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COMMENT FONCTIONNE UNE POMPE À CHALEUR ?

publié le 01/09/2022

La pompe à chaleur est peut-être la solution idéale pour chauffer votre logement ! Il s’agit d’une installation performante qui capte et produit de la chaleur à partir de l’énergie gratuite et renouvelable issue de l’environnement. Saviez-vous en effet que l’air (aérothermie), ou encore l’eau et le sol (géothermie) stockent une grande quantité de chaleur ? Celle-ci est constamment renouvelée par le soleil, le vent et les précipitations. Cela explique le fait qu’il s’agisse d’une source d’énergie inépuisable et propre. Voyons tout de suite comment fonctionne une pompe à chaleur !

Sommaire :

  • Quels sont les éléments qui composent une pompe à chaleur ?
  • Comment fonctionne une pompe à chaleur ?
  • Quels sont les différents types de PAC ?

Quels sont les éléments qui composent une pompe à chaleur ?

Qu’il s’agisse d’une pompe à chaleur aérothermique (air-eau ou air-air) ou bien géothermique (eau-eau ou sol-eau), le principe reste le même : évaporation, compression, condensation, puis transmission de la chaleur produite avant une nouvelle phase d’évaporation. Ainsi, une pompe à chaleur se compose de 4 éléments principaux :

  • L’évaporateur, qui permet de puiser les calories de la source exploitée (le sol, l’eau ou l’air) pour les transmettre au liquide caloporteur.
  • Le compresseur, qui va faire monter le niveau de température de l’énergie thermique captée.
  • Le condenseur, qui va permettre au liquide caloporteur de retrouver sa forme originelle.
  • Le détendeur, qui va finalement faire baisser la température et la pression du fluide pour que le processus se relance.

Comment fonctionne une pompe à chaleur ?

Les pompes à chaleur constituent un dispositif relativement simple et « caméléon » pouvant convenir à tous les types de logements tant il existe de modèles différents. De plus en plus performantes, celles-ci peuvent donc tout à fait s’adapter à des projets de construction comme de rénovation. Les modèles réversibles permettent en outre de produire de la chaleur en hiver et du froid en été. Mais comment fonctionnent-elles concrètement ?

Leur fonctionnement est semblable à une boucle. La PAC va capter l’énergie thermique de l’environnement pour finalement la restituer à l’intérieur du logement. Au cours du processus, la pompe augmente la température de l’énergie captée, afin de la rendre utilisable dans le système de chauffage.

Son fonctionnement se compose donc de 3 cycles :

  1. La captation de la chaleur de l’environnement.
  2. L’augmentation de la température.
  3. L’utilisation de la chaleur dans le foyer.

Lors du premier cycle, l’air est conduit vers un système de tuyauterie dans lequel circule un fluide caloporteur dit « frigorigène » ou liquide antigel. Ce dernier récupère les calories de l’air ambiant, c’est-à-dire qu’il se réchauffe au contact de la source de chaleur choisie (eau, air ou sol). Sa température augmentant, il passe de forme liquide à gazeuse. Il s’évapore.

Lors de la deuxième étape, il est aspiré par le compresseur (entraîné par un moteur électrique) pour devenir hautement pressurisé et monter ainsi encore plus en température. La seule consommation énergétique d’une pompe à chaleur se situe donc dans le fonctionnement à l’électricité du compresseur. Et ensuite ? Le gaz caloporteur transfère la chaleur emmagasinée ou « puissance thermogène » à l’eau du circuit de chauffage ou encore sanitaire (salle de bain, cuisine, etc.). Le fluide ayant transmis sa chaleur, il refroidit, condense et retrouve son état liquide. Le détendeur intervient finalement pour faire chuter la haute pression et refroidir davantage le liquide. Le fluide peut maintenant absorber de nouveau la chaleur… et un nouveau cycle peut commencer !

Dans le cas d’une pompe à chaleur réversible, ce principe de fonctionnement peut s’inverser lorsqu’il fait chaud : les calories sont alors absorbées à l’intérieur de la maison, puis rejetées dehors.

Quels sont les différents types de PAC ?

Le processus de fonctionnement est globalement similaire pour la plupart des pompes à chaleur. Chacune prélève des calories à l’extérieur (dans l’eau, l’air ou le sol) puis les transforme en chaleur (ou fraîcheur) pour assurer le confort thermique d’une habitation. C’est surtout la ressource naturelle employée qui va donc varier en fonction des modèles :

  • La pompe à chaleur air-air : elle puise les calories dans l’air et transfère l’énergie produite via des systèmes de diffusion d’air.
  • La pompe à chaleur air-eau : elle puise les calories dans l’air et transfère l’énergie via des circuits d’eau. Elle peut également servir à chauffer l’eau sanitaire.
  • La pompe à chaleur eau-eau : elle puise les calories dans l’eau et transfère l’énergie via des circuits d’eau.

Quel que soit votre choix, une PAC nécessite un espace à l’extérieur de l’habitation. Sans être immense, celui-ci doit néanmoins être assez conséquent pour pouvoir accueillir l’appareil extérieur captant les calories. En parallèle, un ou des modules seront également à prévoir à l’intérieur de la maison pour diffuser la chaleur !

Évidemment, l’utilisation d’une ressource naturelle gratuite permet de réaliser des économies d’énergies et donc moins de dépenses. Des aides financières existent d’ailleurs pour vous aider à remplacer votre ancienne installation de chauffage par un système plus éco-responsable. Notez en revanche qu’en cas d’hiver très froid, une pompe à chaleur pourrait s’avérer insuffisante. Dès lors, un chauffage d’appoint pourra être utilisé en complément. Enfin, selon le modèle choisi, votre PAC pourra fonctionner seule ou bien nécessiter l’utilisation d’un circuit de chauffage central.

En résumé, la pompe à chaleur permet de prélever la chaleur omniprésente dans l’environnement et de la réchauffer davantage afin de chauffer les pièces de votre logement. Avant d’adopter cette solution économique et pratique, nous vous conseillons néanmoins de réaliser un bilan thermique préalable afin d’opter pour une installation de chauffage optimale ! Si vous manquez d’espace ou que votre habitation n’est pas suffisamment bien isolée pour profiter pleinement des performances d’une pompe à chaleur, des radiateurs à inertie ou radiateurs à panneaux rayonnants resteront probablement votre meilleure option de chauffage.

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