Comment fonctionne une pompe à chaleur ?

Découvrez comment la pac récupère la chaleur

• Pour fonctionner, on introduit un fluide frigorigène dans un circuit fermé. Ce fluide frigorigène va absorber les calories récupérées dans l'air, l'eau ou le sol, suivant le type de pompe à chaleur.
• Ce fluide change d'état en traversant les différents éléments de la pompe.
  • Les calories (et donc l'énergie) sont récupérées par le fluide frigorigène dans un évaporateur. Au contact de la chaleur, le fluide se transforme en vapeur.
  • Un compresseur électrique aspire et comprime la vapeur. Il augmente alors la température du fluide.
  • Le fluide chaud est transféré au condenseur où il cède sa chaleur à l'eau du circuit de chauffage ou chauffe directement l'air.
  • En traversant le détendeur, le fluide à l'état liquide chute en pression et en température.
  • Le fluide frigorigène revient dans l'évaporateur, où il recommence un nouveau cycle.

Il existe trois modes de fonctionnement de la pompe à chaleur

Aérothermie : la pompe à chaleur air/air ou air/eau fonctionne avec l'air extérieur.

• La pompe à chaleur capte les calories naturellement présentes dans l'air extérieur.
• Un ventilateur met en mouvement l'air extérieur qui est directement capté par les tubes de l'évaporateur.
• Son installation est simple et ne demande aucun chantier lourd.
• Vous pouvez utiliser la chaleur produite par l'aérothermie pour le chauffage ou pour l'eau chaude sanitaire.

Géothermie : la pompe à chaleur sol air ou sol eau fonctionne grâce à l'énergie du sol

Pour l'installation d'une pompe à chaleur géothermique, des tubes sont enterrés pour récupérer la chaleur du sol. Il existe deux méthodes de forage :

• Installation horizontale :
  • Les tubes sont enterrés horizontalement à une faible profondeur (environ 1 mètre) mais s'étendent sur plusieurs dizaines de mètres carrés, en faisant des serpentins.
  • C'est l'installation la plus souvent réalisée en France.
  • Il faut compter une surface de capteurs égale à 1,5 fois la surface à chauffer.
  • Cette technique nécessite donc de disposer d'un grand terrain peu accidenté.
• Installation verticale :
  • Un forage vertical permet d'enterrer une ou plusieurs sondes à 100m environ de profondeur.
  • Cette technique est plus coûteuse mais elle est parfaitement adaptée à des surfaces plus petites.

Hydrothermie : la pompe à chaleur eau eau fonctionne grâce à la chaleur de l'eau présente dans le sol

Dans ce cas, un forage dans une nappe phréatique est nécessaire afin d'assurer le fonctionnement de la pompe à chaleur. Ce forage permet ainsi de récupérer l'énergie de l'eau souterraine.

Cette solution est plus onéreuse qu'une pompe à chaleur aérothermique car l'installation nécessite deux forages :

• L'un pour le captage,
• L'autre pour rejeter l'eau dont on a extrait les calories.

La chaleur produite par la pompe à chaleur est utilisée pour le système de chauffage central

La chaleur produite par une pompe à chaleur peut être diffusée par différents émetteurs de chauffage:

Radiateurs à chaleur douce

• Ils fonctionnent avec une eau à environ 50°C et sont directement raccordés à la pompe à chaleur par le système de chauffage central.
• A la différence des radiateurs classiques nécessitant une eau à 90°C, les radiateurs à chaleur douce demandent une plus faible consommation d'énergie, pour un confort thermique équivalent.

Plancher chauffant

• La chaleur produite de la pompe à chaleur est transmise au plancher chauffant de votre maison.
• Il diffuse une chaleur uniforme et douce.
• Un plancher chauffant est constitué d'une plaque isolante et d'un réseau de tuyaux faisant circuler un fluide frigorigène.
• La chaleur est donc transmise à l'ensemble du plancher pour un chauffage homogène.

Ventilo-convecteurs

• L'air ambiant est aspiré, filtré, puis chauffé grâce à la pompe à chaleur.
• Un ventilateur diffuse ensuite l'air chaud dans toute la pièce.

Le fonctionnement de la pompe à chaleur peut également permettre le chauffage des eaux sanitaires dont vous avez besoin, on parle aussi de ballon thermodynamique

Selon les systèmes de pompe à chaleur, vous pouvez aussi produire de l'eau chaude sanitaire.

• La pompe récupère les calories présentes naturellement dans l'air et chauffe un fluide caloporteur. Ce fluide chauffe ensuite un ballon d'eau chaude qui peut conserver l'eau chauffée.
• On parle de chauffe eau thermodynamique pour ce type de système qui allie une pompe à chaleur à un ballon d'eau chaude.
• Selon la contenance du ballon, vous pouvez répondre à tous vos besoins d'eau chaude sanitaire.
• Vous pouvez réduire votre facture d'eau chaude sanitaire d'environ 80% grâce à ce système.

Le coefficient de performance (CoP) mesure le bon fonctionnement de la pompe à chaleur

Le CoP est un indicateur pour évaluer la performance énergétique d'une pompe à chaleur.

• Il est indique la quantité d'énergie produite par rapport à la quantité d'énergie consommée.
• Il est généralement compris entre 3 et 4.
• Si par exemple une pompe à chaleur produit l'équivalent de 3 kWh en chaleur pour une consommation énergétique de 1 kWh, alors son coefficient de performance est de 3.
• Vous pouvez donc diminuer votre facture de chauffage par 3.