Comment fonctionne une pompe à chaleur ?
De plus en plus populaire, la pompe à chaleur, ou PAC, équipe de nombreux foyers à la recherche d’une solution de chauffage performant et écologique. Environ un tiers des Français se chauffent aujourd’hui avec un tel système dont le principe est incroyablement simple et efficace : capter l’énergie présente dans l’air, le sol et l’eau à l’extérieur pour la faire circuler à l’intérieur d’un logement et donc le chauffer. Une PAC, apporte un confort thermique optimal et suffira comme unique source de chauffage dès lors que l’appareil choisi est bien dimensionné. En tant que spécialiste de l’installation, de l’entretien et du dépannage de ce système de chauffage, IZI confort vous explique tout ce qu’il faut savoir sur le fonctionnement d’une pompe à chaleur.
Tout savoir sur le fonctionnement d’une pompe à chaleur
Une pompe à chaleur capte les calories présentes dans l’air extérieur, l’eau ou le sol pour les transférer vers l’intérieur du logement via le circuit de distribution de chaleur. Ainsi, la pompe à chaleur apporte un excellent confort thermique en utilisant des énergies renouvelables, disponibles en grande quantité et omniprésentes où que l’on se trouve. L’échange de chaleur se fait par le biais d’un fluide frigorigène (aussi appelé liquide caloporteur) sous la forme liquide quand il est froid et sous la forme gazeuse quand il est chaud. Même s’il existe une variété de pompes à chaleur avec des systèmes différents les uns des autres, le fonctionnement et le cycle de chauffage restent relativement similaires.
Le cycle de chauffage avec une pompe à chaleur
Pour expliquer le principe et le fonctionnement d’une pompe à chaleur, il est opportun de comprendre de quoi se compose une PAC. Une pompe à chaleur se compose de 4 éléments principaux qui correspondent aux 4 grandes étapes de fonctionnement d’une pompe à chaleur :
- Un évaporateur. L’évaporateur d’une pompe à chaleur puise l’énergie de la ressource exploitée (eau, air ou sol) pour la transmettre au liquide caloporteur. Ce dernier en chauffant passe de l’état liquide à l’état gazeux, il s’évapore et se transforme en vapeur basse pression.
- Un compresseur. Le compresseur d’une pompe à chaleur comprime ce gaz qui monte en pression et donc en température. Ce gaz chaud et à haute pression se dirige vers le condenseur.
- Un condenseur. Le condenseur d’une pompe à chaleur assure le transfert des calories stockées sous forme de gaz à haute pression dans le circuit de chauffage du logement : plancher chauffant, radiateur, convecteur, chauffage de l’eau chaude sanitaire… Le fluide frigorigène se condense et repasse à l’état liquide à haute pression.
- Un détendeur. Un détendeur d’une pompe à chaleur réduit la pression du liquide frigorigène et amorce la vaporisation. Le cycle peut ainsi recommencer depuis le départ.
Les différents types de pompes à chaleur
Si le fonctionnement d’une pompe à chaleur reste le même, la source utilisée pour puiser les calories (l’énergie) varie et donc les pompes à chaleurs aussi. Chaque type de PAC a des caractéristiques uniques qu’il est nécessaire d’utiliser avant de s’équiper.
Pompe à chaleur Air/Air ou PAC aérothermique
Une pompe à chaleur air-air capte les calories de l’air extérieur, elles transitent via le fluide frigorigène transformant l’énergie en air chaud. Cet air chaud est délivré au sein du logement par des unités intérieures. On parle de monosplit dans le cas d’un logement avec une seule console et de multisplit dans le cas d’un logement avec plusieurs consoles. Avec ce système, il est impossible de produire de l’eau chaude.
Pompe à chaleur Air/Eau ou PAC aérothermique
La pompe à chaleur Air-Eau est également une PAC aérothermique, car elle capte les calories de l’air pour les restituer à l’intérieur d’un logement via un système de distribution de chaleur par l’eau. L’eau chaude circule dans un plancher chauffant ou des radiateurs basse température pour diffuser les calories et la chaleur captée. Ce système permet d’obtenir de l’eau chaude sanitaire sur le même principe. Certains modèles réversibles pourront même rafraichir un logement en été.
Les PAC aérothermiques constituent des solutions de chauffage économiques à l’installation par rapport aux autres. Pour aller plus dans l’étude du fonctionnement d’une pompe à chaleur aérothermique, découvrez la différence entre une PAC Air-Eau avec une PAC Air-Air.
Pompe à chaleur géothermique
Une pompe à chaleur géothermique puise les calories nécessaires au chauffage du logement via la chaleur produire naturellement par le sol. Des capteurs enfouis dans le sol récupèrent la chaleur qu’il contient et transmettent cette chaleur en surface grâce au système présenté précédemment. Trois types de captage sont envisageables selon la taille du terrain disponible et la surface à chauffer :
- Captage horizontal au sol : Solution la plus commune en France. Elle consiste à recouvrir une grande surface de terrain avec des capteurs installés à faible profondeur (de 0,6m à 1,20m).
- Captage vertical au sol : Les capteurs sont enfouis très profondément (jusqu’à 100m de profondeur) pour capter le maximum d’énergie sur une petite surface au sol.
- Captage vertical sur nappe phréatique ou PAC eau géothermique qui sera détaillée ci-après.
En raison des travaux et de la logistique pour forer les sols, les pompes à chaleur géothermiques représentent un investissement très important (jusqu’à 40 000€ !) et se destinent qu’à certains projets très spécifiques.
La pompe à chaleur hydrothermique
La pompe à chaleur hydrothermique consiste à puiser la chaleur contenue dans une nappe phréatique, un lac, un cours d’eau ou un autre point d’eau avec un débit suffisant. Généralement, une telle installation se fait avec une nappe phréatique, car sa température est assez élevée et stable. On parle alors de PAC eau géothermique. Malgré un rendement intéressant, l’investissement (analyse des sols et forage jusqu’à 100 mètres) reste trop important pour que l’installation soit rentable rapidement.
Maintenant que le fonctionnement d’une pompe à chaleur n’a plus de secret pour vous, il convient de se poser la question quel modèle choisir ? Dans une grande majorité des cas, la pompe à chaleur aérothermique est choisie pour son investissement limité, d’excellentes performances et une installation facile même en rénovation. Faites-vous conseiller par un professionnel IZI confort qualifié RGE , spécialisé dans l’installation de pompes à chaleur, et choisissez le bon modèle en fonction de votre logement et vos attentes en termes de confort thermique !
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