La pompe à chaleur est considérée comme un système de chauffage idéal pour une maison. Pourtant, ce matériel est encore mal connu de certains propriétaires.
En effet, cet appareil dispose de ses propres particularités pour offrir un confort thermique à une pièce. A la fois économique et plus écologique, ce dispositif s’utilise environ dans une habitation sur trois en France. Découvrez comment fonctionne une pompe à chaleur !
Lire notre article : Comment calculer le coût d’une pompe à chaleur ?
Qu’est-ce qu’une pompe à chaleur ?
Une pompe à chaleur ou PAC est un système de chauffage écologique moderne. Elle permet de chauffer l’intérieur d’une chambre ainsi que l’eau sanitaire d’un établissement facilement. Pour ce faire, le dispositif extrait l’énergie à l’extérieur de la maison pour assurer son travail. L’accessoire l’injecte ensuite dans la pièce à l’aide d’un radiateur, un plancher chauffant ou encore un ventilo-convecteur. Tout dépend du type d’installation choisi.
La pompe à chaleur s’utilise comme un matériel de chauffage ou de refroidissement. Elle récupère l’énergie thermique du sol, de l’air ambiante extérieure ou de la nappe aquifère. Celle-ci peut aussi provenir d’une autre source d’eau à proximité de la maison. La chaleur obtenue est ensuite retransmise dans le logement via différents émetteurs reliés à l’unité intérieure ou au circuit de chauffage central.
Ce système fonctionne normalement avec un liquide réfrigérant qui se condense à température ambiante et s’évapore à basse température. C’est ce changement d’état qui produit de l’énergie pour chauffer ou refroidir l’habitation. Cela dépend néanmoins du modèle du type de pompe à chaleur utilisé.
A noter que les pompes à chaleur dépendent généralement de trois critères qui influent sur leur fonctionnement. A savoir :
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La source d’énergie ;
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Le système de diffusion thermique ;
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Les phénomènes physiques.
Quels sont les principes de fonctionnement d’une pompe à chaleur ?
Habituellement, une pompe à chaleur est composée d’un évaporateur, d’un générateur compresseur et d’un condenseur. Contrairement à d’autres dispositifs du même type, elle n’utilise pas de chaudière traditionnelle. Elle la remplace plutôt par du fioul ou du gaz. Dans cette perspective, ce matériel fonctionne alors autrement.
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Pour commencer, un fluide caloporteur capte la chaleur de la source choisie et la transforme en gaz dans l’évaporateur. Le point de consigne de ce dernier se porte normalement à -5°C.
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Le compresseur correspondant augmente ensuite la température du gaz. Celui-ci transfère alors sa chaleur au condenseur, soit directement, soit par le biais d’un circuit d’échange d’eau.
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Après cette étape, le condenseur transfère à son tour l’énergie thermique au logement selon la méthode choisie.
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Pour finir le cycle, le détendeur permet au liquide caloporteur de retourner à la source de chaleur afin de reprendre son état gazeux.
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Il suffit ainsi de relancer le circuit pour un fonctionnement complet de la pompe à chaleur.
Pourquoi utiliser une pompe à chaleur ?
La pompe à chaleur est un appareil relativement simple ayant la particularité de s’adapter à toutes les situations. Outre ses effets économiques et écologiques, elle dispose également de nombreux avantages incontestables. En effet, son utilisation permet de :
Bénéficier d’un retour sur investissement à long terme
La plupart du temps, l’installation d’une pompe à chaleur est amortie en 3 à 5 ans selon le modèle. Grâce à ce système, un foyer peut diviser sa facture énergétique par 3. D’ailleurs, plusieurs aides sont disponibles pour l’aménagement de ce dispositif dans son logement. Quant à son entretien, celui-ci reste particulièrement abordable.
Utiliser une énergie plus propre
Le fonctionnement de la pompe à chaleur intègre parfaitement le concept d’énergie renouvelable. Ce matériel est donc conseillé pour mieux respecter l’environnement. De plus, il s’agit d’un appareil passe-partout qui peut s’utiliser pratiquement n’importe où. Son rôle reste seulement de limiter l’utilisation des chaudières à fioul efficacement.
S’adapter à tous les types de maisons
D’une manière générale, tout le monde peut avoir une pompe à chaleur à domicile. Tous les modèles disponibles sur le marché s’accordent avec n’importe quelle maison, à l’exception des pompes à chaleur air-air. Il faut aussi noter que l’acquisition de certains appareils peut être mieux réglementée. C’est le cas notamment des pompes à chaleur géothermiques, de mode de fonctionnement eau/eau ou une pompe à chaleur sol/sol.
Pour en savoir plus nous invitons à lire notre article Quelles sont les aides de l’État pour l’installation de pompe à chaleur ?
Quels sont les différents types de pompes à chaleur ?
Une pompe à chaleur possède un mode de fonctionnement simple, mais ingénieux. Elle capte les calories de chaleur présentes dans l’air, le sol ou une source d’eau à proximité de la maison. Ces dernières sont ensuite transformées et injectées dans les pièces sous forme de chaleur thermique. Il existe toutefois quelques différences en fonction des modèles disponibles. Voici ce qu’il en est !
La pompe à chaleur hydrothermique
Ce type de pompe à chaleur est très avantageuse surtout si une source d’eau se trouve à proximité de la maison. Le fonctionnement de la pompe à chaleur est simple. Cet appareil prélève la chaleur de l’eau et l’utilise pour chauffer ensuite la maison. Le dispositif peut aussi être utilisé pour rafraîchir une pièce durant l’été. Il suffit de bien le configurer pour cela.
Malheureusement, l’utilisation de ce type de pompe à chaleur n’est pas sans difficultés. Il faut effectuer plusieurs démarches administratives pour l’installer, notamment pour modifier les sous-sols. Il faut d’ailleurs procéder à un double forage pour éviter tout risque d’assèchement.
La pompe à chaleur aérothermique
En principe, les pompes à chaleur aérothermiques captent la chaleur de l’air extérieur et la restituent à l’intérieur. En fait, il existe deux types de pompes à chaleur aérothermiques :
La pompe à chaleur air-air
Appelé aussi aérothermie, ce matériel permet uniquement de chauffer la maison. Il amène l’air ambiant de l’extérieur vers l’intérieur de la maison par l’intermédiaire de ventilo-convecteurs fonctionnant à l’électricité. Cela permet d’obtenir un confort thermique adapté durant la période hivernale.
En été, certains modèles de pompes à chaleur peuvent inverser le système et se présenter comme une climatisation. Dans cette optique, l’accessoire réversible prend l’air via des unités murales ou des consoles. Il est donc conseillé d’installer un thermostat pour chaque pièce afin de réguler la chaleur correspondante dans cette voie.
La pompe à chaleur aérothermique air-eau
Ce système vise à chauffer une habitation et de produire de l’eau chaude. Le principe du dispositif repose sur la capture de la chaleur dans l’air extérieure. Celle-ci est ensuite transférée par un circuit d’eau chaude. Ce réseau alimente un circuit bitube de radiateurs de « basse température », ou un réseau de plancher chauffant.
Ainsi une série de ventilo-convecteurs, voire des aérothermes si l’application est plus industrielle. Il est donc possible de chauffer la maison et d’avoir de l’eau chaude en même temps. De plus, le régime de température de chauffage est souvent modéré, autour de 60°C maximum pour une pompe à chaleur. Cependant, pour que les performances soient optimisées, il est conseillé de l’associer à un plancher chauffant basse température.
La pompe à chaleur géothermique
Il s’agit d’un système dit géothermique ou aquathermique. Ce matériel a pour avantage de fonctionner en toute saison et ne nécessite pas de chauffage d’appoint. En revanche, son installation est beaucoup plus conséquente puisqu’elle implique un forage dans le sol. D’ailleurs, son coût est particulièrement élevé.
Il existe deux types de chaleur géothermique sur le marché.
La pompe à chaleur eau-eau et sol-eau
Ces deux matériels sont basés sur la captation de l’énergie thermique dans l’eau des nappes phréatiques, des rivières ou des lacs proches de l’établissement. Cette énergie est ensuite injectée dans le circuit de chauffage de la maison. Ces modèles nécessitent rarement la présence d’un chauffage d’appoint.
La température de l’eau dans laquelle la chaleur est puisée varie faiblement. Cela permet à ces dispositifs de bien fonctionner toute l’année. De plus, ces matériels sont parfaitement adaptés aux régions froides. Cependant, leur installation est généralement plus coûteuse que celle des pompes aérothermiques.
La pompe à chaleur sol-sol
Ce modèle figure parmi les types de pompes à chaleur les plus coûteux à installer. Ce matériel nécessite l’aménagement d’une grande sonde géothermique dans le sol pour fonctionner. De plus, le système requiert normalement un sol souple et un très grand jardin. Ce sont des critères que tout le monde ne peut malheureusement pas remplir.
Il existe néanmoins deux méthodes d’installation d’une pompe à chaleur sol-sol. Cela dépend cependant de l’espace disponible pour son aménagement. Le dispositif correspondant peut se positionner de manière horizontale ou verticale. Ce travail nécessite évidemment l’intervention d’un professionnel.
Comment bien choisir une pompe à chaleur ?
Avant d’installer une pompe à chaleur, il faut d’abord effectuer un bilan thermique préalable. Cela permet de savoir quel type d’appareil faut-il obtenir pour un confort thermique optimal dans la maison. Cela peut aussi déterminer la puissance du matériel à acquérir dans cette perspective.
Pour ce faire, il faut vérifier l’isolation de la maison et le type de confort souhaité. Dans certains cas, des travaux de rénovation peuvent être nécessaires pour optimiser le confort global. En effet, dans ces logements à faible potentiel d’isolation, une pompe à chaleur peut ne pas suffire.
Le COP ou Coefficient de Performance est aussi un autre facteur à prendre en compte. D’ailleurs, il représente le rapport entre la puissance produite en kWh et l’énergie électrique consommée. Ce rapport permet de choisir la pompe à chaleur la plus économique par rapport à ses besoins énergétiques.
Quel que soit son logement, l’aide d’un expert est aussi recommandé dans cette voie. Grâce aux conseils avisés de ce professionnel, il est possible de trouver le bon matériel pour sa maison.
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