Pourquoi une pompe à chaleur?

Les pompes à chaleur fonctionnent sur le principe d’un réfrigérateur mais à l’envers. Si un réfrigérateur rafraîchit son atmosphère intérieure par l’évacuation de la chaleur vers l’extérieur, la pompe à chaleur prélève de la chaleur extérieure pour la récupérer à l’intérieur de l’habitation.
Comme pour le réfrigérateur, la pompe à chaleur est constituée d’un circuit fermé et étanche dans lequel circule un fluide frigorigène.
Ce fluide circule d’abord à l’état de gaz à basse température. Il est aspiré dans uncompresseur qui le comprime ce qui augmente la température et la pression. Ce gaz chaud est transmis à un condenseur qui va le liquéfier. La chaleur obtenue est alors transmise à l’eau du circuit de chauffage. Le fluide se détend ensuite progressivement dans un détendeur. A la sortie du détendeur, la température du frigorigène est beaucoup plus basse. Le fluide frigorigène traverse alors un deuxième échangeur, l’évaporateur, dans lequel il récupère les calories, la chaleur du fluide extérieur (air, eau). En récupérant cette énergie il retourne à l’état de gaz en se mettant en ébullition. Ce gaz est ensuite aspiré par le compresseur pour un nouveau cycle.

Pour réaliser le transfert de chaleur d’un milieu vers un autre il est nécessaire de consommer de l’énergie électrique. Le compresseur de la pompe est le premier consommateur d’électricité. N’oubliez-pas dans vos calculs les équipements auxiliaires (circulateurs, dégivreurs, ventilateurs).

Pour 1 kWh d’énergie électrique consommée, ce sont 2 à 4 kWh d’énergie thermique qui sont restituées au bâtiment.

Le Coefficient de Performance ou COP exprime la capacité d’une pompe à chaleur à restituer de la chaleur. C’est le rapport entre la quantité de chaleur produite et l’énergie électrique utilisée par le compresseur pour faire fonctionner la PAC.

Un COP égal à 3 signifie que l’énergie thermique utile restituée pour le chauffage est 3 fois supérieure à l’énergie électrique consommée pour la produire.

Le COP de la pompe à chaleur que vous installez déterminera directement la facture d’électricité pour le chauffage de votre habitation.

Attention! le COP est une valeur théorique mesurée en laboratoire par le fabricant de la pompe à chaleur. Aussi le COP annoncé n’est jamais atteint. L’ADEME, Agence de l’Environnement et de la Maîtrise de l’Energie, conseille donc d’installer une PAC au COP supérieur à 3,5.

Elles sont utilisées également pour la production d’eau chaude sanitaire. Soit par la même pompe à chaleur que vous utilisez le chauffage soit par une pompe à chaleur indépendante avec un chauffe-eau thermodynamique.

Les pompes à chaleur réversibles

Les pompes à chaleur dites réversibles permettent de rafraîchir un bâtiment de quelques degrés en été en inversant le cycle du fluide frigorigène.

Pompe à chaleur à détente directe
Le fluide frigorigène circule directement dans le circuit de chauffage. PAC air/air et PAC sol/sol
Pompe à chaleur mixte
Un circuit pour le fluide frigorigène et un circuit pour l’eau chaude des émetteurs. PAC sol/eau et PAC air/eau
Pompe à chaleur à fluides intermédiaires
Trois circuits : un circuit d’eau additionnée d’antigel qui transmet sa chaleur au fluide frigorigène qui la restitue au circuit d’eau des émetteurs de chaleur. PAC eau/eau et PAC eau glycolée/eau

La chaleur est diffusé dans le bâtiment à partir d’un réseau de tubes, de canalisations placés dans une dalle recouverte d’un revêtement de sol.
Dans les tubes circule l'eau du circuit de chauffage (PAC mixtes ou à fluides intermédiaires) ou du fluide frigorigène (PAC à détente directe).

Un ventilo-convecteur diffuse soit la chaleur du circuit d’eau d’une PAC mixtes ou une PAC à fluides intermédiaires soit la chaleur de l’air chauffé d’une PAC à détente directe. Ce type d’émetteur filtre et diffuse l’air intérieur du bâtiment à l’aide d’un ventilateur. Dans le cas d’une PAC réversible ce système permet de rafraîchir le bâtiment l’été.