Fonctionnement des pompes à chaleur : Comprendre leur mécanisme

Face à la pression exercée par nos habitudes de vie sur la planète, il est devenu urgent de changer d’approche au risque de voir l’humanité disparaître d’ici à quelques siècles. Interpellées par cette situation urgente, des millions de personnes ont décidé de se tourner vers les systèmes de pompe à chaleur (PAC) pour se chauffer.

Ces pompes offrent des performances supérieures ou égales à celui des systèmes de chauffage et de climatisation conventionnelle. Elles sont écologiques et ne consomment que peu d’électricité. Si vous voulez installer une de ces pompes, vous devez comprendre leur processus de fonctionnement.

Pompe à chaleur : de quoi s’agit-il ?

Une pompe à chaleur est un appareil capable de puiser de l’énergie d’une source renouvelable et de vous la transmettre sous forme de chaleur. Les pompes à chaleur sont capables de tirer leurs énergies de plusieurs sources. L’air, l’eau ou la terre sont pour ces appareils autant de sources de calories. Grâce à cette particularité, les pompes à chaleur géothermiques ne sont pas aussi gourmands en énergie que les systèmes de chauffage et de climatisation conventionnels. C’est ce qui explique l’engouement des particuliers à son égard.

Fonctionnement des pompes à chaleur

Toutes les pompes à chaleur présentent un schéma de fonctionnement identique. Ils sont composés d’une unité externe appelée groupe extérieur et de plusieurs unités internes.

C’est le groupe extérieur qui entre en jeu en premier lieu. Une de ses pièces, appelée évaporateur, se charge de capter les calories de la source de chaleur. Une fois que cette collecte est faite, elle transmet la chaleur à un liquide caloporteur (un peu comme dans le cas des panneaux solaires thermiques). Le liquide caloporteur porte aussi le nom de fluide réfrigérant (ou de liquide frigorigène).

Sous l’action de la chaleur, ce liquide va se transformer en vapeur. Cette vapeur est comprimée sous l’action d’un compresseur. Le but visé est que les températures atteignent un seuil supérieur à celui de l’air extérieur afin de pouvoir chauffer votre habitation. Notez que le compresseur reste la seule et unique pièce qui consomme de l’électricité dans tout ce processus.

Une fois compressée, la vapeur poursuit son chemin et parvient au condenseur. À ce niveau, elle transmet sa chaleur à l’installation de chauffage de votre habitation. Une fois la mission accomplie, un détendeur va se charger de réduire la pression de la vapeur. Celle-ci se refroidit et repasse à l’état liquide puis elle est reconduite vers l’extérieur, c’est-à-dire vers la partie externe de la pompe à chaleur pour que le cycle puisse recommencer.

Comment mesurer le rendement d’une pompe à chaleur ?

Vous pouvez calculer le rendement d’une pompe à chaleur grâce à son coefficient de performance énergétique (COP). Ce coefficient fait référence au ratio entre la quantité d’énergie consommée et la quantité de chaleur fournie. Lorsque l’étiquette d’une pompe à chaleur indique que le COP est de 3, cela signifie que pour chaque kilowatt d’électricité consommé, la machine fournit l’équivalent de 3 kWh d’énergie. Comme vous pouvez le voir, la consommation énergétique d’une pompe à chaleur est moindre par rapport à l’énergie utilisée, ce qui le diffère totalement des appareils de chauffage ou de climatisation traditionnels.

Quels sont les différents types de pompes à chaleur ?

Vous remarquerez une petite différence concernant le schéma de fonctionnement d’une pompe à chaleur, selon les différents types de PAC disponibles sur le marché. Ces pompes sont classées en différentes catégories en fonction de leurs sources d’énergies.

Les pompes à chaleur aérothermiques

La majorité des pompes à chaleur air-air sont réversibles, cela signifie qu’au cours de l’état elles jouent le rôle d’un climatiseur en fournissant de l’air frais. Le processus de fonctionnement reste le même. Pour bien profiter de ces pompes, une bonne isolation de la maison est nécessaire afin de limiter la déperdition de chaleur. Leur grand handicap est qu’elles ne fournissent pas de l’eau chaude sanitaire.

Les pompes à chaleur air-air

Ces pompes à chaleurs sont composées d’une unité extérieur et d’une unité ou de plusieurs intérieurs qui diffusent la chaleur à l’intérieur, il s’agit le plus souvent de splits :

• Le groupe extérieur capte la chaleur qui se trouve dans l’air extérieur;
• Il la fait passer par le liquide frigorigène et la renvoie ensuite vers l’intérieur ;
• Les splits vous transmettent la chaleur.

La majorité des pompes à chaleurs air-air sont réversibles, cela signifie qu’au cours de l’état elles jouent le rôle d’un climatiseur en fournissant de l’air frais. Le processus de fonctionnement restent le même. Pour bien profiter de ces pompes, une bonne isolation de la maison est nécessaire afin de limiter la déperdition de chaleur. Leur grand handicap est qu’elles ne fournissent pas de l’eau chaude sanitaire.

Les pompes à chaleur air-eau

La pompe à chaleur air-eau est capable de produire de la chaleur et de vous permettre de chauffer de l’eau chaude sanitaire. Elle fonctionne selon le même principe que la pompe air-air, la seule différence est qu’elle retransmet la chaleur non pas à travers des splits ou des gaines mais par des radiateurs ou un plancher chauffant. Ce type de pompe n’est pas en principe réversible.

Les pompes à chaleur géothermique

Ces pompes à chaleur ne sont pas les plus répandues. La raison est que leur installation est compliquée. Les pompes à chaleur de cette catégorie tirent leur énergie de la terre, comme leur nom l’indique. Dans ce cas, l’unité extérieure est équipée de capteurs qui sont enfouis dans le sol. Ces capteurs fixent la chaleur et l’envoie vers l’unité extérieure pour subir le processus de transformation avant que la chaleur ou la fraîcheur ne vous parviennent à l’intérieur.

Lorsque vous disposez d’un espace égale à 3 fois l’espace habitable, les travaux d’installation de cette pompe vont consister à enfouir dans le sol plusieurs dizaines de capteurs à une distance de 60 à 120 centimètres environ. Si l’espace est étroit, la situation devient compliquée. Il va falloir creuser un trou de 100 mètres au moins avant d’enfoncer le capteur thermique.

L’avantage de ce type de pompe est qu’il produit de la chaleur toute l’année indépendamment de la saison. Ils offrent également un rendement supérieur à 3 et qui avoisine facilement 4. Pour son installation, il faut demander une autorisation administrative qui peut être refusée en fonction de la situation de votre terrain.

Les pompes à chaleur hydrographique

Cette dernière catégorie de pompe à chaleur est la plus performante sur le marché. Leur COP est souvent de 4,5 voir de 5. Si vous ne les croisez pas si souvent, c’est parce qu’à l’instar des pompes à chaleur géothermique, leur installation est compliquée. Vous devez avoir à proximité une source d’eau. Il peut s’agir d’un cours d’eau qui ne tarit jamais comme un fleuve, une rivière ou un ruisseau. Si vous n’en avez pas à votre disposition,vous devez faire un forage et installer le capteur à l’intérieur de l’eau. Dans ce cas, il faut de lourds travaux qui nécessitent une autorisation des autorités locales.

Pompes à chaleur et énergie solaire

Il est conseillé de faire fonctionner vos pompes à chaleur à l’aide de panneaux solaires. Cela vous aide à faire baisser vos émissions de gaz à effet de serre et vous permettra de devenir plus autonome sur le plan énergétique. Si vous voulez faire installer un kit solaire à domicile, demandez-nous un devis dès aujourd’hui.