Comment économiser sur les coûts de chauffage d'une piscine
Nager dans une piscine chaude est une sensation merveilleuse. Bien que de nombreux propriétaires de piscines dans les États et provinces plus frais nous disent apprécier l'expérience d'une baignade chaude de la fin du printemps ou du début de l'été jusqu'à l'automne, le coût de chauffage peut être un véritable frein, même avec un système très efficace comme une thermopompe pour piscine (TPP). Une des questions que l'on nous pose souvent chez Ecohome est : « Comment puis-je réduire le coût de chauffage de ma piscine ? »
Il y a clairement deux facteurs ici – tout comme pour le chauffage d'une maison. D'un côté, nous devons examiner comment réduire le coût de l'énergie utilisée pour chauffer la piscine ; de l'autre, comment réduire la quantité de chaleur qu'une piscine perd. Si elle perd moins de chaleur au départ, une piscine coûtera moins cher à maintenir au chaud, car elle nécessitera moins d'énergie pour maintenir une température constante et confortable après la période de chauffe initiale. Une conception de maison solaire passive est toujours la moins chère à chauffer, d'un point de vue environnemental.
Chaque environnement de piscine est différent. Ainsi, bien que les économies pour chaque conseil soient universelles dans l'ensemble, elles ne sont pas toutes universellement applicables à une piscine particulière. Voici dix conseils qui aideront à économiser de l'énergie et de l'argent sur les coûts de chauffage de la piscine. Même si certains permettent d'économiser plus que d'autres, chaque conseil en soi réduira la consommation d'énergie d'un certain pourcentage. Et comme on dit, il n'y a pas de petites économies !
Nous avons trouvé un grand choix de chauffe-piscines solaires économiques en ligne ici et nous avons un guide sur les astuces pour des piscines et spas écoénergétiques afin de réduire les coûts de nettoyage et de fonctionnement ici.
Nous allons commencer par des conseils pour conserver l'énergie sur le long terme, dès la planification d'une piscine...
Conseils pour réduire la consommation d'énergie grâce à une bonne conception de la piscine
1) Isolation de la piscine pour réduire les pertes de chaleur :
Lorsque vous planifiez une piscine, pensez à l'isolation. Tous les types de piscines, y compris une piscine naturelle ou un étang de baignade, peuvent bénéficier de l'incorporation de panneaux d'isolation rigides sous et autour de la structure pour économiser de l'énergie et des coûts à long terme. Peu importe où vous vous trouvez aux États-Unis ou au Canada, la température ambiante du sol est assez constante et généralement plus froide que la température idéale pour une baignade. Placer une isolation à l'extérieur de la masse thermique de la structure retenant l'eau est donc une excellente première étape pour réduire les coûts de chauffage sur le long terme.
2) Optimiser les systèmes mécaniques de la piscine :
Un système de pompe et de filtration bien planifié améliore l'efficacité énergétique et fait économiser de l'argent. Prévoyez dès le départ l'installation de vannes supplémentaires dans les canalisations afin que des systèmes de chauffage additionnels, comme une thermopompe ou des panneaux solaires, puissent être facilement ajoutés ou vidangés pour l'hivernage. Une petite réflexion supplémentaire lors de la phase de planification et d'installation permet toujours d'économiser de l'argent à long terme – et vous permet d'installer les systèmes de chauffage les plus efficaces dans les années à venir. Au lieu de l'acronyme militaire classique, nous devrions peut-être retenir : une Planification Pertinente Permet la Possibilité d'une Performance de Piscine Optimale ?
3) Emplacement de la piscine dans le jardin :
Le choix de l'emplacement de la piscine nécessite une réflexion approfondie pour un chauffage gratuit ! Pour un gain de chaleur solaire passif, elle doit idéalement être située pour recevoir un maximum de soleil – c'est l'« insolation » optimisée, à ne pas confondre avec l'« isolation » ! En même temps, il est idéal d'avoir une piscine dans une zone abritée du vent, car le vent à la surface de la piscine crée des ondulations ou de petites vagues. La perte de chaleur par évaporation est une interaction de la température de l'eau, de la température de l'air, de l'humidité et de la surface de la piscine. Une piscine plate et tranquille aura une surface d'eau égale à ses dimensions physiques. Les ondulations et les vagues augmentent la surface de l'eau, exposant une plus grande surface à l'air plus froid (sauf les jours les plus chauds) et accélérant les pertes par évaporation. Placer une piscine dans une zone qui reçoit à la fois du soleil et qui est protégée du vent est un énorme avantage et contribuera grandement à augmenter le gain solaire tout en réduisant les besoins en chauffage.
4) La couleur de la piscine affecte le gain solaire – choisissez-la judicieusement :
Le noir chauffe là où le blanc reste frais. Avez-vous déjà remarqué que la couleur de votre voiture influe sur la chaleur qu'elle accumule lorsqu'elle est garée en été sous un ciel bleu éclatant ? C'est exactement la même chose pour les piscines. Si vous êtes dans une zone climatique chaude toute l'année comme le Nouveau-Mexique, le Texas, la Californie du Sud ou la Floride, le choix de la couleur de la piscine ne devrait pas être qu'une question d'esthétique.
De même, si vous êtes au Québec, en Ontario, en Colombie-Britannique, au Montana, à New York ou en Illinois et que vous souhaitez sérieusement profiter de votre piscine le plus longtemps possible sans que le chauffage ne vous coûte une fortune, et ne coûte à la planète, il ne faut pas ignorer le choix d'une couleur plus foncée.
Réduction des coûts de chauffage = meilleures économies
5) Utilisez la source de chaleur la moins chère :
Le solaire devrait toujours être la principale source de chaleur pour une piscine. Cela combine un bon emplacement dans le jardin pour maximiser l'exposition au soleil, la couleur de la piscine (conseil 4) et l'installation de panneaux solaires hydroniques. Le chauffage solaire est essentiellement gratuit (il y a de légères augmentations de la consommation d'électricité pour pomper l'eau à travers les grands panneaux solaires, mais c'est minime si le système est bien planifié et intégré au système de filtration).
L'inconvénient du solaire, surtout dans les régions plus au nord, est qu'il répond rarement à la demande de chauffage pour une saison complète ou qu'il est insuffisant lorsque le soleil ne brille pas. Mais lorsque le solaire est une possibilité et que vous avez le budget initial pour acheter un bon système solaire avec une thermopompe pour piscine en appoint, la combinaison des deux sera le système le plus performant et le plus économique disponible.
Bonne nouvelle pour les Québécois : des subventions sont disponibles pour l'installation d'une thermopompe pour piscine à haute efficacité !
6) Choisissez le meilleur moment de la journée pour faire fonctionner le chauffage :
Programmer la thermopompe pour qu'elle fonctionne vers midi aide à réduire les coûts énergétiques. Pour les systèmes utilisant une thermopompe pour piscine (TPP) pour 100 % de leurs besoins en chauffage, le moment de la journée où vous la faites fonctionner est une considération importante, car les thermopompes tirent leur chaleur de l'air ambiant. Logiquement, le meilleur moment pour faire fonctionner une TPP est lorsque la température de l'air est la plus chaude.
La manière la plus simple d'y parvenir est de régler les commandes de votre système de filtration pour qu'il fonctionne également pendant la période la plus chaude de la journée, car une TPP ne fonctionne que lorsqu'il y a un débit d'eau. Tant que votre filtration fonctionne au moment le plus chaud de la journée, votre TPP fonctionnera à son Coefficient de Performance (COP) optimal, qui est calculé en divisant l'énergie produite par l'énergie consommée. Les thermopompes de piscine ont généralement un COP entre 3,0 et 7,0. Il est probablement possible de trouver des systèmes de contrôle intelligents pour piscines, et si ce n'est pas le cas, nous sommes sûrs que ce sera bientôt disponible.
7) En parlant de COP, choisissez une TPP à haute efficacité et dimensionnez-la correctement :
Le COP est l'indice d'efficacité de la TPP. Les thermopompes pour piscine sont très écoénergétiques, et leur efficacité est mesurée par le coefficient de performance (COP). Plus le COP est élevé, plus elle est efficace. Typiquement, le COP est mesuré en testant une thermopompe à une température extérieure de 80°F (27°C). Les COP varient généralement de 3,0 à 7,0, ce qui équivaut à un facteur multiplicateur d'environ 500 %.
Cela signifie que pour chaque unité d'électricité nécessaire pour faire fonctionner un compresseur, vous obtenez de 3 à 7 unités de chaleur. C'est pourquoi il est primordial de choisir la bonne taille de thermopompe pour votre piscine afin d'optimiser l'efficacité et de minimiser les coûts énergétiques. Le dimensionnement d'une thermopompe pour piscine implique de nombreux facteurs, principalement la surface de la piscine et la différence entre la température de la piscine et la température moyenne de l'air.
Les variables pour le chauffage de piscine :
- Facteurs d'exposition au vent
- Niveaux d'humidité de la région
- Le facteur de refroidissement dans les zones où les températures nocturnes sont basses
Les thermopompes pour piscine sont classées par leur puissance en BTU et en chevaux-vapeur (hp). Les tailles standard incluent 3,5 hp/75 000 BTU, 5 hp/100 000 BTU et 6 hp/125 000 BTU. Pour calculer la taille de chauffe-piscine nécessaire pour une piscine extérieure, suivez ces étapes pour obtenir une estimation approximative :
- Décidez de la température de baignade souhaitée.
- Définissez la température extérieure moyenne du mois le plus froid d'utilisation de la piscine.
- Soustrayez la température moyenne du mois le plus froid de la température de piscine souhaitée pour obtenir l'augmentation de température nécessaire.
- Calculez la surface de la piscine en pieds carrés.
Appliquez cette formule pour calculer la puissance en BTU/heure nécessaire :
Surface de la piscine x Augmentation de température x 12 = BTU/h
Cette formule est basée sur une augmentation de température de 1º à 1-1/4ºF par heure et un vent moyen de 3-1/2 miles par heure à la surface de la piscine. Pour une augmentation de 1-1/2ºF, multipliez par 1,5. Pour une augmentation de 2ºF, multipliez par 2,0.
Conclusion ? Il est préférable d'acheter l'unité avec le COP le plus élevé de votre budget tout en s'assurant que le modèle sélectionné a la capacité de chauffage, ou BTUh, pour répondre à la demande de chauffage calculée. Découvrez ici comment fonctionnent les chauffe-eau à thermopompe et pourquoi vous devriez en avoir un.
8) Choisir les meilleurs panneaux solaires pour piscines
L'efficacité et le coût des capteurs solaires pour piscine varient - l'astuce est de trouver le meilleur compromis pour vos besoins. Les panneaux solaires sont faits de différents matériaux et le type dont vous aurez besoin dépend de votre climat et de l'utilisation que vous prévoyez en faire. Si vous n'utilisez votre piscine que lorsque les températures sont au-dessus de zéro, un système de capteurs non vitrés suffira probablement.
Les capteurs non vitrés n'ont pas de couverture en verre. Ils sont généralement faits de caoutchouc ou de plastique robuste traité avec un inhibiteur de lumière ultraviolette (UV) pour prolonger leur durée de vie. En raison de leurs composants peu coûteux et de leur conception simple, les capteurs non vitrés sont généralement moins chers que les capteurs vitrés. Ces systèmes peuvent même fonctionner pour les piscines intérieures dans les climats froids si le système est conçu pour se vidanger dans la piscine lorsqu'il n'est pas utilisé. Même si vous devez arrêter le système par temps froid, les capteurs non vitrés peuvent être plus rentables que l'installation d'un système vitré plus coûteux.
Exemple de fonctionnement d'un capteur solaire pour le chauffage de piscine :
Les systèmes de capteurs vitrés sont généralement composés de tubes de cuivre sur une plaque d'aluminium avec une couverture en verre trempé, ce qui augmente leur coût. Par temps froid, les systèmes de capteurs vitrés — avec échangeurs de chaleur et fluides de transfert — captent la chaleur solaire plus efficacement que les systèmes non vitrés.
Par conséquent, ils peuvent être utilisés toute l'année dans de nombreux climats.
Les capteurs vitrés peuvent également être utilisés pour chauffer l'eau chaude sanitaire toute l'année. Les deux types de systèmes de capteurs devraient inclure une protection contre le gel s'ils sont utilisés dans des conditions plus froides. Pour des instructions plus détaillées sur les chauffe-piscines solaires, consultez le site du gouvernement américain ici.
9) Réduisez le thermostat de quelques degrés et économisez de l'argent :
Peu de gens réalisent l'important pourcentage d'économie que représente chaque degré de réduction de température. Un point important à retenir lorsque vous cherchez à gérer votre piscine de manière plus écologique et à économiser sur le chauffage est le réglage du thermostat. C'est évident mais souvent négligé : plus vous chauffez votre piscine, plus il en coûte pour la maintenir à une température de fonctionnement élevée.
Chaque degré d'augmentation de la température équivaut à une augmentation approximative de 15 à 18 % de la consommation d'énergie et des coûts d'exploitation. Ainsi, bien qu'une piscine à 88°F (31°C) soit agréable et chaude, elle coûtera beaucoup plus cher à chauffer qu'une piscine réglée à 85°F (29°C). Chacun a son propre « thermostat » et son niveau de confort en matière de température de piscine - il suffit de regarder les températures des maisons ! Il en va de même pour la température de l'eau d'une piscine ; plus chaud c'est bien, mais ça coûte plus cher - simple thermodynamique et mathématiques économiques.
10) Réduire l'évaporation de la piscine permet d'économiser de l'énergie et de l'argent :
L'évaporation est de loin la plus grande source de perte d'énergie d'une piscine. L'évaporation de l'eau nécessite des quantités énormes d'énergie. Il ne faut qu'un BTU (British thermal unit) pour élever 1 livre d'eau de 1 degré, mais chaque livre d'eau à 80°F (27°C) qui s'évapore emporte une quantité colossale de 1 048 BTU de chaleur de la piscine.
Ce diagramme montre les pourcentages de perte d'énergie d'une piscine extérieure :
Dans n'importe quelle piscine de jardin aux États-Unis dans une zone climatique avec 4 saisons, il y a une perte d'énergie de 70 % par évaporation, 20 % par rayonnement vers le ciel, et 10 % vers le sol et autres. La perte de chaleur de toute piscine, chauffée par quelque moyen que ce soit, est principalement due à l'évaporation de la surface. Plus de 70 % de la perte de chaleur se fait par évaporation. Le contrôle de la perte par évaporation est donc un facteur clé pour réduire les coûts de chauffage, et il existe plusieurs méthodes pour réaliser ces économies, certaines plus écologiques que d'autres.
Une méthode consiste à installer une couverture de piscine solide de type volet roulant. L'option la plus permanente (et la plus chère) est également considérée comme une couverture de « sécurité » ainsi qu'une méthode de rétention de chaleur/prévention de l'évaporation. Elle se caractérise par son fonctionnement de type volet roulant automatisé pour dérouler la couverture en vinyle robuste sur la surface de la piscine.
Elles couvrent complètement la surface de la piscine et, de par leur conception et leur construction, peuvent supporter le poids d'un enfant qui entre accidentellement dans la zone de la piscine, créant un environnement très sûr tant qu'elle est fermée avant qu'il ne s'approche. La valeur ajoutée de ces couvertures est qu'elles réduisent également l'évaporation à un taux proche de zéro. Excellent pour la sécurité et l'efficacité, mais peut-être pas si bon pour l'environnement en raison de leur utilisation intensive de vinyle. (voir ici)
Les couvertures de piscine à bulles sont-elles une bonne option écologique ?
Un autre type de couverture de piscine, beaucoup plus abordable mais sans valeur de sécurité, est ce qu'on appelle une couverture flottante. Cette couverture est simplement une fine feuille de vinyle, de polyéthylène ou de polypropylène fabriquée avec de minuscules bulles d'air... pensez à du papier bulle à grande échelle. Cette couverture fait un excellent travail de rétention de la chaleur en empêchant l'évaporation, et si elle est colorée et stabilisée contre les UV de manière appropriée, elle peut accélérer le gain solaire d'une piscine de couleur plus claire.
Cependant, ce ne sont pas des couvertures de sécurité et elles présentent un risque si un enfant entre dans la zone de la piscine avec une couverture flottante en place. La couverture peut devenir un piège en raison de sa nature flottante et de sa tendance à s'enrouler autour d'une personne qui s'aventure dessus (comme l'a démontré L'Arme fatale en 1987).
Beaucoup de ceux qui ont envisagé ou utilisé les deux types de couvertures décrits ci-dessus les considèrent également comme inesthétiques, difficiles et/ou coûteuses à utiliser - et comme nous l'avons dit, s'entourer de vinyle n'est pas un excellent choix de matériau, donc le polyéthylène pourrait être un meilleur choix (voir ici). Le dernier type de couverture disponible sur le marché est la couverture liquide, que nous devrions examiner.
Que sont les couvertures solaires liquides pour piscines ?
Une couverture solaire liquide est une couche microscopiquement mince d'alcool qui se dépose à la surface de l'eau d'une piscine. Cette couche réduit l'évaporation de l'eau, qui est une cause majeure de perte de chaleur, et il existe des couvertures solaires liquides qui ont été approuvées par la FDA et l'EPA pour une utilisation dans les piscines. Certaines ont également été approuvées par la NCAA (The National Collegiate Athletic Association). Selon certains brevets, il s'agit d'une combinaison de :
« un composant d'alcool aliphatique ayant de 12 à 24 atomes de carbone par molécule combiné avec de l'hydroxyde de calcium »
L'hydroxyde de calcium semble n'être qu'un support et un agent de dispersion. Donc, chimie mise à part, l'expression clé est « une molécule d'épaisseur ». Elle utilise une si petite quantité de liquide que vous ne devriez pas la sentir, et nous n'avons connaissance d'aucun cas où elle aurait causé des dommages physiques aux nageurs.
Comment utiliser les couvertures solaires liquides
- Achetez suffisamment de couverture solaire liquide pour durer au moins quelques mois, cela économisera les frais de port. La quantité dont vous avez besoin dépend de la taille de votre piscine. Attendez-vous à dépenser entre 10 et 20 $ par mois, et peut-être un peu plus si vous avez une grande piscine.
- Planifiez l'ajout du produit. Il est préférable de le faire selon un calendrier mensuel régulier. Une fois ce calendrier établi, respectez-le. Pour être efficace, il doit être ajouté régulièrement.
- Versez simplement la couverture liquide en quantité appropriée dans votre piscine le jour prévu. La couverture solaire liquide flottera à la surface de l'eau et se dispersera pour former la couverture.
C'est tout ce qu'il y a à faire, apparemment il ne pourrait pas être plus simple d'utiliser une couverture de piscine solaire liquide !
Bien que cette couverture solaire ne présente aucun risque pour la sécurité, soit facile à utiliser, n'ait pas d'effet négatif sur le système de filtration de la piscine et soit peu coûteuse, elle semble également être la moins efficace. La performance de ces couvertures solaires liquides est affectée par la vitesse du vent à la surface de la piscine ainsi que par les jeux d'eau qui brisent la surface et créent de l'agitation. Bien qu'elle soit la moins efficace des trois types de couvertures, nous devons dire que c'est toujours mieux que de ne rien faire pour arrêter l'évaporation de la piscine.
Approfondissez votre expertise en construction durable
Maîtriser une technique comme le chauffage efficace des piscines est une étape. L'adapter aux différents climats et normes de construction, que ce soit en Europe ou en Amérique du Nord, en est une autre. Explorez ces guides essentiels pour des projets réussis, peu importe votre région :
- Capteurs solaires thermiques : Apprenez tout sur les capteurs solaires thermiques pour le chauffage de l'eau.
- Piscines naturelles : Découvrez les piscines et étangs de baignade naturels comme alternative au chlore.
- Thermopompes : Comprenez le fonctionnement des chauffe-eau à thermopompe et pourquoi ils sont un excellent choix.
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