Les factures hyper chères sont devenues un fardeau sur vos épaules ? Vos dépenses énergétiques ne cessent d’augmenter ? Vous voulez garder votre maison fraîche et chaude ? La pompe à chaleur s’est avérée comme la solution la plus adaptée à harmoniser vos besoins, minimiser vos factures et réduire les impacts néfastes sur l’environnement.
Table des matières
Tout ce qu’il faut savoir sur les pompes à chaleur
La pompe à chaleur (parfois appelée PAC) est un appareil qui utilise un dispositif thermodynamique, qui permet de transférer de la chaleur provenant d’un milieu froid vers un lieu à chauffer. Autrement dit, c’est le contraire d’un réfrigérateur.
À quoi sert une pompe à chaleur ?
Une pompe à chaleur est un équipement de chauffage qui exploite les calories accumulées dans l’environnement. Cette énergie thermique est extraite de l’air, de l’eau ou de la terre, en fonction des modèles de pompe à chaleur sélectionnées. D’autres dispositifs permettent de combiner les sources d’énergie (air-eau, sol-eau, etc.).
1- Principe et fonctionnement de la pompe à chaleur :
Le principe d’une pompe à chaleur est relativement simple. Une pompe à chaleur, composée d’un évaporateur, d’un générateur à compresseur et d’un condensateur, remplace la chaudière à fioul ou gaz traditionnelle.
La chaleur est le plus généralement captée dans l’air (aérothermie) ou dans le sol (géothermie). Le système de la pompe à chaleur est également appelé cycle frigorifique, technique utilisée dans les climatiseurs ou encore les réfrigérateurs. La pompe à chaleur fonctionne sur un principe de transfert d’énergie thermique, à l’aide d’un changement d’état du fluide. Pour cela, un fluide frigorigène est installé dans la pompe à chaleur. Ce dernier, qui coule dans les circuits, permet une bonne régulation.
2- Pompe à chaleur : Comment ça marche ?
Une pompe à chaleur permet de capter l’énergie de l’extérieur et évite de dépenser du mazout ou du fioul pendant 90 % de la saison de chauffage.
L’installation d’une pompe à chaleur est généralement amortie sur 3 ou 5 ans selon les régions et l’installation choisie. Une pompe à chaleur permet d’économiser jusqu’à 75 % de la facture de chauffage sur 1 an.
Elle est composée d’un évaporateur, d’un générateur à compresseur et d’un condensateur, remplaçant ainsi la chaudière à fioul ou gaz traditionnelle.
La pompe à chaleur fonctionne comme un réfrigérateur, mais à l’envers
Un fluide frigorifique capte les calories ambiantes à l’extérieur du logement et passe d’un état liquide à un état d’ébullition (son point d’évaporation est à -5°C).
La vapeur ainsi créée est aspirée, compressée et chauffée par le compresseur de la pompe à chaleur qui l’expédie à haute pression vers le condenseur.
Le liquide réfrigérant va alors céder ses calories au condenseur de la pompe à chaleur. À son tour le condenseur restitue les calories aux radiateurs du logement.
3- Pompes a chaleur : caractéristiques selon les types
Les différents types de pompe à chaleur
Les types de pompe à chaleur se définissent principalement à partir de la nature du milieu où la pompe vient puiser son énergie. On distingue trois milieux émetteurs :
- Le sol : les pompes à chaleur dites géothermiques utilisent la chaleur du sol.
- L’eau : les pompes à chaleur aquathermiques prélèvent les calories présentes dans l’eau pour fonctionner. L’eau prélevée peut être issue de la nappe phréatique, d’une rivière ou de la mer selon l’emplacement de l’installation.
- L’air : les pompes à chaleur aérothermiques captent la chaleur contenue dans l’air extérieur.
Les différents types de pompes sont souvent désignés à la fois par leur milieu émetteur et leur milieu récepteur : on appellera par exemple une pompe à chaleur puisant sa chaleur dans le sol et la transmettant dans l’air de l’habitation une pompe sol-air.
Donc, Il existe différents systèmes de pompe à chaleur :
- la pompe à chaleur géothermique qui utilise l’énergie du sol pour chauffer la pièce (par captage horizontal, captage vertical ou captage sur nappe), comme la pompe à chaleur eau glycolée-eau, la pompe à chaleur sol-sol et la pompe à chaleur sol-eau ;
- les pompes à chaleur aérothermiques (pompe à chaleur à air-air et pompe à chaleur air-eau), qui utilisent l’énergie de l’air ;
- la pompe à chaleur au gaz naturel.
Il existe également des pompes à chaleur réversibles qui permettent indifféremment de chauffer ou de refroidir un espace selon la température extérieure.
a- Les pompes chaleur eau/eau : : un fonctionnement fiable et constant
Les pompes à chaleur eau/eau font partie des pompes à chaleur permettant de réaliser les plus grandes économies, autant d’un point de vue financier qu’énergétique. Néanmoins, ces avantages à l’usage ne doivent pas faire oublier les importantes contraintes notamment au moment de l’installation.
La pompe à chaleur eau/eau utilise les calories contenues dans une source d’eau à proximité de l’habitation, nappe phréatique ou rivière par exemple, pour les convertir en chaleur. Cette chaleur est ensuite diffusée à l’intérieur du logement via un circuit de chauffage par le sol ou par des radiateurs.
Le système d’une pompe à chaleur eau/eau se compose de deux éléments principaux :
- Un générateur, qui va fournir à la pompe sa mise énergétique de départ, et ainsi assurer son fonctionnement en continu.
- Au moins un puits creusé vers la source d’eau, en général deux, le premier pompant l’eau directement à sa source pour en extraire les calories, le second rejetant l’eau dans son milieu d’origine.
La pompe à chaleur eau/eau ne se prête pas à toutes les configurations, parce qu’il est recommandable d’installer deux puits pour des raisons de sécurité environnementale, et parce que ces mêmes puits ne doivent pas être trop profonds. De plus, son installation est soumise à une autorisation administrative.
PAC eau/eau : des avantages attractifs
Il faut toutefois savoir qu’en dépit de ces contraintes, les pompes à chaleur eau/eau présentent des performances très intéressantes.
En effet, parce qu’elles utilisent les calories issues de sources d’eau à température constante,les pompes à chaleur eau/eau peuvent être utilisées tout au long de l’année sans restrictions. De même, le coefficient de performance de cette PAC est très intéressant, pour peu que les puits ne soient pas trop profonds.
b- Les pompes à chaleur air/air
Elles permettent de transformer les calories de l’air comme source d’énergie. En hiver, elle constitue un système de chauffage efficace. Cependant en été, la PAC air-air réversible permet de rafraîchir votre logement. Ce système de chauffage est également une excellente alternative écologique aux chaudières fioul ou gaz. En effet, l’air est une énergie gratuite et renouvelable à l’infini.
Le fonctionnement d’une PAC air-air
La PAC air-air récupère donc les calories présentes dans l’air extérieur pour ensuite les réinvestir dans votre logement afin de le réchauffer. Théoriquement, ce matériel ne produit que du chauffage. Cependant, bref il existe des modèles réversibles destinés à générer de la fraîcheur. Ils sont alors utilisés comme climatiseurs. Les PAC air-air réversibles produisent ainsi de la fraîcheur l’été et de la chaleur l’hiver. Malgré une telle performance, ce modèle s’avère moins écologique.
Une pompe à chaleur air-air est composée de 2 unités :
- Une unité extérieure : installée dans un endroit aéré, elle est constituée d’un échangeur à ailettes et d’un ventilateur. Cette unité capte les calories dans l’air pour ensuite les restituer à l’intérieur de votre logement en diffusant de l’air chaud.
- Une unité intérieure : composée d’un compresseur et d’un détenteur, elle transforme les calories en chaleur pour ensuite les envoyer dans vos pièces. L’unité intérieure est également équipée d’un radiateur muni d’un ventilateur avec système de dégivrage. Ce ventilateur, fixé au mur, sert notamment à diffuser la chaleur dans vos différentes pièces.
Pour assurer la circulation du fluide frigorigène dans le circuit, la PAC air-air consomme de l’électricité au niveau du compresseur. Néanmoins, l’apport gratuit de l’air extérieur permet de consommer une quantité d’électricité nettement inférieure à la quantité de chaleur diffusée dans la maison. La pompe à chaleur air/air consomme donc peu d’électricité.
c- Pompe à chaleur géothermique
Les modèles air-air et air-eau fonctionnent selon le principe d’aérothermie. D’autres modèles utilisent le principe de géothermie.
d- Pompe à chaleur sol-sol
Pour ce modèle, l’énergie thermique est puisée dans le sous-sol, ce qui implique l’installation de capteurs. Ceux-ci forment un réseau dans lequel circule le fluide qui capte les calories et les conduit jusqu’à la pompe. Plusieurs procédés sont envisageable : mixte sol-eau, eau-eau glycolée ou à détente directe sol-sol.
4- Avantages et inconvénients des pompes à chaleur
Si les pompes à chaleur constituent indéniablement un vrai progrès dans le secteur du chauffage, il existe de nombreux modèles qui possèdent chacun des avantages et des inconvénients bien particuliers. C’est pourquoi, il est important de contacter un chauffagiste capable de vous présenter les avantages et les inconvénients d’une pompe à chaleur.
L’installation d’une pompe à chaleur air-air a l’avantage de réduire considérablement votre consommation électrique mais elle n’est pas éligible au crédit d’impôt ce qui constitue un inconvénient important pour les ménages les plus modestes. A l’inverse, l’inconvénient d’une pompe à chaleur sol-sol réside dans son prix très élevé mais possède l’avantage d’être éligible au crédit d’impôt ou encore à l’éco-prêt à taux zéro.
mais il faut mentionner que tout dépend région où vous habitez et de la technologie choisie pour votre pompe à chaleur vous découvrirez que chaque appareil possède des caractéristiques qui lui sont propres et que tous n’ont pas les mêmes avantages.
Immersion dans le système de pompe à chaleur:
Une pompe à chaleur est un dispositif utilisé souvent pour chauffer ou même refroidir votre maison, son système repose sur le mécanisme de transfert thermique d’énergie en captant la chaleur présente dans notre environnement et la transformant en température capable de chauffer votre habitat.
Vous trouverez dans cet article un descriptif détaillé des systèmes de la pompe à chaleur et comment ils fonctionnent.
Vous saurez ainsi à la fin de cet article distinguer les termes techniques les plus importants à connaître et les avantages et l’utilité d’une pompe à chaleur. Cet article est donc un guide qui va vous accompagner pour découvrir les bases importantes afin de comprendre les pompes à chaleur et de prendre une bonne décision pour votre propre maison.
1. Le mode de fonctionnement de la pompe à chaleur ?
Les pompes à chaleur prennent la température de l’environnement et l’augmentent par un travail mécanique. La chaleur qui en résulte peut alors être utilisée pour le chauffage.
La manière dont la température est augmentée varie selon le système. Les pompes à chaleur les plus vendues sont les pompes à chaleur à compression, notamment les pompes à chaleur air/eau. Ceux-ci fonctionnent sur le principe d’un cycle thermodynamique.
Tout d’abord, un réfrigérant (également appelé saumure) dans l’unité absorbe la chaleur de l’environnement et s’évapore dans le processus. Le réfrigérant est choisi de telle sorte que même des températures relativement basses suffisent à le faire s’évaporer. En règle générale, un mélange d’eau et d’antigel est utilisé comme réfrigérant.
Dans l’étape suivante
Le réfrigérant, qui est maintenant sous forme de vapeur, est comprimé par une pompe. Cela augmente le niveau de température, ainsi le réfrigérant devient plus chaud.
Le gaz chauffé peut maintenant transférer la température du condenseur au système de chauffage. La combinaison de la pompe à chaleur et du chauffage par le sol est particulièrement favorable et efficace, car la température du fluide frigorigène ne doit être augmentée que de quelques degrés. Une fois que le réfrigérant a traversé le condenseur, il se refroidit à nouveau jusqu’à ce qu’il retrouve son état liquide.
Dans la dernière étape, le réfrigérant (encore comprimé) doit être ramené au niveau de pression de l’état initial. Les détendeurs (également appelés vannes d’étranglement) sont utilisés à cet effet. Le réfrigérant peut alors se dilater à nouveau et réduire ainsi la pression. Le processus recommence avec le réfrigérant froid et non comprimé.
Spécificités
Les pompes à chaleur sont des dispositifs capables d’élever les basses températures de l’environnement (air, terre ou eau) à l’aide de pompes actionnées par l’électricité afin d’alimenter les maisons bien isolées en énergie de chauffage et en eau chaude.
Une pompe à chaleur n’est pas plus grande qu’un chauffage classique. Toutefois, cela ne concerne que la partie installée dans votre sous-sol. À l’extérieur, selon le système, d’autres installations sont nécessaires.
Le même principe en sens inverse est utilisé depuis des décennies pour les réfrigérateurs. Les pompes à chaleur peuvent également être utilisées pour le refroidissement en été.
Rappel concernant les différents types de pompes à chaleur :
Contrairement aux systèmes de chauffage au fioul et au gaz, les pompes à chaleur n’ont pas besoin de combustible pour chauffer. Au lieu de cela, ils extraient la chaleur de l’environnement. Selon la conception, la source de chaleur est l’air ambiante, le sol ou les eaux souterraines (ou, plus rarement, les eaux de surface). Ces pompes à chaleur sont alors logiquement appelées pompes à chaleur aérothermiques, pompes à chaleur géothermiques ou pompes à chaleur sur l’eau souterraine.
Pompe à chaleur eau-eau :
Les eaux souterraines servent de source d’énergie. L’eau est également utilisée dans le circuit du réfrigérant pour absorber la chaleur.
Pompe à chaleur air-eau :
La chaleur de l’air est captée et transférée à l’eau dans le circuit frigorifique.
Pompe à chaleur air-air :
La chaleur de l’air ambiant est utilisée sans circuit frigorifique.
Pompe à chaleur à eau glycolée:
Un mélange d’eau glycolée circule et absorbe la chaleur géothermique.
Pompe à chaleur à gaz :
Dans les pompes à chaleur dites à adsorption et à absorption, un brûleur à gaz sépare à nouveau le réfrigérant de l’absorbant afin que le cycle du réfrigérant puisse recommencer.
L’électricité est également nécessaire pour faire fonctionner la pompe à chaleur. Selon ces 3 méthodes principales :
- Compression : la chaleur est générée par la pression. (C’est le plus couramment utilisé.)
- Adsorption : le réfrigérant adhère à une substance spéciale, générant de la chaleur.
- Absorption : le réfrigérant est absorbé par un solvant, ce qui génère de la chaleur.
Les pompes à chaleur fonctionnent de manière très économique en combinaison avec un chauffage à basse température, par exemple un chauffage par le sol.
Dans quelles maisons les pompes à chaleur à air sont-elles utilisées et à quoi ressemblent-elles ?
Les pompes à chaleur à air ne sont recommandées que pour les maisons dotées d’une ventilation combinée de l’espace habitable, où l’air évacué peut également être utilisé. C’est le cas, par exemple, des maisons passives. L’installation de conduits d’air spéciaux et de systèmes de distribution d’air est essentielle. Des humidificateurs supplémentaires sont recommandés pour le chauffage par pompe à chaleur à air.
Quelles sont les exigences relatives aux pompes à chaleur géothermiques et aux pompes à chaleur sur l’eau souterraine ?
Pour les eaux souterraines et les pompes à chaleur géothermiques, des tuyaux (appelés collecteurs souterrains ou sondes géothermiques) doivent être posés à l’intérieur du sol. Une fois posées, elles ne sont plus visibles, mais il faut tenir compte de l’espace requis et des travaux nécessaires à l’extérieur. Dans le cas des sondes géothermiques qui sont insérées verticalement dans le sol, d’importants travaux de terrassement et de forage sont nécessaires.
Si les eaux souterraines doivent être utilisées comme source de chaleur, l’installation de deux puits est nécessaire : un puits de production et un puits de stockage.
Depuis le puits de production, l’eau souterraine atteint la pompe à chaleur. La chaleur sera extraite de l’eau comme décrit ci-dessus. Elle est ensuite introduite dans le puits de stockage et retourne dans le sol.
Que vous rapportera son installation?
L’installation d’une pompe à chaleur présente de nombreux avantages, dont beaucoup sont visibles immédiatement.
1. Efficacité accrue et coûts réduits
Une thermopompe est beaucoup plus efficace que les systèmes de chauffage ordinaires. À 10 °C, pour chaque kilowattheure (kWh) d’électricité utilisé pour alimenter une thermopompe, il y aura production d’environ 3,3 kWh de chaleur. Ce chiffre fluctue en fonction de la température, mais il fait des thermopompes un choix supérieur pour les personnes soucieuses de réduire leurs émissions de carbone.
Les pompes à chaleur sont également un excellent choix si vous voulez économiser de l’argent – et avouons-le, qui ne veut pas économiser de l’argent ? Elles peuvent réduire vos coûts de chauffage électrique jusqu’à 50 %. Ce sont beaucoup d’argent à dépenser sur d’autres choses !
Vous utilisez peut-être une chaudière à gaz pour chauffer votre maison
Une pompe à chaleur réduira son utilisation (puisqu’elle fonctionne à toutes les températures, sauf les plus froides), ce qui réduira considérablement vos factures.
Si l’on considère qu’environ la moitié de vos factures d’électricité et de gaz naturel sont liées pratiquement au chauffage, cela représente une économie considérable.
Les thermopompes à air plus perfectionnées ne chauffent pas seulement votre maison, mais aussi votre eau grâce à des systèmes intégrés. Cela pourrait réduire vos factures de chauffage de l’eau de 25 à 50 %.
2. Elles sont à la fois un chauffage et un climatiseur
Ne laissez pas le nom vous induire en erreur – les pompes à chaleur sont le plus souvent utilisées comme climatiseurs !
En été, le processus est simplement inversé : l’air chaud est expulsé de votre maison. Non seulement que cela vous rafraîchit, mais cela fonctionne également comme un déshumidificateur. La pompe à chaleur est donc une alternative efficace au climatiseur. Elle est ainsi dotée d’une longue durée de vie de 15 ans.
3- Elles sont beaucoup plus sûrs, car il n’y a pas de processus de combustion
L’une des principales raisons pour lesquelles les appareils de chauffage doivent faire l’objet d’un entretien annuel est de s’assurer qu’aucun monoxyde de carbone ne s’échappe. Ce tueur invisible représente une réelle menace pour vous et votre famille en cas de problème.
Les pompes à chaleur sont électriques, ce qui signifie qu’il n’y a pas de processus de combustion dans votre maison, ce qui leur rend sûre.
4. Elles ont une longue durée de vie
Les pompes à chaleur ont une durée de vie moyenne d’environ 15 ans. Cette période pourra être étendue si vous prenez bon soin de votre pompe à chaleur.
Qu’attendez-vous alors ? Optez vite pour la pompe à chaleur qui convient à votre habitat pour une climatisation instantanée et moins cher.