Economique et écologique, la pompe à chaleur est un système de chauffage puisant son énergie des calories de l’air, de l’eau ou de la terre. Pompe à chaleur géothermique, eau-eau, ou aérothermique, air-air ou air-eau, vous souhaitez en faire l’acquisition mais ne savez pas quelle pompe à chaleur choisir ? Nous vous expliquons les principes de fonctionnement des PAC pour vous aider à faire votre choix.
Avant tout, le principe de fonctionnement d’une pompe à chaleur est simple : les calories présentent dans l’air, l’eau ou la terre, suivant le type de PAC, sont récupérées pour être transformées en chaleur. Cette dernière sera ensuite restituée en état liquide par les radiateurs à eau ou un plancher chauffant, ou sous forme d’air chaud par les ventilo-convecteurs.
Ce mode de chauffage peut également rafraîchir votre logement si vous optez pour une pompe à chaleur réversible et / ou pourra produire de l’eau chaude sanitaire (ECS) dans le cas d’une pompe à chaleur double service.
Cette solution de chauffage produit ainsi sa propre énergie pour chauffer votre logement en complément ou en substitution de votre chauffage d’appoint, sans utiliser d’énergies fossiles.
Il existe deux types de pompes à chaleur : les pompes à chaleur aérothermiques dont la chaleur provient de l’air, les PAC air-air et air-eau, et les PAC géothermiques pour une chaleur extraite du sol, la pompe à chaleur eau-eau. Ces caractéristiques désignent respectivement la source d’extraction de la chaleur et le moyen de restitution de cette dernière. Analysons les différences entre ces PAC.
La PAC aérothermique est composée d’un ventilateur, d’un évaporateur, d’un compresseur et d’un condenseur. L’air est aspiré par le ventilateur puis envoyé vers l’évaporateur. Ce dernier contient un liquide frigorigène qui va se gazéifier au contact de l’air en emprisonnant les calories. Le gaz obtenu est ensuite compressé dans le compresseur pour augmenter sa température puis envoyé au condenseur où il libèrera sa chaleur à l’eau du circuit de chauffage pour une PAC air-eau ou sous forme d’air chaud redistribué aux émetteurs pour une PAC air-air. Libéré des calories, le fluide frigorigène reprendra son état liquide en passant par un détendeur pour retourner enfin à l’évaporateur et recommencer son parcours.
La pompe à chaleur air-eau peut se composer d’une seule unité extérieure compacte appelée pompe à chaleur air-eau monobloc, ou de deux unités, le compresseur restant à l’extérieur et le module hydraulique se trouvant à l’intérieur de l’habitation, celle-ci est appelé la PAC air-eau bi-bloc. La chaleur produite par ce type de pompe à chaleur peut être restituée via un plancher chauffant, des unités à cassette, des radiateurs basse température, des radiateurs haute température ou des ventilo-convecteurs à eau.
La pompe à chaleur air-air se compose d’un module extérieur, aussi appelé groupe extérieur, et du réseau de tuyaux en cuivre pour le transport du liquide frigorigène. La chaleur produite par la PAC air-air est restituée par un système de soufflerie créé par les ventilo-convecteurs ou un diffuseur centralisé.
La PAC géothermique capte les calories de la terre ou de l’eau du sous-sol. La chaleur de la terre ou de la nappe phréatique est puisée par des capteurs enfouis dans le sol et amenée jusqu’au réseau de circuit d’eau chaude. Le sol et les nappes phréatiques variant très peu par rapport à la température extérieure, c’est pourquoi cette solution est notamment appréciée dans les régions très froides en hiver. Attention toutefois, cette PAC eau-eau requiert un grand jardin puisque le réseau de captage, nécessitant un forage, est enterré dans le sol et nécessite une superficie 1,5 fois supérieure à la surface devant être chauffée.
Le type de pompe à chaleur eau-eau permet de répondre aux besoins de chauffage et à la production d’eau chaude sanitaire en étant reliée au ballon d’eau chaude. La chaleur produite est restituée par des ventilo-convecteurs.
Par ailleurs, les pompes à chaleur peuvent être équipées d’une technologie supplémentaire appelée l’Inverter. Ce système offre une régulation constante de la température de votre habitation sans que la PAC ne s’arrête. La pompe à chaleur va ainsi réguler sa consommation pour maintenir la température souhaitée en évitant les cycles de marche/arrêt. Ce système est 10% à 20% plus économique et permet de conserver un meilleur confort thermique sans déperditions de chaleur.
Pour estimer la puissance nécessaire d’une PAC pour son habitation, plusieurs critères sont à prendre en compte pour dresser un bilan thermique : le volume à chauffer en m3, la température de référence suivant votre région, la température souhaitée pour votre logement et le coefficient de construction.
La température de référence est donnée par région : comptez -6 pour le centre de la France et le quart nord-est, -9 pour le Grand Ouest et -3 pour le sud-est. Le coefficient de construction correspond au niveau d’isolation de votre maison : 1,6 pour une habitation très mal isolée, 1,4 si elle est mal isolée, 1,1 pour une bonne isolation, 0,90 pour une isolation RT2000, 0,75 isolée RT2005 et enfin 0,6 isolée RT2012.
Un calcul simple peut alors être réalisé : Puissance = volume en m3 x différence entre la température souhaitée et celle de référence x coefficient de construction
Par exemple, pour une maison de 220m3 isolée RT2000, située en Auvergne et dont la température souhaitée est de 20°C, la puissance sera de : 220 x (20-(-6)) x 0,90 = 5 148 W. La puissance recommandée pour une pompe à chaleur pour cette maison sera de 5,1 kW.
Le choix de la puissance est important pour optimiser la durée de vie de votre pompe à chaleur. En effet, une PAC trop puissante sera coûteuse, elle fonctionnera en sous-régime augmentant les cycles de marche/arrêt et donc la consommation énergétique. Une PAC manquant de puissance ne répondra pas à vos besoins de chauffage vous obligeant à compenser avec l’utilisation d’un moyen de chauffage complémentaire comme un chauffage électrique. Dans les deux cas, la pompe à chaleur ne réalisera pas les économies envisagées sur votre facture d’énergie, c’est pourquoi le choix de la puissance est primordial. Demandez conseil à un expert pour vous aider à faire le bon choix.
Pour apprécier le rendement d’une pompe à chaleur, il vous faut comparer son coefficient de performance (COP). Cet indicateur donne un rapport entre l’énergie électrique consommée par la PAC et l’énergie thermique resituée, ou puissance calorifique. Par exemple, un COP de 4 signifie que la PAC produit 4 kWh de chaleur avec 1 kWh d’électricité.
Cependant, ce critère ne prend pas en compte les différences de température et ne peut pas servir pour comparer différents types de PAC. Pour d’avantage d’informations sur les performances de chauffe, le COP saisonnier, ou COPA, peut être plus représentatif.
Si vous projeter d’installer une pompe à chaleur, sachez que de nombreuses aides peuvent vous faciliter le financement, qu’il s’agisse de la technologie d’aérothermie ou de géothermie. Vous devrez, par ailleurs, faire appel à des professionnels qualifiés QualiPAC pour vous ouvrir le droit à ces aides.
Le CITE, Crédit d’Impôt pour la Transition Energétique, peut vous faire bénéficier d’un abattement de 30% du montant de vos travaux sur votre avis d’imposition. L’éco-PTZ, éco Prêt à Taux Zéro, peut vous faire bénéficier d’un emprunt dont les intérêts sont payés par l’Etat. Les aides de l’Anah ou les Primes CEE, Certificat d’Economies d’Energie, comme la prime énergie, ouvrent le droit à des subventions pouvant atteindre 30 000€ suivant les travaux réalisés et votre situation.
Des aides régionales et départementales soutiennent également les rénovations de nature à baisser la consommation énergétique. Ces aides sont non-négligeables et peuvent considérablement vous aider à réaliser un investissement rentable pour changer de solution de chauffage.
Le chauffage par pompe à chaleur est un système économe et respectueux de l’environnement. Choisissez une PAC performante qui répond à vos besoins et qui vous permet de réutiliser votre installation de chauffage actuelle dès lors que c’est possible, comme un chauffage central par exemple. Les PAC réversibles sont à privilégier si vous souhaitez climatiser votre habitation en été sans augmenter votre facture énergétique.
La pompe à chaleur, comment ça marche ? Un dispositif pour vous chauffer et produire de l'eau chaude sanitaire sans passer par des énergies fossiles et sans vous ruiner. Découvrez comment fonctionne la pompe à chaleur.
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