Qu'est ce qu'une pompe à chaleur ?
Chauffage & climatisation

Qu’est ce qu’une pompe à chaleur ?

Pompe à chaleur : à quoi ça sert ?

Que vous l’appeliez une pompe à chaleur ou une thermopompe, il s’agit du même dispositif pour déplacer de l’énergie thermique d’un environnement à basse température vers un second à haute température. Le milieu à basse température peut être l’air ou l’eau par exemple. Le milieu à haute température est le bâtiment résidentiel vers lequel il faut transférer les calories captées.

Les PAC transfèrent la chaleur en faisant circuler une substance à travers un cycle d’évaporation et de condensation. Un compresseur pompe le réfrigérant entre 2 serpentins d’échangeur de chaleur. Dans un serpentin, le liquide réfrigérant s’évapore à basse pression et absorbe la chaleur de son environnement. Le réfrigérant est ensuite comprimé vers l’autre serpentin, où il se condense à haute pression. A ce stade, il libère la chaleur qu’il a absorbée plus tôt dans le cycle.

Le cycle d’une pompe à chaleur est entièrement réversible. Ce matériel peut assurer la climatisation toute l’année pour un usage domestique – chauffage en hiver, refroidissement et déshumidification en été. Le sol et l’air extérieur contiennent toujours des calories, si bien qu’une PAC peut fournir de la chaleur à un bâtiment résidentiel même par temps froid d’hiver. A titre d’illustration, sachez que l’air à –18 ° C contient environ 85% de la chaleur contenue à 21 ° C.

Les 3 types de PAC (pompes à chaleur)

3 types de pompes à chaleur répondent à la définition ci-dessus :

La pompe à chaleur air / eau

La chaleur de l’air se transforme en énergie par le biais d’un circuit d’eau de chauffage. Le bâtiment est alors alimenté en chaleur pour faire fonctionner le système de chauffage. Il est question de PAC air/eau. Que ce soit un plancher chauffant, des radiateurs ou encore la production d’eau chaude sanitaire, tous ces dispositifs peuvent se brancher à une pompe à chaleur air/eau.

Sa popularité vient de sa facilité d’installation et d’utilisation. Concernant la pose, ce dispositif peut profiter du circuit de chauffage existant.

La pompe à chaleur air / air

Comme la précédente, la chaleur présente dans l’air est transformée en énergie. mais c’est de l’air chaud qui arrive dans le bâtiment. La PAC air/air utilise une unité extérieure qui capte les calories ambiantes pour les intégrer dans un liquide frigorigène destiné à l’évaporation ou à la condensation. Un compresseur se charge de l’aspirer et de la comprime, avant que le condensateur ne dégage sa propre chaleur que les appareils intérieurs vont diffuser dans le bâtiment.

La pompe à chaleur eau / eau

Contrairement aux 2 autres PAC dont les calories sont puisées dans l’air, le modèle eau/eau puise la chaleur dans l’eau des nappes phréatiques. L’installation est plus chère que pour les précédents dispositifs : le prix du forage vertical est à rajouter au budget. Sans compter que la réglementation est assez stricte.

Les accessoires et autres produits indispensables aux PAC

En définitive, ces dispositifs ne sont que des appareils électriques pouvant extraire de la chaleur d’un endroit, pour la transférer à un autre. Certains modèles sont réversibles, à savoir qu’au lieu de chauffer, les pompes à chaleur peuvent rafraîchir. Les réfrigérateurs et les climatiseurs sont des exemples courants de cette technologie.

Selon le système de chauffage installé dans le bâtiment, des accessoires sont indispensables :

  • Le récepteur radio Delta Dore servant à connecter au réseau sans fil un appareil électrique. Pour Pompe à Chaleur et Chaudière Atlantic TYPASS.
  • Thermostat de zone pour pompe à chaleur non réversible. De Delta Dore, pour Tybox 5200.
  • L’actionneur pour pompe à chaleur (fonctionne également avec les chaudière) Wiser de Schneider Electric, avec sorties contact 24v/230v.

Outre les fonctions de commandes, vous pouvez acheter un trépieds pour une unité extérieure. Disponible chez Aldes. Les ballons d’eau chaude Aéromax ou les packs pompe à chaleur de Thermor sont des références pouvant s’intégrer à une projet d’installation ou de rénovation.

Comment choisir votre pompe à chaleur ?

Une PAC air/eau présente un coefficient de performance entre 3,5 et 4,2. Ce ratio entre l’énergie électrique consommée et l’énergie thermique produite est correct. C’est un bon investissement, sauf dans les régions trop froides où les performances sont moyennes. Il existe toutefois des chaudières hybrides, compatibles avec une chaudière à gaz et une pompe à chaleur en même temps : la PAC air/eau est alors très intéressante dans ces régions.

Si le système de chauffage principal est au fioul ou à l’électricité, ce modèle de pompe à chaleur apporte un meilleur rendement en complément. Les habitations rurales et périurbaines devraient en être équipées pour réaliser de vraies économies d’énergie, sans restreindre le confort des occupants. La PAC assure alors le chauffage lorsque les températures ne sont pas trop basses, puis la chaudière prend le relais par temps très froid.

Quant au système hybride, outre les régions froides, le rendement est excellent dans les habitations de +200m². Cette solution est parfaite pour les zones isolées, les bâtiments situés en bout de ligne DEF ou les zones non couvertes par l’alimentation électrique triphasée.

Une PAC air / air se pose aussi bien dans un chantier neuf qu’en rénovation, c’est son grand avantage, et même en appartement. Elle peut s’utiliser en été comme climatiseur. Comme la PAC air/eau, plus il fait froid, moins le dispositif est efficace ; il ne sera pas conseillé dans toutes les régions de France.

Le glossaire de la pompe à chaleur

Voici quelques termes courants que vous rencontrerez lors de vos recherches sur les pompes à chaleur.

Le réfrigérant

C’est la substance liquide ou gazeuse circulant à travers le matériel. Il absorbe, transporte et libère alternativement la chaleur.

La vanne d’inversion

Elle contrôle le sens d’écoulement du réfrigérant dans la pompe à chaleur. Elle la passe du mode chauffage au mode refroidissement (ou vice versa).

L’évaporateur

C’est un serpentin dans lequel le réfrigérant absorbe la chaleur de son environnement et bout pour devenir une vapeur à basse température. Lorsque le réfrigérant passe de la vanne d’inversion au compresseur, l’accumulateur récupère tout liquide en excès qui ne s’est pas vaporisé. Toutes les pompes à chaleur n’ont pas d’accumulateur.

Le compresseur

Sa fonction est d’augmenter la température du réfrigérant.

Le condenseur

C’est un serpentin dans lequel le réfrigérant dégage de la chaleur dans son environnement.

Le détendeur

Il abaisse la pression créée par le compresseur, ce qui fait chuter la température et le réfrigérant devient un mélange vapeur / liquide à basse température.

Le coefficient de performance – le COP –

Le COP est une mesure de l’efficacité d’une pompe à chaleur. Il est déterminé en divisant la production d’énergie du dispositif, par l’énergie électrique nécessaire à son fonctionnement pour une température spécifique. Plus le coefficient est élevé, plus la PAC est efficace.

Le facteur de performance saisonnière de chauffage – le SCOP –

Le SCOP est une mesure de la production de chaleur totale d’une pompe à chaleur pendant toute la saison de chauffage, divisée par l’énergie totale en wattheures qu’elle utilise pendant cette période. En d’autres termes, il mesure ce que l’appareil produit en comparaison de ce qu’il vous coûte. Il correspond au rendement saisonnier.

Le point d’équilibre thermique

Il s’agit de la température à laquelle la quantité de chauffage fournie par la pompe à chaleur est égale à la quantité de chaleur perdue. La capacité de production correspond aux besoins de chauffage complets de l’habitation. En dessous de ce point d’équilibre, une source de chaleur supplémentaire est requise.

Le point d’équilibre économique

Il s’agit de la température à laquelle le coût de l’énergie thermique fournie par la PAC, quand il est égal au coût de la chaleur fournie par un système de chauffage supplémentaire. En dessous de ce point d’équilibre, il n’est pas économique de faire fonctionner la pompe à chaleur.

Et les PAC géothermiques ?

Ces 4èmes modèles ont l’avantage de ne pas avoir d’unité extérieure. Leur efficacité ne dépend pas des fluctuations des températures. Les calories se puisent dans la terre ou l’eau souterraine. Quant au rendement, il atteint rapidement 400% avec une utilisation optimum ! Les chantiers favorisent le captage en terrassement, pour des raisons de coût. En contrepartie, le terrain disponible doit être équivalent à la surface à chauffer.
Les arbres à racines profondes ou un manque de terrain disponible vont amener le chantier sur un forage vertical. Mais le devis va connaître un surcoût important. D’où ce choix dans le neuf, car les trous creusés pour les fondations peuvent éviter de nouveaux forages.

L’installation d’une PAC géothermique implique le diagnostic des radiateurs, comme pour un modèle air/eau. Le générateur est plutôt compact, de la taille d’un sèche-linge. Il est conseillé d’installer un ballon d’eau chaude également.

Technicien pose une pompe à chaleur

Faut-il acheter une pompe à chaleur ?

Les pompes à chaleur sont très en vue en ce moment. A ce propos, beaucoup de sites Internet revendiquent l’installation de pompes à chaleur à 1€. Attention, car les arnaques dans ce domaine sont très nombreuses.

L’une des énergies la moins chère

Le coût des énergies en kilowattheures utiles montre que la pompe à chaleur est moins chère que l’électricité, le fioul, le gaz et les granules ! Seules les bûches à mettre dans une cheminée sont plus intéressantes. Juste pour illustrer, le kilowattheure utile est de 0,068 € pour une PAC contre 0,072 € pour les granulés de bois (0,149 pour l’électricité).

Un rapide retour sur investissement !

Cet équipement offre un retour sur investissement rapide, entre 6 et 7 ans. Le Baromètre des énergies de 2019 montre que dans le neuf, l’installation d’une PAC représente 60% des solutions d’un chantier (construction + rénovation). Encore faut-il choisir le bon modèle. D’où le glossaire ci-dessus, pour vous familiariser avec différents critères, dont le SCOP qui est primordial pour l’achat. Si le chiffre du SCOP est 3, comprenez que pour produits 3 kilowattheures, le matériel va dépenser 1 kilowattheure, soit un gain de 2 kWh.

A savoir sur la réversibilité

Concernant la réversibilité, tout dépend si le dispositif est relié uniquement aux radiateurs ou si la pompe à chaleur est raccordée à un plancher. Dans le premier cas, elle ne peut pas être réversible. Dans la seconde situation, l’air ambiant peut être rafraîchi jusqu’à 3 degrés.

Conseils : avant d’acheter une PAC, diagnostiquez vos radiateurs

Dans le cas d’une rénovation, il est conseillé de vérifier si les radiateurs peuvent être conservés pour la PAC ou non. Ce n’est pas systématique ! Il faut savoir qu’une ancienne chaudière délivre de l’eau chauffée eux environs de 80°, alors que ce nouveau matériel est moins énergivore, et va propulser l’eau chauffée à 50° maximum. Voire 30° en basse température. Il faut alors agencer les pièces avec des radiateurs de plus grandes tailles.

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