Quel est le principe d’une pompe à chaleur ?

Quel est le principe d’une pompe à chaleur ?
Quel est le principe d’une pompe à chaleur ?

Malgré l’engouement qu’elle provoque et le fait qu’elle soit le système de chauffage le plus plébiscité des français, la pompe à chaleur est encore méconnue. En effet, encore trop peu de personnes connaissent son fonctionnement, pour remédier à cela on vous explique ici le principe de la pompe à chaleur (PAC).

Il existe différents types de pompes à chaleur qui fonctionnent en soi sur le même principe, mais qui ont toutefois leurs différences. La pompe à chaleur a peu de composants, mais ils sont reliés par un système complexe. De plus, la PAC se compose de deux éléments principaux : l’unité extérieure et l’unité intérieure. Ces deux unités sont communes à tous les types de pompes à chaleur qui suivent un principe similaire.

Les grands principes de la pompe à chaleur

Les grands principes de la pompe à chaleur
Les grands principes de la pompe à chaleur

La pompe à chaleur est un système de chauffage innovant présenté comme une véritable solution écologiques comparée aux autres systèmes de chauffage plus archaïques fonctionnant sur les énergies fossiles comme les chaudières au fioul.

Utiliser l’air extérieur pour chauffer votre maison

Tout d’abord, la pompe à chaleur a pour principe de base de capter les calories présentent dans l’environnement extérieur comme l’air, l’eau ou le sol, et de les transformer en chaleur avant de les rediffuser dans la maison grâce à des radiateurs ou des planchers chauffants. La pompe à chaleur peut utiliser l’air ou l’eau comme ressource principale. Ensuite, la PAC va transformer ces calories en énergie thermique grâce à plusieurs composants

Pour produire de la chaleur, la PAC va puiser des calories à l’extérieur grâce à l’unité extérieure. Les calories vont ensuite être transmises au liquide caloporteur dans l’évaporateur. Le liquide va ensuite devenir de la vapeur haute pression en passant dans le compresseur. Ce changement d’état peut parfois créer du givre qui s’accumule autour du compresseur. La vapeur haute pression ainsi créée va ensuite passer dans le condenseur qui aura deux effets.

D’abord, il va transmettre la chaleur créée à l’intérieur du logement via les différents émetteurs. Ensuite, le condenseur va retransformer la vapeur en liquide haute pression. Enfin, le détendeur va diminuer la température du liquide et le retransformer en liquide basse pression, plus apte à capter les calories. Ce cycle s’appelle un cycle de chauffe. On peut comparer ce fonctionnement à celui d’un frigo, sauf que celui-ci à capter la chaleur présente à l’intérieur et la rejeter à l’extérieur.

Faire des économies d’énergie

La pompe à chaleur s’impose comme étant le système idéal lorsque l’on décide d’avoir recours à une énergie propre tout en faisant des économies d’énergie. En effet, si la PAC est assez performante, elle devrait vous permettre de faire de grandes économies d’énergie. Pour environ 1 kW d’électricité consommée pour faire tourner la pompe à chaleur, il est considéré que la PAC en crée l’équivalent de 3 kW d’énergie thermique.

La performance d’une pompe à chaleur s’estime avec le Coefficient de Performance, ou COP, qui est indiqué sur les modèles de pompes à chaleur lors de la vente. Pour que votre PAC soit considérée comme véritablement efficace et donc rentable, il faut que son COP soit supérieur ou égal à 3 ou 4.

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Solution écologique

Au vu de l’énergie consommée et des ressources utilisées pour son fonctionnement, la pompe à chaleur reste une solution de chauffage écologique de choix. En effet, les composants de la pompe à chaleur ne sont pas polluants, mis à part certains types de fluides frigorigènes qui sont très règlementés. La pompe à chaleur ne rejette aucun gaz à effet de serre lors de son fonctionnement, et est donc un système propre.

De plus, il est aussi économique qu’écologique puisque les calories puisées dans l’environnement sont présentes en quantité illimitée, gratuites, et renouvelables. Un des grands avantages de la pompe à chaleur réside dans le fait que contrairement à un système de chauffage solaire ou éolien, les ressources sont présentes en continu, et la PAC peut se brancher sur les réseaux d’eau sanitaire et de chauffage déjà existants, ce qui supprime des coûts de travaux complexes supplémentaires.

Son aspect écologique est aussi valorisé par l’Etat qui a mis en place un système de primes pour permettre aux personnes qui n’auraient pas les moyens de passer à un système de chauffage plus vert de faire la transition. Ces primes peuvent s’élever jusqu’à 4500 euros et permettent de financer jusqu’à 90% de la somme totale de l’achat et de l’installation.

Principe des différents types de pompe à chaleur

Principe des différents types de pompe à chaleur
Principe des différents types de pompe à chaleur

Les pompes à chaleur fonctionnent légèrement différemment en fonction des ressources qu’elles captent. Les deux différents types de ressources captées par la pompe à chaleur sont l’air et l’eau. On les différencie en fonction des calories qu’elles captent, mais aussi par la façon dont elles redistribuent la chaleur dans le logement.

Principe de la pompe à chaleur air/ air

Les pompes à chaleur qui captent les calories présentent dans l’air et qui chauffent l’air intérieur sont appelées PAC air/ air. Ces PAC peuvent être réversibles, ce qui signifient qu’elles chaufferont votre logement en hiver et feront office de climatisation en été.

La PAC air/ air va rejeter l’air chaud généré dans le logement grâce à des ventilo-convecteurs. Ces appareils doivent être placés dans plusieurs pièces pour permettre un chauffage optimal. Pour régler la température, il suffit de programmer le thermostat sur la température souhaitée pour que la PAC entame un cycle de chauffe.

Principe de la pompe à chaleur air/ eau

Ce type de PAC va aussi capter les calories présentent dans l’air extérieur, mais au lieu de diffuser la chaleur à travers l’air, ce type de PAC va être branché à des radiateurs dans la maison. La pompe à chaleur air/ eau va donc chauffer un réseau d’eau pour permettre de chauffer le logement. Au lieu des radiateurs, il peut aussi s’agir de parquets chauffants qui sont tout à fait compatibles avec ce genre de PAC.

De plus, les PAC air/ eau existent sous deux formes. Les PAC air/ eau basse pression et les PAC air/ eau haute pression. Les PAC basse pression ne seront compatibles qu’avec de radiateurs basse pression et idem pour la PAC à haute pression. Ce genre de PAC peut non seulement chauffer le réseau hydraulique, mais aussi chauffer l’eau sanitaire.

Principe de la pompe à chaleur eau/ eau

La pompe à chaleur eau/ eau est plus rare. En effet, elle puise les calories dans l’eau chaude sanitaire du logement ou dans une source d’eau extérieure et souterraine comme un nappe phréatique. Il en existe moins car ce type de PAC requiert de nombreuses autorisations auprès des autorités locales pour puiser dans une nappe d’eau souterraine. Ce genre de PAC est appelé PAC à fluides intermédiaires, ce qui signifie que ce système comporte trois circuits de fluides. Le premier agit sous terre au niveau des capteurs, le deuxième dans la pompe à chaleur et le dernier aux niveaux des émetteurs de chauffage

Un des avantages de ce type de système est que la PAC va puiser la chaleur sous terre avec une sonde. Cela garanti un rendement constant et de bonnes performances toute l’année puisque l’eau souterraine reste à une température constante. Les PAC eau/ eau sont parmi les plus puissantes sur le marché et sont les plus chères à la fois à l’achat, à l’installation mais aussi à l’entretien dont le coût peut s’élever à 300 euros. Pour ce qui est de la performance, ce type de pompe à chaleur a souvent un COP entre 4 et 5, ce qui signifie que pour 1 kW d’énergie consommée, elle en produit 4 ou 5 kW

Conclusion

Finalement le principe de fonctionnement d’une pompe à chaleur est assez simple et se ressemble entre les différents types d’appareil. Elle est de plus en plus adoptée par les foyers français car son aspect écologique et économique attire beaucoup et est très avantageux. Le fait qu’il existe différents types de pompes à chaleur qui compte aussi pour différents budgets agrandissent le champ des acheteurs.

Le marché des pompes à chaleur ne cesse de grandir depuis quelques années, et le nombre de marques qui se spécialisent dans la fabrication de PAC grossis aussi. Les marques ont chacune leurs spécificités par rapport à leurs modèles, avec leurs avantages et leurs inconvénients. Donc, le choix d’une pompe à chaleur ne se fait pas non seulement sur le type (air/ air, air/eau etc.), mais aussi sur la marque et sur le modèle que vous choisirez.

Faire le choix d’une pompe à chaleur n’est pas forcément facile, mais nous vous conseillons de faire plusieurs devis pour le type de PAC qu’il vous faut, mais aussi par rapport à l’installation de l’appareil. En effet, même si la PAC présente de nombreux avantages comme cités au-dessus, c’est aussi un système qui peut être bruyant et qui nécessite un entretien annuel dont le coût peut rapidement devenir important en fonction du type de PAC que vous avez. N’hésitez pas à souscrire à un contrat d’entretien et à tester votre éligibilité aux primes de l’Etat.

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Marie A

Militante pour la transition écologoique depuis plus de 20 ans, j'ai rejoint l'équipe d'Action France Énergie en Octobre 2017 pour promouvoir l'ensemble des aides disponibles sur le territoire français, et aider nos ménages à créer un environnement plus responsable de notre belle planète.

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