Avec une pompe à chaleur il est possible de capter l’énergie thermique (chaleur) de l’environnement extérieur (sol, air, eau) pour la restituer à l’intérieur d’un bâtiment dans le but de le chauffer.

Plusieurs types de pompes à chaleur

Plusieurs types de pompes à chaleur existent. Les PAC sont regroupées en deux grandes familles les PAC géothermiques et les PAC aérothermiques.

  • Pompe à chaleur air/air
  • Pompe à chaleur air/eau
  • Pompe à chaleur sol/sol
  • Pompe à chaleur sol/eau
  • Pompe à chaleur eau/eau

Le premier terme désigne l’origine du prélèvement de chaleur, et le second le mode de diffusion de la chaleur (soufflerie, circuit d’eau chaude, plancher chauffant avec fluide frigorigène).

Les PAC sont regroupées en deux grandes familles les PAC géothermiques et les PAC aérothermiques qui proposent différentes technologies :

  • Pompe à chaleur à détente directe. Le fluide frigorigène circule directement dans le circuit de chauffage. PAC air/air et PAC sol/sol
  • Pompe à chaleur mixte. Un circuit pour le fluide frigorigène et un circuit pour l’eau chaude des émetteurs PAC sol/eau et PAC air/eau
  • Pompe à fluides intermédiaires. Trois circuits : un circuit d’eau additionnée d’antigel qui transmet sa chaleur au fluide frigorigène qui la restitue au circuit d’eau des émetteurs de chaleur. PAC eau/eau et PAC eau glycolée/eau

Comment ça marche une pompe à chaleur

Les pompes à chaleur fonctionnent sur le principe d’un réfrigérateur mais à l’envers. Si un réfrigérateur rafraîchit son atmosphère intérieure par l’évacuation de la chaleur vers l’extérieur, la pompe à chaleur prélève de la chaleur extérieure pour la récupérer à l’intérieur de l’habitation.

Comme pour le réfrigérateur, la pompe à chaleur est constituée d’un circuit fermé et étanche dans lequel circule un fluide frigorigène.

Ce fluide circule d’abord à l’état de gaz à basse température. Il est aspiré dans un compresseur qui le comprime ce qui augmente la température et la pression. Ce gaz chaud est transmis à un condenseur qui va le liquéfier. La chaleur obtenue est alors transmise à l’eau du circuit de chauffage. Le fluide se détend ensuite progressivement dans un détendeur. A la sortie du détendeur, la température du frigorigène est beaucoup plus basse. Le fluide frigorigène traverse alors un deuxième échangeur, l’évaporateur, dans lequel il récupère les calories, la chaleur du fluide extérieur (air, eau). En récupérant cette énergie il retourne à l’état de gaz en se mettant en ébullition.

Ce gaz est ensuite aspiré par le compresseur pour un nouveau cycle.

Pour réaliser le transfert de chaleur d’un milieu vers un autre il est nécessaire de consommer de l’énergie électrique. Le compresseur de la pompe est le premier consommateur d’électricité.Pour  1 kWh d’énergie électrique consommée, ce sont 2 à 4 kWh d’énergie thermique qui sont restituées au bâtiment.
Le Coefficient de Performance ou COP exprime la capacité d’une pompe à chaleur à restituer de la chaleur. C’est le rapport entre la quantité de chaleur produite et l’énergie électrique utilisée par le compresseur pour faire fonctionner la PAC. Un COP égal à 3 signifie que l’énergie thermique utile restituée pour le chauffage est 3 fois supérieure à l’énergie électrique consommée pour la produire.

Le COP de la pompe à chaleur que vous installez déterminera directement la facture d’électricité pour le chauffage de votre habitation.

Les pompes à chaleur sont employées en priorité pour le chauffage. Elles sont utilisées également pour la production d’eau chaude sanitaire. Soit par la même pompe à chaleur que vous utilisez le chauffage soit par une pompe à chaleur indépendante avec un chauffe-eau thermodynamique. Les pompes à chaleur dites réversibles  permettent de rafraîchir un bâtiment de quelques degrés en été en inversant le cycle du fluide frigorigène.

Pompes à chaleur et émetteurs de chaleur

Plusieurs solutions pour équiper votre bâtiment :

Un plancher chauffant basse température

La chaleur est diffusée dans le bâtiment à partir d’un réseau de tubes, de canalisations placées dans une dalle recouverte d’un revêtement de sol.
Dans les tubes circule l’eau du circuit de chauffage (PAC mixtes ou à fluides intermédiaires) ou du fluide frigorigène (PAC à détente directe).

Des ventilo-convecteurs

Un ventilo-convecteur diffuse soit la chaleur du circuit d’eau d’une PAC mixte ou une PAC à fluides intermédiaires. Ce type d’émetteur filtre et diffuse l’air intérieur du bâtiment à l’aide d’un ventilateur. Dans le cas d’une PAC réversible, ce système permet de rafraîchir le bâtiment l’été

Des radiateurs à basse température

L’eau chaude produite par une PAC mixte ou à fluides intermédiaires circule à une température de 45 à 50°C dans un réseau de canalisations qui alimentent les radiateurs du logement. Ce système ne permet pas d’assurer le rafraîchissement du logement.
Vous pouvez installer un système PAC sur une installation de chauffage existante. Attention à vérifier que le dimensionnement des radiateurs est compatible avec la température de sortie d’eau qu’est capable de délivrer la pompe à chaleur.

Quelques conseils pour  une pompe à chaleur

Une installation de qualité effectuée par un professionnel

Installer une pompe à chaleur peut s’avérer économique. Mais une mauvaise installation peut devenir un gouffre financier. Au regard de l’investissement financier que vous effectuez avec une pompe à chaleur vous devez choisir la démarche de la qualité.

Choisissez une pompe à chaleur de qualité certifiée par un label (NF PAC, CE ou équivalent, NF Electricité Performance pour les chauffe-eau thermodynamiques). Une pompe à chaleur est un équipement sophistiqué qui doit être bien installé.

La pompe à chaleur doit également être bien pensée. C’est à dire bien dimensionnée par rapport aux surfaces à chauffer, à vos attentes en matière de confort. Une PAC trop puissante va travailler par à-coups. Ses performances seront réduites tout autant que sa durée de vie. A l’inverse, une PAC d’une puissance insuffisante vous obligera à un chauffage en appoint.

Pour minimiser les risques et vous aider à bien dimensionner votre PAC,  il est conseillé de réaliser une étude thermique qui sera utilisée par un chauffagiste.

Cette étude prendra en compte tous les éléments qui sont particuliers à votre projet Les (plans de la maison, ouvertures, isolation, ventilation …). Si vous isolez bien votre maison vous aurez besoin d’une pompe à chaleur moins puissante.

L’ADEME conseille de choisir un professionnel qualifié RGE  pour l’installation d’une pompe à chaleur. Pour bénéficier d’aides financières vous devez obligatoirement avoir recours à un professionnel RGE Reconnu Garant de l’Environnement.

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