Qu’est-ce qu’une pompe à chaleur ?

Vous pensez que dans les Hauts-de-France la météo n’est pas assez clémente pour installer une pompe à chaleur (PAC) ? Fausse idée ! Non seulement, nous décryptons dans cet article le fonctionnement et les rouages d’une pompe à chaleur mais en plus vous découvrirez que les équipes d’AFL peuvent vous accompagner de A à Z dans votre projet d’installation.

Il existe plusieurs types de pompes à chaleur : les pompes à chaleur géothermiques qui puisent la chaleur dans le sol et les pompes à chaleur aérothermiques qui puisent la chaleur dans l’air. Celles-ci sont air-air ou air-eau, c’est ce dernier type de fonctionnement qui nous intéresse ici.

L’air qui nous entoure est chargé d’énergie sous forme de calories, le rôle de la pompe à chaleur air-eau est de capter celle-ci à l’extérieur de votre logement et de restituer la chaleur à l’intérieur via un réseau d’eau qui alimente un plancher chauffant, vos radiateurs ou votre ballon d’eau chaude sanitaire.

Selon l’Association Française pour les Pompes à Chaleur, le système se décompose en quatre parties distinctes :

• Un échangeur pour capter l’énergie à l’extérieur du logement, que l’on appelle un évaporateur.
• Un deuxième échangeur pour restituer cette énergie à l’intérieur du logement, c’est le condenseur.
• Un compresseur.
• Un détendeur.

A l’intérieur de ce circuit fermé et étanche circule un fluide frigorigène, il s’agit d’un liquide caloporteur, capable donc, de prendre de la chaleur dans un milieu à basse température et de la rejeter dans un milieu où la température est plus élevée.

Attention, ce fluide peut se révéler être un puissant gaz à effet de serre. Contactez un installateur de pompes à chaleur agréé est fortement recommandé.

Étape 1 : captation de la chaleur avec l’évaporateur

À l’extérieur de votre logement, le fluide frigorigène circule à basse pression. En arrivant dans l’évaporateur et grâce à sa très faible température, le liquide capte la chaleur de l’air ambiant, se réchauffe et se transforme en vapeur à basse pression.

Étape 2 : compression du gaz pour augmenter la température

Deuxième étape, le fluide sous forme gazeuse arrive dans le compresseur. La compression permet au gaz de se réchauffer et de monter en température.

Étape 3 : restitution de la chaleur dans votre logement avec le condenseur

La vapeur désormais à haute pression atteint le condenseur qui restitue la chaleur au contact de votre réseau de chauffage alimentant vos radiateurs ou votre plancher chauffant. La vapeur perd son énergie et se condense en liquide à haute pression.

Étape 4 : passage du liquide frigorigène dans le condenseur

Le liquide parvient à la vanne de détente, appelé le détendeur, et diminue rapidement en pression avant de repasser dans l’évaporateur et continuer le cycle.

Les pompes à chaleur utilisent différentes technologies et proposent des performances spécifiques grâce au fonctionnement du compresseur avec moteur électrique ou à gaz.

Pompe à chaleur à compression avec moteur électrique

Le travail de compression du fluide frigorigène sous forme gazeuse afin de produire de la chaleur est réalisé par le compresseur. Il s’agit d’un élément clé du système, un moteur électrique fournit l’énergie au compresseur.

Pompe à chaleur à compression avec moteur à gaz>

Par rapport à une PAC électrique, le gaz naturel alimente un moteur à gaz, celui-ci déclenche le compresseur par l’intermédiaire d’un arbre de transmission. La particularité ? Il est possible de récupérer la chaleur des gaz d’échappement pour les réinjecter dans le réseau de chauffage.

Note : AFL ne propose pas ce type de technologie.

Pompe à chaleur à absorption>

L’énergie apportée au système est basée sur “l’affinité d’un fluide frigorigène pour un autre liquide (l’ammoniac et l’eau)”. C’est un système solide avec une maintenance limitée, l’absence de moteur augmente la durabilité du produit mais le coût d’investissement est élevé et la technologie complexe à mettre en œuvre.

Avant toute décision hâtive sur le choix de votre pompe à chaleur, certains éléments sont à prendre en considération :

• Les spécificités de votre logement
• Le climat de votre région et notamment les températures hivernales
• Vos besoins de chauffage

Comme pour d’autres modes de chauffage, le dimensionnement du système est important pour assurer l’efficacité de celui-ci.

En effet, en fonction de vos besoins, trois modes de fonctionnement s’offrent à vous : fonctionnement monovalent, monovalent avec appoint électrique et bivalent.

Fonctionnement monovalent

La PAC à fonctionnement monovalent couvre tous les besoins en énergie du logement, sans appoint, elle est préconisée pour les logements neufs bien isolés afin de couvrir efficacement la demande énergétique. Certaines pompes à chaleur assurent des hautes performances à très basse température. Toutefois, elles peuvent être sur-dimensionnées par rapport à vos besoins, dans ce cas une PAC avec appoint électrique est suffisante.

Fonctionnement avec appoint électrique

L’appoint électrique se révèle un bon compromis entre le fonctionnement monovalent et bivalent. Il peut couvrir aussi 100% des besoins de chauffage de votre logement. Le but de l’appoint est de pallier aux difficultés de la pompe à chaleur lors des périodes de gel (températures négatives), le système prend automatiquement le relais lorsque la pompe à chaleur ne peut plus assurer seule le chauffage du logement.

Fonctionnement bivalent

Si vous possédez déjà un autre appareil de chauffage, une chaudière par exemple, la PAC fonctionne en relais, on parle de “PAC en relève de chaudière”. Ce fonctionnement peut vous permettre de réaliser d’importantes économies. Il est efficace en toutes circonstances, en effet, en dessous du seuil de rendement de la PAC, votre chaudière prend le relais pour assurer la demande en chauffage.

Pour une pompe à chaleur, deux installations sont possibles : une PAC monobloc et une PAC bibloc.

Pompe à chaleur monobloc

Ce système se compose d’une seule unité à l’extérieur du logement contrairement au modèle bibloc. La pompe à chaleur monobloc représente un gain d’espace si vous ne disposez que d’un emplacement restreint à l’intérieur de votre logement. Cela facilite aussi l’installation et la maintenance du système le cas échéant.

Pompe à chaleur bibloc

Le système bibloc se compose quant à lui d’une unité extérieure et d’un pilote hydraulique à l’intérieur du logement. L’unité extérieure se charge de capter les calories présentes naturellement dans l’air, de les réchauffer et de transmettre la chaleur à l’intérieur du bâtiment à l’unité intérieure (le pilote hydraulique) via une liaison frigorifique.

Cette solution est plus encombrante que la pompe à chaleur monobloc mais elle reste plus performante en cas de baisse de température.