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.

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.

Mise à jour : Juillet 2024

Les pompes à chaleur (PAC) sont devenues des éléments incontournables dans le domaine du chauffage et de la climatisation. En 2024, les avancées technologiques ont permis d’améliorer encore davantage leur efficacité énergétique et leur impact environnemental. Ces systèmes permettent de transférer la chaleur d’un milieu à un autre, offrant ainsi une solution de chauffage et de refroidissement respectueuse de l’environnement. Les pompes à chaleur sont particulièrement appréciées pour leur capacité à réduire les émissions de CO2 et à diminuer les coûts énergétiques.

Fonctionnement des Pompes à Chaleur

Principe de Base

Le principe de fonctionnement d’une pompe à chaleur repose sur le transfert de chaleur d’un milieu à basse température vers un milieu à haute température. Ce processus est rendu possible grâce à un fluide frigorigène qui circule dans un circuit fermé. Le fluide absorbe la chaleur du milieu extérieur (air, eau ou sol) et la libère à l’intérieur de l’habitation après compression. Ce cycle est inversé en mode climatisation, permettant ainsi de rafraîchir l’intérieur en évacuant la chaleur vers l’extérieur.

Types de Pompes à Chaleur

Il existe plusieurs types de pompes à chaleur, chacune adaptée à des besoins spécifiques. Les pompes à chaleur air-air captent la chaleur de l’air extérieur pour la diffuser à l’intérieur. Les pompes à chaleur air-eau utilisent l’air extérieur pour chauffer l’eau d’un système de chauffage central. Les pompes à chaleur géothermiques exploitent la chaleur du sol, tandis que les pompes à chaleur hydrothermiques utilisent l’eau des nappes phréatiques ou des cours d’eau. Chaque type présente des avantages et des inconvénients en termes de coût, d’efficacité et de complexité d’installation.

Avantages des Pompes à Chaleur

Efficacité Énergétique

Les pompes à chaleur sont reconnues pour leur haute efficacité énergétique. En 2024, les modèles les plus récents affichent des coefficients de performance (COP) pouvant atteindre 5, ce qui signifie qu’ils produisent cinq fois plus d’énergie thermique qu’ils n’en consomment en énergie électrique. Cette efficacité permet de réaliser des économies substantielles sur les factures d’énergie, tout en réduisant l’empreinte carbone.

Impact Environnemental

Les pompes à chaleur contribuent à la réduction des émissions de gaz à effet de serre. En utilisant des sources d’énergie renouvelables comme l’air, l’eau ou le sol, elles diminuent la dépendance aux combustibles fossiles. De plus, les fluides frigorigènes utilisés dans les modèles de 2024 sont de plus en plus respectueux de l’environnement, avec des potentiels de réchauffement global (PRG) beaucoup plus faibles que ceux des générations précédentes.

Polyvalence et Confort

Les pompes à chaleur offrent une grande polyvalence en matière de chauffage et de climatisation. Elles peuvent être utilisées pour chauffer l’air intérieur, l’eau sanitaire ou même les piscines. En mode climatisation, elles assurent un confort thermique optimal en été. Les systèmes modernes sont également équipés de technologies de régulation avancées, permettant un contrôle précis de la température et une gestion intelligente de l’énergie.

Inconvénients et Limites des Pompes à Chaleur

Coût Initial

Le principal inconvénient des pompes à chaleur réside dans leur coût initial élevé. L’achat et l’installation d’une pompe à chaleur peuvent représenter un investissement conséquent, bien que des aides financières et des subventions soient souvent disponibles pour alléger cette charge. Cependant, les économies réalisées sur les factures d’énergie permettent généralement de rentabiliser cet investissement sur le long terme.

Performance en Climat Froid

Les pompes à chaleur air-air et air-eau peuvent voir leur efficacité diminuer en climat très froid. En dessous de certaines températures, leur capacité à extraire la chaleur de l’air extérieur diminue, ce qui peut nécessiter l’utilisation de systèmes de chauffage d’appoint. Les pompes à chaleur géothermiques et hydrothermiques sont moins affectées par ce problème, car elles exploitent des sources de chaleur plus stables.

Complexité d’Installation

L’installation d’une pompe à chaleur peut être complexe et nécessite souvent l’intervention de professionnels qualifiés. Les pompes à chaleur géothermiques, en particulier, requièrent des travaux de forage pour installer les capteurs dans le sol. Cette complexité peut augmenter les coûts et les délais d’installation. Il est donc essentiel de bien planifier le projet et de choisir des installateurs expérimentés.

Technologies Innovantes en 2024

Intégration des Énergies Renouvelables

En 2024, l’intégration des énergies renouvelables dans les systèmes de pompes à chaleur est devenue une tendance majeure. Les pompes à chaleur peuvent être couplées à des panneaux solaires photovoltaïques pour une production d’énergie encore plus écologique. Cette combinaison permet de maximiser l’autoconsommation et de réduire davantage les coûts énergétiques. De plus, les systèmes hybrides combinant pompes à chaleur et chaudières à biomasse ou à gaz offrent une flexibilité accrue et une sécurité énergétique renforcée.

Connectivité et Domotique

Les avancées en matière de connectivité et de domotique ont également transformé le marché des pompes à chaleur. Les systèmes modernes sont désormais équipés de technologies de communication sans fil, permettant un contrôle à distance via des applications mobiles. Les utilisateurs peuvent ainsi ajuster la température, programmer des plages horaires et surveiller la consommation d’énergie en temps réel. Ces fonctionnalités améliorent le confort et l’efficacité énergétique, tout en simplifiant la gestion du système.

Améliorations des Fluides Frigorigènes

Les fluides frigorigènes utilisés dans les pompes à chaleur ont également évolué pour devenir plus respectueux de l’environnement. En 2024, les fabricants privilégient des fluides à faible potentiel de réchauffement global (PRG), réduisant ainsi leur impact sur le changement climatique. Ces nouveaux fluides offrent également de meilleures performances thermiques, contribuant à une efficacité énergétique accrue. Les réglementations européennes et internationales encouragent cette transition vers des solutions plus durables.

Choisir la Bonne Pompe à Chaleur

Évaluation des Besoins

Pour choisir la pompe à chaleur la mieux adaptée à vos besoins, il est essentiel de réaliser une évaluation précise de votre habitation et de vos exigences en matière de chauffage et de climatisation. Prenez en compte la superficie à chauffer, l’isolation de votre maison, le climat de votre région et vos préférences en termes de confort. Une étude thermique réalisée par un professionnel peut vous aider à déterminer la puissance nécessaire et le type de pompe à chaleur le plus approprié.

Comparaison des Modèles

Il est important de comparer les différents modèles de pompes à chaleur disponibles sur le marché. Examinez les caractéristiques techniques, les coefficients de performance (COP), les niveaux sonores et les options de connectivité. Les avis des utilisateurs et les recommandations des professionnels peuvent également vous guider dans votre choix. N’hésitez pas à demander plusieurs devis pour obtenir une idée précise des coûts et des services proposés.

Subventions et Aides Financières

En 2024, de nombreuses subventions et aides financières sont disponibles pour encourager l’installation de pompes à chaleur. Ces aides peuvent provenir de l’État, des collectivités locales ou des fournisseurs d’énergie. Elles peuvent prendre la forme de crédits d’impôt, de primes à la rénovation énergétique ou de prêts à taux zéro. Renseignez-vous sur les dispositifs en vigueur dans votre région et vérifiez les conditions d’éligibilité pour bénéficier de ces aides.

Entretien et Maintenance

Importance de l’Entretien

Un entretien régulier est essentiel pour garantir le bon fonctionnement et la longévité de votre pompe à chaleur. Un système bien entretenu offre des performances optimales et une consommation d’énergie réduite. Il est recommandé de faire vérifier votre installation par un professionnel au moins une fois par an. Cette vérification permet de détecter d’éventuels dysfonctionnements et de procéder aux réglages nécessaires.

Opérations de Maintenance

Les opérations de maintenance comprennent le nettoyage des filtres, la vérification des niveaux de fluide frigorigène, le contrôle des connexions électriques et l’inspection des composants mécaniques. En cas de problème, il est important de faire appel à un technicien qualifié pour effectuer les réparations. Un entretien régulier permet également de prolonger la durée de vie de votre pompe à chaleur et de maintenir son efficacité énergétique.

Signes de Dysfonctionnement

Certains signes peuvent indiquer un dysfonctionnement de votre pompe à chaleur. Si vous constatez une baisse de performance, des bruits inhabituels, des fuites de fluide frigorigène ou une augmentation de votre consommation d’énergie, il est conseillé de faire appel à un professionnel pour un diagnostic. Une intervention rapide permet de prévenir des pannes plus graves et de maintenir le confort de votre habitation.

FAQ

Quelle est la durée de vie d’une pompe à chaleur ?

La durée de vie d’une pompe à chaleur varie généralement entre 15 et 20 ans, en fonction de la qualité de l’installation et de l’entretien régulier.

Les pompes à chaleur sont-elles bruyantes ?

Les modèles récents de pompes à chaleur sont conçus pour être silencieux. Le niveau sonore dépend du type de pompe et de son emplacement.

Peut-on installer une pompe à chaleur dans un appartement ?

Oui, il est possible d’installer une pompe à chaleur dans un appartement, mais cela dépend des contraintes techniques et des règlements de copropriété.

Quelle est la différence entre une pompe à chaleur air-air et air-eau ?

Une pompe à chaleur air-air chauffe l’air intérieur, tandis qu’une pompe à chaleur air-eau chauffe l’eau d’un système de chauffage central.

Les pompes à chaleur fonctionnent-elles en hiver ?

Oui, les pompes à chaleur fonctionnent en hiver, mais leur efficacité peut diminuer en cas de températures très basses.

Quels sont les coûts d’entretien d’une pompe à chaleur ?

Les coûts d’entretien varient, mais ils sont généralement faibles. Un entretien annuel par un professionnel est recommandé.

Les pompes à chaleur sont-elles éligibles aux aides financières ?

Oui, de nombreuses aides financières et subventions sont disponibles pour l’installation de pompes à chaleur, sous certaines conditions.

Peut-on utiliser une pompe à chaleur pour chauffer une piscine ?

Oui, certaines pompes à chaleur sont spécialement conçues pour chauffer les piscines, offrant une solution économique et écologique.

Les pompes à chaleur sont-elles compatibles avec les radiateurs existants ?

Oui, les pompes à chaleur air-eau peuvent être compatibles avec les radiateurs existants, mais une vérification technique est nécessaire.

Comment choisir la bonne puissance pour une pompe à chaleur ?

La puissance nécessaire dépend de la superficie à chauffer, de l’isolation de la maison et du climat. Une étude thermique peut aider à déterminer la puissance adéquate.

> Comment fonctionne une pompe à chaleur ?