avantages et fonctionnement d'une pompe à chaleur

Comment fonctionne une pompe à chaleur ?

Également connue sous le nom de "thermopompe" ou PAC, la pompe à chaleur a été inventée en 1852 et appliquée en 1855. Il fallait cependant attendre la fin du 20e siècle pour que des pompes à chaleur soient installées dans les habitations. Une pompe à chaleur est un système de chauffage et de climatisation efficace pour votre maison. Elle remplace parfaitement les systèmes de chauffage traditionnels (gaz, électricité, fioul) afin d’économiser de l’énergie. Mais comment ce type de dispositif fonctionne-t-il ?

La pompe à chaleur

La pompe à chaleur, connue sous l’appellation PAC, est un appareil de chauffage écologique. Cet équipement produit de la chaleur à une maison et de l’eau sanitaire dans certains cas. Elle permet entre autres de rafraîchir un logement selon la gamme.

La pompe à chaleur absorbe les calories de l’extérieur de la maison, de l’air ambiant, du sol ou de l’eau puis les convertit pour offrir un confort thermique. 

En conséquence, moins d’énergie électrique est consommée qu’elle n’en a produit, ce qui représente des économies énergétiques. En général, la plupart des pompes à chaleur adoptent ce même processus.

Néanmoins, il existe des particularités. Effectivement, selon les types de matériels, il est fort nécessaire que la ressource naturelle adoptée et le système de diffusion varient. La pompe à chaleur peut fonctionner de façon autonome ou nécessite l’utilisation d’un groupe de chauffage central.

Les différents types de pompes à chaleur

Sachez qu’il existe différents types de pompes à chaleur à bien distinguer avant d’acheter la mieux adaptée à votre logement. Ci-après les modèles existants :

  • La pompe à chaleur air-eau : la PAC air/eau fonctionne en récupérant l’énergie dans l’air. Recommandée dans les régions à températures plus douces, elle permet de réchauffer votre maison ainsi que votre eau. Son installation est facile. De plus, le prix d’une pompe à chaleur air/eau est assez accessible ;
  • La pompe à chaleur air/air : aussi appelé aérothermique, cet appareil permet uniquement de réchauffer une pièce qu’il faut chauffer par l’absorption de l’énergie présente dans l’air intérieur ou extérieur. Ce type d’appareil est certainement plus abordable. Le rendement de la pompe à chaleur air/air est nul ou moindre en cas d’abaissement de température ;
  • La pompe à chaleur géothermique : elles extraient la chaleur du sol afin de chauffer l’eau des circuits de chauffage ainsi que des appareils sanitaires. La mise en œuvre de ce système est un peu compliquée. Elle demande de pouvoir déployer un vaste réseau de capteurs thermiques sous terre, et ce verticalement ou horizontalement. Son installation est plus difficile et plus onéreuse, mais a l’avantage d’offrir de meilleures performances durant toute l’année. Au-delà d’une certaine profondeur, la température du sol fluctue légèrement d’une saison à l’autre.
  • La pompe à chaleur eau/eau : elle est nommée également hydrothermique et a le même principe de fonctionnement que la PAC géothermique. Elle diffère par son action de puiser la chaleur dans l’eau souterraine. Cela s’effectue au niveau des nappes phréatiques. Il s’agit d’une solution très efficace.

Le principe de fonctionnement de la PAC

La pompe à chaleur marche en 4 étapes :

  • Étape 1 : grâce à l’évaporateur, les calories sont récupérées de la source exploitée, qu’il s’agisse de l’air, de l’eau ou du sol. Elles seront ensuite transmises au liquide caloporteur ;
  • Étape 2 : sous l’action du compresseur, ce dernier se transforme en état gazeux chaud ;
  • Étape 3 : par l’intermédiaire de la puissance thermique du condenseur, la chaleur se forme naturellement ;
  • Étape 4 : il s’agit de la phase ultime du processus. La température sera abaissée par le détendeur. La pression du réfrigérant est réduite afin de revenir au niveau initial. L’opération peut continuer à nouveau.

La pompe à chaleur nécessite de l’espace à l’extérieur de la maison pour pouvoir fonctionner convenablement. Il lui faut une place suffisamment grande afin de recevoir un module externe captant les calories. En parallèle, votre maison disposera d’une seule unité intérieure ou même nombreuse (modèle multi-split) pour disperser la chaleur.

Il est bénéfique, en termes d’économie énergétique, d’utiliser une telle ressource naturelle.

En revanche, lors de la période d’hiver, les pompes à chaleur peuvent ne pas suffire. Cela peut nécessiter un chauffage supplémentaire.

Dans certains cas, des appareils adoptent le principe de fonctionnement inversé pour réduire la température estivale. Les calories sont directement absorbées à l’intérieur et libérées à l’extérieur. Pour cette raison, les pompes à chaleur sont dites "réversibles" et offrent un refroidissement confortable pour la maison.

Le fonctionnement d’une pompe à chaleur

pompe à chaleur installée sur un mur

Il est toujours possible d’obtenir une énergie disponible, gratuite et renouvelable avec les calories dans l’air, le sol et les nappes phréatiques. Cela est dû grâce aux précipitations, au vent et au rayonnement du soleil. La pompe à chaleur capte cette chaleur omniprésente et lui permet d’être amenée à des niveaux de température plus élevés dans la maison pour la réchauffer.

Voici les principaux composants de la PAC :

  • Un compresseur ;
  • Deux échangeurs : l’un est un évaporateur qui permet la captation de l’énergie et l’autre est un condenseur utilisé pour la restitution à l’intérieur ;
  • Un détenteur.

Les pompes à chaleur permettent de récupérer de l’énergie du milieu extérieur (air/sol/eau) via l’évaporateur. Elle élève ensuite le niveau de température de cette énergie thermique grâce au compresseur. Enfin, elle transfère cette énergie à une pièce intérieure où vous souhaitez réchauffer à une température plus appropriée.

Comment marche la PAC air/air ?

Connu sous le nom de système de climatisation réversible, la PAC air-air permet à la fois, le chauffage d’une maison et son rafraîchissement. Ce type de pompe à chaleur possède une unité intérieure permettant d’envoyer l’air chaud.

Les modules de diffusion sont dits multisplit quand ils sont à plusieurs dans l’habitat. Ces émetteurs se déclinent en plusieurs modèles comme par exemple des gaines encastrables, des consoles murales ou encore des cassettes.

Comment marche la PAC air/eau ?

De type aérothermique, la PAC air/eau se décline en deux modèles, à savoir : monobloc ou bibloc. L’appareil nécessite un raccordement de réseau au chauffage central. La température du fluide frigorigène de ce circuit est augmentée par l’énergie thermique du liquide.

Outre le chauffage, ce procédé peut fournir de l’eau chaude sanitaire d’une maison selon la version.

Les avantages de la PAC

À l’instar des autres types de systèmes de chauffage, la PAC présente des points positifs et des limites. On va toutefois souligner ci-après les avantages d’une pompe à chaleur.

Une énergie propre

Le conduit d’évacuation est inutile. Effectivement, les pompes à chaleur sont des appareils écologiques qui ne génèrent aucun déchet comme le gaz ou du liquide. Autrement dit, grâce à ces équipements, les émissions de CO2 ou autre gaz toxiques relatifs au chauffage seront quasiment éliminées.

Un équipement multifonction

Selon le modèle, les pompes à chaleur possèdent d’autres fonctions que le chauffage d’un logement, à savoir :

  • Le chauffage de l’eau chaude à utilisation sanitaire (système air-eau) ;
  • Le rafraîchissement grâce au système de climatisation (système réversible).

Un système économique

Le prix d’achat et/ou la pose d’une pompe à chaleur sont relativement élevés, particulièrement pour les versions géothermiques. Par contre, la rentabilité de l’investissement est très considérable à moyen terme. En effet, la source énergétique est utilisée gratuitement (sauf celles utilisées pour le chauffage d’appoint au cas où l’appareil ne couvrait pas tous les besoins de chauffage et/ou d’eau chaude).

Parallèlement, il existe diverses aides disponibles à l’achat. Les pompes à chaleur peuvent effectivement vous faire économiser jusqu’à 70 % sur le coût d’achat et d’installation. Mais bien évidemment, cela est applicable si votre appareil est éligible aux aides.

Un confort d’usage

La PAC vous offre un confort d’utilisation optimal grâce à son autonomie et ses paramètres faciles à régler. Aussi, contrairement à la chaudière, elle n’engendre aucune odeur. La pompe à chaleur procure un chauffage rapide sans utiliser de combustible. De plus, il n’est recommandé qu’une seule fois par an de l’entretenir ou de l’inspecter.

Voilà les éléments essentiels à savoir pour le fonctionnement d’une pompe à chaleur. Son usage est très avantageux pour toute habitation.

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