température se situe entre 10 et 15 °C environ. Le transfert de chaleur entre le sol et la pompe à chaleur s’effectue par le biais d’une solution saline aqueuse (saumure) circulant à l’intérieur des sondes géothermiques.
• Pompe à chaleur eau-eau: la température de l’eau souterraine reste pratiquement constante tout au long de l’année et est généralement supérieure à celle du sol. L’efficacité des pompes à chaleur eau-eau est donc relativement élevée.

Wo eignet sich welcher Anlagetyp?

Welche Art von Wärmepumpe sich am besten eignet, hängt vom Standort des Gebäudes, der verfügbaren Energiequelle und dem lokalen Grundwasservorkommen ab. Beinahe zwei Drittel der in der Schweiz installierten Wärmepumpen sind Aussenluft-Wärmepumpen, die Umgebungsluft als Wärmequelle nutzen. Ebenso beliebt sind Wärmepumpen, die Erdwärme mittels Erdwärmesonden beziehen. Weniger stark vertreten sind in der Schweiz bisher Wassernutzungsanlagen und Erdregister. 

Die Aussenluft-Wärmepumpe ist in der Schweiz am meisten verbreitet und kostengünstiger als die anderen Wärmepumpen-Systeme. Beim Wirkungsgrad (JAZ oder COP) schneiden sie allerdings schlechter ab. Die JAZ ist bis zu 30 % tiefer als bei Wärmepumpen, die ihre Energie aus dem Boden respektive Grundwasser beziehen.

Erdwärmesonden sind besonders für Ein- und kleinere Mehrfamilienhäuser zu empfehlen. Dabei ist auf die Distanz zu Erdsonden auf Nachbargrundstücken zu achten, damit die Auskühlung und eine Effizienzeinbusse vermieden werden können.  
 
Es gibt Fälle, in denen der Einbau einer Wärmepumpe besonders zu prüfen ist:

• Wenn der Anschluss an ein Quartier-Fernwärmenetz möglich ist. Kommunale Energiepläne geben Auskunft über die raumplanerischen Rahmenbedingungen.
• Wenn für die Heizung Vorlauftemperaturen über 55 °C erforderlich sind, was vor allem für schlecht gedämmte Gebäude zutrifft. 

Autorisation et conditions environnementales relatives aux pompes à chaleur

Les autorités interdisent l’installation de pompes à chaleur exploitant la géothermie et les eaux souterraines dans certaines régions pour des raisons de protection des eaux. Les services cantonaux de l’énergie désignent les zones concernées et fournissent des informations à ce sujet sur leurs sites Internet. Parfois, les portails consacrés à l’énergie permettent d’effectuer une recherche par parcelle pour identifier les zones adaptées à l’installation de pompes à chaleur. Les autorités compétentes soumettent dans tous les cas l’installation de pompes à chaleur géothermiques et le forage de sondes géothermiques à autorisation.

Prescriptions communales

De nombreuses communes disposent d’un plan directeur communal en matière d’énergie, qui constitue un élément central de la planification énergétique communale. Il vise à coordonner le développement territorial et l’utilisation de l’énergie. Sur cette base, les communes peuvent informer les maîtresses et les maîtres d’ouvrage des endroits où le raccordement à un réseau de chauffage collectif est prévu et, par conséquent, refuser d’autoriser l’installation d’une pompe à chaleur. Dans le cadre d’un conseil d’impulsion « Chauffage renouvelable » ou d’un rapport de rénovation CECB-Plus, les spécialistes effectuent ces vérifications de manière systématique.

So arbeitet eine Wärmepumpe

Wärmepumpen nutzen Energie aus der Umwelt und bereiten diese mithilfe von Strom in nutzbare Wärme auf. Sie arbeiten umso effizienter, je geringer die Differenz zwischen Ausgangstemperatur und Heiztemperatur ist. Im Idealfall werden für die Vorlauftemperaturen im Heizkreislauf 30 bis 45 °C benötigt. Wird die Heizwassertemperatur um 5 °C abgesenkt, erhöht sich die Effizienz (Jahresarbeitszahl) einer Wärmepumpe um rund 10 %. Dabei gilt: Je höher die Betriebseffizienz ist, umso weniger Strom wird verbraucht.  

Die Wärmepumpe funktioniert ähnlich wie ein Kühlschrank: Während der Kühlschrank Wärme aus dem Kühlraum nach aussen abgibt, entzieht die Wärmepumpe der Umgebung – Erdreich, Aussenluft oder Grundwasser – Wärme und nutzt sie zum Heizen. Die Wärmepumpe wandelt also Umweltwärme in tieferer Temperatur in Heizwärme höherer Temperatur um. 

Die wichtigsten Bestandteile einer Wärmepumpe sind der Verdichter (Kompressor) und der Verflüssiger (Kondensator). Die Umweltwärme, die in Luft, Erde und Wasser gespeichert ist, wird von der Wärmepumpe aufgenommen. Im Verdichter wird der Dampf komprimiert und dadurch erhitzt. Der heisse Dampf wird im Kondensator in Form von Wärme an den Wasserkreislauf des Heizsystems abgegeben. Das Expansionsventil dient dazu, den Druck abzubauen, bevor der ganze Kreislauf von vorne beginnt.  

Ab 2027 sind umweltschädliche Kältemittel verboten 

Ab 2027 dürfen in der der EU und in der Schweiz nur noch Wärmepumpen vertrieben werden, die umweltfreundliche Kältemittel verwenden. Die bisherigen Kältemittel r32, r410a und r134a – allesamt Fluorgase – sind dann nicht mehr erlaubt. Bestehende Wärmepumpenanlagen sind von diesem Verbot nicht betroffen und können weiterbetrieben werden.

Trotzdem sollten sich Hauseigentümerinnen und Hauseigentümer bewusst sein: Ältere, schädliche Kältemittel verknappen sich zunehmend und werden daher in Zukunft massiv teurer. Man ist gut beraten, frühzeitig auf umweltfreundliche Kältemittel umsteigen, um die Kosten langfristig zu senken und einen Beitrag an die Umwelt zu leisten.  

Conception d’une pompe à chaleur

On distingue deux modes de fonctionnement des pompes à chaleur :

• monovalent : la pompe à chaleur produit la chaleur de chauffage de manière exclusive, ce qui est le cas pour la majorité des pompes à chaleur installées.
• bivalent : on complète la pompe à chaleur par un générateur de chaleur supplémentaire, tel qu’un système de chauffage au bois ou l’énergie solaire.

Les maisons individuelles et les immeubles collectifs (jusqu’à 6 appartements maximum) fonctionnent généralement en mode monovalent. Vous pouvez également intégrer le chauffage de l’eau sanitaire. Lors de l’entretien avec la ou le concepteur·rice spécialisé·e en chauffage, vous devez aborder les aspects suivants :

• Besoins en puissance thermique du bâtiment, avant et après la rénovation énergétique de l’enveloppe du bâtiment
• Détermination du point de commutation lorsqu’un système d’eau chaude sanitaire séparé est installé.

Dimensionnement de la pompe à chaleur

Outre le rendement, vous devez prêter attention au dimensionnement d’une pompe à chaleur. Souvent, les installateurs surdimensionnent les nouvelles installations et leur attribuent une puissance trop élevée. Que ce soit pour les constructions neuves ou le remplacement d’un système de chauffage, vous avez donc intérêt à demander plusieurs devis et à examiner précisément la puissance requise.

Dans le cadre de la rénovation de bâtiments, il est recommandé d’améliorer l’enveloppe extérieure et la distribution interne de la chaleur avant d’installer une pompe à chaleur. Lorsque les températures de départ dépassent 55 °C – c’est-à-dire dans des bâtiments généralement mal isolés –, une pompe à chaleur fonctionne de manière inefficace. Les planchers chauffants sont mieux adaptés à la diffusion de chaleur à basse température que les radiateurs.

Veillez au label de qualité

Lors du choix des groupes frigorifiques et des entreprises chargées des travaux, veillez à la présence du label de qualité de l’Association professionnelle des pompes à chaleur de Suisse (FWS). De plus, lors de la remise de l’installation, exigez un certificat « Module système de pompe à chaleur ». Celui-ci donne droit à ses détenteurs à un contrôle de performance après environ deux ans de fonctionnement. De plus, ce label est une condition préalable à toute demande de subventions cantonales.

Rendement : déterminé par la source d’énergie

Les pompes à chaleur à air extérieur sont plus économiques que les pompes à chaleur géothermiques, car elles ne nécessitent pas le forage de sondes géothermiques. Les pompes à chaleur géothermiques tirent toutefois leur énergie du sol, dont la température reste constante à environ 12 °C. Elles consomment donc moins d’énergie qu’une pompe à chaleur à air extérieur. Ces dernières fonctionnent donc moins efficacement par temps froid en hiver et présentent un rendement (coefficient de performance annuel, COP) inférieur à celui des pompes à chaleur géothermiques. Une pompe à chaleur géothermique peut atteindre un coefficient de performance annuel (COP) allant jusqu’à 5. La pompe à chaleur à air extérieur n’atteint généralement que 3,5.

Le rendement dépend de la source d'énergie

Pompe à chaleur sol-sol, air extérieur-eau ou eau-eau ?

Jahresarbeitszahl – die Effizienz einer Wärmepumpe

Wie effizient eine Wärmepumpe ist, erkennt man an der Jahresarbeitszahl (JAZ). Sie zeigt das Verhältnis von gewonnener Heizwärme und benötigter Antriebsenergie. Je grösser die JAZ ist, umso weniger Strom verbraucht sie. Beeinflusst wird die JAZ von verschiedenen Faktoren wie das Kältemittel, das Temperaturniveau der Wärmequelle, die Vorlauftemperatur im Heizkreislauf oder die Betriebseinstellung. Die Effizient wirkt sich unmittelbar auf die Heizrechnung aus: Eine JAZ von 2,4 statt 3,4 bei einer Aussenluft-Wärmepumpe oder von 3 statt 4 bei einer Erdwärmepumpe erhöht den Stromverbrauch um einen Drittel. 

Erdwärmepumpe: Woher kommt die Energie?

Mithilfe von Erdwärmesonden entzieht die Erdwärmepumpe im Erdreich gespeicherte Wärme. Erdwärmesonden werden in Bohrlöcher dazu 150 bis 300 Meter abgeteuft. Je höher die Wärmeleitfähigkeit des Erdreichs darum herum ist, umso höher ist die Entzugsleistung. Bei sehr trockenem Boden kann nur 30 W/m² Energie entzogen werden. Feuchtere Böden stellen 50 W/m² bis 55 W/m² zur Verfügung.

Eine sorgfältige Planung zeichnet sich dadurch aus, dass die Lage von Erdwärmesonden auf Nachbargrundstücken im Voraus abgeklärt wird. Dadurch wird ein gegenseitiger Wärmeentzug verhindert. Zudem soll eine Wärmepumpe nicht länger als 1’800 Stunden pro Jahr laufen, damit sich das Erdreich auf natürliche Weise thermisch erholen kann.

Für das Abteufen der Erdwärmesonden werden Unternehmen mit dem «Gütesiegel für Erdwärmesonden-Bohrfirmen» von FWS empfohlen. Dieses garantiert ein umweltschonendes Erstellen und einen qualitativ hochstehenden Betrieb der Anlage. 

Zusatzoption: Gebäudekühlung

Erdwärmepumpen, die an eine Erdwärmesonde gekoppelt sind, bieten an heissen Tagen eine vorteilhafte Zusatzoption. Das Erdreich lässt sich für die Kühlung eines Gebäudes nutzen: Ohne den Kompressor in Betrieb zu setzen, zirkuliert kühles Wasser zwischen Bodenheizung und Erdreich. Nur die Pumpe, die zum Antrieb dieses Kreislaufs benötigt wird, verbraucht elektrische Energie. Das kühle Wasser in der Bodenheizung entzieht dem Raum einen Teil der Wärme und führt sie in das Erdreich ab. Dadurch regeneriert sich das Erdreich thermisch.

Die Tiefe der Erdwärmesonden ist jeweils spezifisch darauf ausgelegt, ob das Erdreich nur zum Heizen oder auch zum Kühlen genutzt werden soll: Tiefe Erdschichten sind wärmer und verbessern die Heizungsfunktion. Dagegen erhöhen bodennähere Schichten die Kühlwirkung.  Auch ohne Kühl- und Regenerationsoption ist der effiziente Betrieb eines Wärmepumpen-Heizsystems in der Regel für mindestens 30 Jahre sichergestellt.  

Erdwärme-Sondenfeld: für Quartiere

Um Einfamilienhaus-Quartiere oder grössere Gebäudekomplexe mit erneuerbarer Wärme zu versorgen, können Felder mit vielen Erdwärmesonden installiert werden. Ein solches Feld kann aus mehreren Dutzend Sonden bestehen, die jeweils 30 bis 300 Meter abgeteuft werden. Die Funktion und das Einsatzprinzip gleichen einer einzelnen Erdwärmesonde. Erdwärmesondenfelder werden so geplant, dass eine thermische Regeneration des Erdreichs im Sommer vorausgesetzt werden kann.

Wärmebezug mit Erdregister

Ein Erdregister stellt eine Alternative zur Erdwärmesonde dar, falls diese nicht ins Erdreich abgeteuft werden darf. Es gleicht einem dreidimensionalen Netz, das bodennah – entweder unter dem Gebäudefundament oder seitlich davon – rund 1 bis 3 Meter tief eingegraben wird.

Ein Erdregister benötigt grosse Flächen; pro kW Wärmeleistung sind etwa 45 m² erforderlich. Die Entzugsleistung beträgt maximal 20 bis 30 W/m². Bei ungünstigen Verhältnissen mit steinigem, trockenem und stark verschattetem Boden sinkt sie sogar unter 10 W/m². Wie beim Energiebezug durch Erdwärmesonden gilt: Die Wärmepumpe sollte nicht länger als 1’800 Stunden pro Jahr laufen, damit sich das Erdreich über den Sommer thermisch regenerieren kann.

Ähnlich wie Erdwärmesonden funktionieren Energiepfähle, die einerseits zur Abstützung von Gebäudefundamenten ins Erdreich gerammt werden. Andererseits nehmen Leitungen in diesen Pfählen die Wärme des Erdreichs auf und führen sie einer Wärmepumpe zu.

Erdwärmepumpe: Vor- und Nachteile

Vorteile  

• Eignen sich zur Wärmeversorgung unterschiedlicher Haustypen (Ein- oder Mehrfamilienhäuser, Geschäftshäuser)
• CO₂-freie Wärmeversorgung
• Geringe Betriebskosten (Stromverbrauch)
• Geringer Platzbedarf  
• Wärmepumpe mit Lebensdauer bei 20 Jahren; Erdwärmesonde mit Lebensdauer über 50 Jahre
• Kühlfunktion im Sommer  

Nachteile  

• Hohe Investitionskosten (Erdwärmesonde)
• Erdwärmesonde aus Gewässerschutzgründen nicht überall erlaubt 

Fördermöglichkeiten für Erdwärmepumpe

Im Zuge des Gebäudeprogramms stehen Eigentümerschaften je nach Kanton unterschiedliche Fördermittel zur Verfügung. Einige Gemeinden unterstützen ebenfalls finanziell energetische Sanierungsmassnahmen, einschliesslich dem Einbau einer Wärmepumpe. Auf dem nationalen Informationsportal «Energiefranken» erhält man durch Eingabe der Postleitzahl detaillierte Informationen über die verfügbaren Förderungen in der Gemeinde. Ebenfalls findet man Informationen zu Anlaufstellen für Beratungsdienste.

Erdwärmenutzung teilweise eingeschränkt

Das Bundesamt für Energie stellt Informationen zur Verfügung, ob du für dein Gebäude eine Erdwärmesonde bohren darfst und welche Auflagen dabei gelten. Ausserdem ist auf den GIS-Browsern der Kantone jeweils ein parzellengenauer Atlas für die Erdwärmenutzung abrufbar.

Tipp: Auf der sicheren Seite

Schäden an einer Erdwärmesonde können schnell ins Geld gehen. Wenn zum Beispiel durch Material- oder Fabrikationsfehler oder äussere Einwirkungen deine Erdwärmesonde beschädigt wird, ist dies nicht durch deine obligatorische Gebäudeversicherung gedeckt und du musst die Reparaturkosten selbst übernehmen. Mit einer entsprechenden Versicherung kannst du dich gegen dieses Risiko absichern.

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Was kostet eine Erdwärmepumpe komplett? 

Die Kosten einer Erdwärmepumpe hängen von verschiedenen Faktoren ab. Die folgenden Zahlen bieten daher lediglich eine erste Orientierung:

• Eine Erdwärmepumpe kann bis zu 50'000 Franken kosten.
• Die Installationskosten betragen mindestens 20'000 Franken.
• Zu bedenken ist auch der Unterschied, den eine Bohrung verursachen kann: Die Bohrkosten für Erdwärmesonden liegen bei etwa 70 bis 100 Franken pro Meter. 

Vergleicht man die Anschaffungskosten von Wärmepumpen, so schneidet die Aussenluft-Wärmepumpe am besten ab:

• Die Anschaffungskosten einer Luft-Wasser-Wärmepumpe betragen um die 20'000 Franken.

Der Preisunterschied zwischen der Aussenluft-Wärmepumpe und der Erdwärmepumpe kann somit mehrere zehntausend Franken betragen.  

Pompes à chaleur à air extérieur : elles tirent la chaleur de l’environnement

Les pompes à chaleur à air extérieur aspirent l’air ambiant à l’aide d’un ventilateur et l’acheminent vers l’évaporateur via un conduit d’air. Une fois la chaleur extraite, elles rejettent l’air refroidi vers l’extérieur. Les pompes à chaleur à air extérieur sont disponibles sous forme d’appareils monoblocs ou à deux unités. Ces derniers se composent d’une unité d’aspiration installée à l’extérieur. L’unité intérieure transfère la chaleur au circuit de chauffage. La version à deux unités permet un emplacement flexible. Le circuit de transfert nécessite peu d’espace. La conception à deux unités s’adapte plus facilement aux besoins en puissance thermique.

Pompes à chaleur à air extérieur – Installation à l’extérieur

L’unité extérieure d’une pompe à chaleur air-eau résiste aux intempéries et vous devez la protéger de la neige, des feuilles mortes et de la poussière. L’emplacement idéal est un espace extérieur privé, généralement au niveau de l’entrée ou du jardin. Vous devez également prévoir un socle solide et respecter une distance d’au moins trois mètres par rapport au mur extérieur, ainsi qu’aux zones de circulation et de séjour.

Vous devez également tenir compte du niveau sonore du ventilateur d’aspiration. Dans tous les cas, vous devez respecter les prescriptions légales en matière de protection contre le bruit. Le boîtier d’une pompe à chaleur air-eau est généralement insonorisé. Lors du choix du produit, demandez aux fournisseurs les attestations de protection contre le bruit et les fiches techniques acoustiques. Le centre indépendant d’essais de pompes à chaleur de Buchs publie les résultats des essais de type et donne accès à une base de données comparative. L’Association professionnelle suisse des pompes à chaleur attribue en outre un label de qualité aux appareils silencieux. Vous devez obtenir un permis de construire pour installer une pompe à chaleur utilisant l’air extérieur comme source d’énergie.

Pompe à chaleur à air extérieur : avantages et inconvénients

Avantages

• Haute efficacité énergétique : les pompes à chaleur à air extérieur peuvent tirer jusqu’à 75 % de l’énergie de chauffage nécessaire de l’air ambiant et ne consomment donc qu’environ 25 % d’électricité pour produire cette énergie.
• Réduction des_{émissions de CO₂}
• Économies grâce à de faibles coûts d’exploitation (consommation d’électricité)
• Faible encombrement

Inconvénients

• Rendement dépendant de la température extérieure : plus l’air extérieur est froid, plus la consommation d’électricité est élevée.
• Niveau sonore : l’unité extérieure n’est pas totalement silencieuse en raison du ventilateur. Veillez à ce qu’elle soit installée dans les règles de l’art.
• Encombrement : l’installation d’une pompe à chaleur air-eau nécessite un espace extérieur pour installer l’unité extérieure.

Conseil : intégration du photovoltaïque et de la pompe à chaleur

Si vous utilisez déjà des sources d’énergie renouvelables telles que des panneaux solaires sur votre terrain, vous pouvez intégrer la pompe à chaleur air-eau dans votre système global. Vous pouvez sans problème utiliser l’énergie verte pour alimenter la pompe à chaleur. Cela permet non seulement d’augmenter l’efficacité de votre production d’énergie renouvelable, mais aussi de réduire votre dépendance aux combustibles fossiles.

Chauffage à l’eau souterraine (pompe à chaleur eau-eau)

Les eaux souterraines offrent des conditions stables pour l’approvisionnement en énergie destinée au chauffage et au refroidissement. La température des eaux souterraines oscille entre 8 et 15 °C tout au long de l’année.

Pour utiliser les eaux souterraines comme source d’énergie renouvelable pour votre propre système de chauffage, vous devez toutefois respecter des exigences environnementales strictes. Vous devez notamment éviter toute pollution des eaux souterraines. Les autorités délivrent généralement les autorisations pour l’alimentation de grands immeubles collectifs, d’immeubles commerciaux et d’établissements hôteliers présentant chacun des besoins élevés en puissance.

Sur le plan technique, deux puits sont nécessaires. Dans le premier, la pompe à chaleur extrait la chaleur de l’eau souterraine. Dans le second, l’eau refroidie est réinjectée. Autres aspects à prendre en compte :

• Pour les nappes phréatiques, un débit de 150 à 200 litres/h/kWth (= puissance thermique délivrée) est nécessaire.
• Vous devez protéger les conduites d’eau souterraine contre la condensation dans les pièces chaudes (isolation thermique étanche à la vapeur).
• Vous devez connaître la qualité de l’eau et respecter les valeurs limites.

Énergie issue des eaux de surface

En principe, les lacs, ruisseaux et rivières peuvent également servir de source d’énergie pour les pompes à chaleur. C’est de plus en plus souvent le cas dans les réseaux interconnectés, notamment en milieu urbain. Vous devez compter 300 à 400 litres/h d’eau de surface par kWth de puissance de chauffage.

Pompe à chaleur avec réservoir d’eau : vous vous chauffez grâce à la glace

Si vous ne pouvez pas exploiter le sol ou la nappe phréatique comme source d’énergie pour une pompe à chaleur eau glycolée-eau, une alternative existe : un réservoir d’eau dédié, utilisé comme accumulateur de glace solaire. Il sert de réservoir d’énergie pour une pompe à chaleur et peut être associé à un système solaire. Les utilisatrices et les utilisateurs peuvent employer le système de stockage de glace pour le chauffage et le refroidissement des bâtiments. Contrairement à un milieu naturel, il exploite l’énergie de cristallisation dégagée lors du gel et du dégel de l’eau.

L’énergie issue des cristaux de glace

Le réservoir de glace solaire contient de l’eau dans laquelle flotte un réseau de tubes servant d’échangeurs de chaleur. Le principe de fonctionnement est similaire à celui d’un congélateur : lors du chauffage, la chaleur est extraite du réservoir d’eau, ce qui fait baisser la température jusqu’à 0 °C. L’utilisateur autorise expressément la formation de glace, car elle libère de l’énergie de cristallisation supplémentaire : lorsque l’eau gèle, des cristaux se forment et libèrent une énergie thermique équivalente à l’énergie nécessaire pour chauffer de l’eau de 0 à 80 °C.

Afin de retarder la formation de glace jusqu’à la fin de la saison de chauffage, le système solaire thermique alimente le réservoir à glace en chaleur. Pendant la saison chaude, l’eau dégèle à l’aide des capteurs solaires et se réchauffe autant que possible. Parallèlement, le contenu frais du réservoir peut rafraîchir le bâtiment en été. Le système solaire peut également chauffer l’eau sanitaire en parallèle.

Adapté aux maisons individuelles

Au départ, la technologie de la glace solaire s’est répandue dans le secteur commercial, dans les complexes hôteliers ou dans les centres d’archives, dont le système énergétique doit passer du mode refroidissement au mode chauffage en l’espace d’une journée. Aujourd’hui, elle alimente également des logements et des maisons individuelles : pour les petites installations, le réservoir de glace solaire est un réservoir en béton d’environ 12^m³ que l’on enterre dans le jardin. L’eau qu’il contient provient de collecteurs d’eau de pluie ou d’eau de ruissellement installés sur place. Les systèmes standard disponibles se limitent à quelques fournisseurs sur le marché.

Coûts du réservoir à glace solaire

Les coûts d’acquisition et d’installation du système de stockage de glace solaire sont comparables à ceux d’une pompe à chaleur géothermique équipée de sondes géothermiques. La consommation d’électricité en fonctionnement est inférieure en comparaison directe, car la fonction de stockage permet un fonctionnement plus économe en énergie. Ces conclusions proviennent de travaux de recherche et d’essais pratiques indépendants soutenus par l’Office fédéral de l’énergie.