Qu’est-ce qu’une pompe à chaleur ?

Publié le : 14 février 20239 mins de lecture

Les pompes à chaleur sont des mécanismes thermodynamiques qui récupèrent la chaleur de la nature, la faisant circuler dans un environnement pour le chauffer…

La pompe à chaleur est une technologie écologique et innovante pour le chauffage et le refroidissement de l’habitation , mais aussi pour la production d’eau chaude sanitaire. C’est un appareil qui exploite la chaleur naturelle du milieu extérieur contenue dans l’air, l’eau ou le sol pour la climatisation hiver comme été ; par conséquent, il utilise de l’énergie thermique provenant de sources renouvelables.

Les pompes à chaleur sont souvent associées à un système photovoltaïque pour alimenter la machine en électricité verte et propre, optimisant ainsi les économies d’énergie . De plus, un système de pompe à chaleur peut bénéficier d’ avantages importants , avec de généreuses déductions fiscales qui peuvent être converties en virement et en remise sur facture.

Pompe à chaleur : comment ça marche ?

Avant d’envisager le fonctionnement, les avantages et les inconvénients de la pompe à chaleur, une évaluation technique approfondie doit être effectuée. Parmi les aspects à souligner figurent le potentiel de l’usine, les combinaisons avec d’autres technologies vertes et l’adaptation du système électrique. Ce n’est que plus tard qu’il sera possible d’opter pour la pompe à chaleur, en évaluant soigneusement la faisabilité d’installer ce type de système.

À ce stade, nous pouvons analyser le fonctionnement de la pompe à chaleur. Il est important de savoir que ce système extrait la chaleur d’une source naturelle externe (air, eau ou terre) et l’utilise pour chauffer un fluide caloporteur, qui à son tour transfère la chaleur à l’eau du système via un dispositif spécial appelé échangeur . Ce mécanisme est similaire à celui du réfrigérateur, mais en sens inverse.

La pompe à chaleur est constituée d’un circuit fermé à l’intérieur duquel circule un fluide frigorigène. Ce fluide change d’état en permanence, passant de l’état liquide à l’état gazeux et inversement jusqu’à ce que le fluide caloporteur soit revenu à son état d’origine. À ce stade, il est à nouveau transformé en vapeur et se condense, transférant de la chaleur au système domestique, un processus qui nécessite une petite quantité d’électricité alors que la principale source de chaleur est entièrement naturelle.

Le circuit fermé de la pompe à chaleur est composé de quatre phases :

• compresseur;
• condensateur;
• Soupape de détente;

Dans le compresseur, le fluide frigorigène est comprimé, absorbant ainsi une certaine quantité de chaleur. Le flux arrive alors au condenseur où il passe de l’état gazeux à l’état liquide en libérant de la chaleur vers l’extérieur. Dans le détendeur , en revanche, le fluide liquide se transforme partiellement en vapeur et se refroidit. L’ évaporateur représente la dernière étape du processus. Ici, en effet, le fluide absorbe la chaleur de l’extérieur et s’évapore complètement pour ensuite reprendre le cycle.

Quels sont les différents types de pompes à chaleur ?

Il existe différents types de pompe à chaleur , en fonction de la technologie utilisée et de la source naturelle à partir de laquelle la machine puise la chaleur nécessaire pour chauffer le fluide caloporteur. Dans la plupart des cas, le chauffage par pompe à chaleur est utilisé , exploitant ces systèmes pour rendre la climatisation hivernale de la maison plus efficace et profiter d’un confort durable. Dans ce cas, une pompe à chaleur pour radiateurs est nécessaire , avec laquelle fournir de l’eau chaude technique aux radiateurs.

Dans tous les cas, la pompe à chaleur peut également être utilisée pour rafraîchir la maison en été de manière écologique, ou pour avoir de l’eau chaude à usage domestique en alternative au chauffe-eau électrique ou au gaz ou à un système solaire thermique . Le potentiel dépend beaucoup du type de pompe à chaleur installée, chaque modèle ayant des caractéristiques et des fonctions spécifiques.

Selon le type qui sera choisi, il sera possible de décider d’utiliser la pompe à chaleur de différentes manières. Vous pouvez choisir de l’avoir comme unique source de chauffage , solution recommandée surtout pour les constructions neuves et où les conditions climatiques ne sont pas rudes. Dans les zones climatiques plus froides, en revanche, un générateur de chaleur supplémentaire peut être ajouté . Il s’agit de répondre aux besoins énergétiques qui sont plus élevés.

Parmi les pompes à chaleur les plus courantes, on retrouve :

• pompe à chaleur eau-eau;
• pompe à chaleur sol-eau ;
• pompe à chaleur air/eau.

Pompe à chaleur eau/eau

La pompe à chaleur eau/eau puise la chaleur utile de la nappe phréatique qui, même en plein hiver, maintient une température moyenne d’environ 10 à 15 °C. L’eau est utilisée à la fois comme source de chaleur et comme fluide de travail à l’intérieur du système. Le puits peut être en boucle ouverte , avec une structure qui comprend un puits de collecte et un puits de réception, ou en boucle fermée en utilisant un seul puits.

Pompe à chaleur sol-eau

La pompe à chaleur sol-eau , également appelée pompe géothermique , utilise la chaleur du sol pour chauffer et climatiser la maison. En particulier, la chaleur est prélevée via une sonde géothermique ou des collecteurs, dans lesquels se trouve un mélange d’eau et d’antigel , chaleur qui est transmise à l’unité principale où l’évaporation et le transfert de chaleur ont lieu à travers l’échangeur.

Pompe à chaleur air/eau

Une pompe à chaleur air-eau transfère la chaleur relative de l’air extérieur à l’eau. Ce système fonctionne également en sens inverse, de cette façon il peut refroidir l’air à l’intérieur de la maison pour assurer une fraîcheur agréable pendant l’été de manière écologique et avec une faible consommation d’énergie. En outre, il existe également des pompes à chaleur résiduelles, des pompes à chaleur solaires (assistées à l’hélium) et des eaux souterraines.

Avantages et inconvénients de la pompe à chaleur

La technologie des pompes à chaleur présente de nombreux avantages mais aussi des inconvénients et des points critiques . Contrairement à d’autres systèmes de chauffage et de refroidissement, ce type de système nécessite une étude de faisabilité précise pour vérifier l’adéquation de la maison, par exemple en vérifiant qu’il y a suffisamment d’espace dans le jardin ou en choisissant soigneusement le type de source à utiliser pour puiser la chaleur extérieure.

Les avantages de la pompe à chaleur

Les avantages liés à l’utilisation d’une pompe à chaleur sont nombreux. Précisons tout d’abord que ce système peut également être utilisé pour le rafraîchissement estival . Ceci est très important avant d’acheter, lorsque l’on considère les prix des pompes à chaleur. En fait, les dépenses peuvent être étalées sur toute la période.

De plus, cet appareil chauffe et refroidit efficacement les pièces . Tout cela passe par l’inversion du cycle de fonctionnement. La pompe à chaleur n’a pas besoin d’un local dédié ; par conséquent, il a de faibles coûts de gestion et d’entretien.

Le fait que la plus grande partie de l’énergie soit puisée dans l’air permet de réaliser d’importantes économies d’énergie . On aura donc une attitude plus verte vis-à-vis de l’environnement, en effet, cela permet une réduction des émissions polluantes de gaz à effet de serre. Ce type d’opération particulier permet d’économiser jusqu’à 70 % environ sur les factures.

Les inconvénients de la pompe à chaleur

Les inconvénients de la pompe à chaleur dépendent principalement de deux facteurs. On parle alors de basse température de l’eau produite et d’ augmentation de la puissance électrique .

Le bruit éventuel du système , qui doit être placé de préférence à l’extérieur, n’est pas non plus négligeable. Le problème de l’espace occupé peut être le vrai problème ; en effet, pour installer une pompe à chaleur des travaux parfois coûteux sont nécessaires, bien qu’il soit possible de bénéficier d’une déduction allant de 50% jusqu’à 110% .