Présentation des systèmes de pompe à chaleur

Introduction au pompes à chaleur

Les pompes à chaleur sont un système de climatisation qui vise à fournir de la chaleur à un espace. Leur mécanisme est basé sur un cycle de refroidissement réversible, c’est-à-dire qu’ils sont capables de fournir de la chaleur et de chauffer l’eau domestique, ainsi que de fournir du froid (PAC réversible).

Ce système de chauffage absorbe la chaleur de l’air extérieur et la transporte vers l’espace intérieur, ce qui en fait un système écologique et à faible consommation, grâce au fait que sa principale source d’énergie provient de la chaleur de l’air.

Parmi ses avantages, les plus pertinents sont :

  • Faible consommation d’énergie.
    • Les pompes fonctionnent avec un compresseur qui consomme de l’électricité pour transporter la chaleur, et non pour la produire.
    • Il permet de réaliser des économies importantes par rapport aux systèmes de chauffage traditionnels tels que le gaz, l’électricité ou le diesel.
  • Elles sont réversibles.
    • Nous pouvons également les utiliser comme unités de climatisation pendant les mois d’été.
  • Respect de l’environnement.
    • Ils consomment beaucoup moins d’énergie que les autres systèmes de climatisation et n’émettent pas de CO2 dans l’atmosphère.

Il existe en ce moment en France connu sous le nom de pompe à chaleur à 1 euro, je ne suis pas spécialiste des conditions (zone géographique, surface…). Pour plus d’information, reportez vous à cette vidéo :

Outils en ligne sur les calculs énergétiques pour dimensionner les pompes à chaleur

Composition et fonctionnement du système

Les systèmes de pompes à chaleur se composent généralement de deux éléments : l’unité de pompe à chaleur, qui peut également se composer d’une unité intérieure et d’une unité extérieure, et le réservoir de stockage de l’eau chaude sanitaire. Les deux éléments sont reliés par un circuit composé de l’évaporateur, d’un compresseur, d’un condenseur et d’un détendeur.

Principe de fonctionnement d'une pomep à chaleur réversible / PAC réversible
Pompe à chaleur avec vanne d’inversion pour la rendre réversible

Evaporateur

En ce qui concerne leur fonctionnement, le fluide frigorigène circulant dans ce circuit, qui est à la base de la pompe, est à basse température et à basse pression, et est donc à l’état liquide. Lorsque la pompe est mise en marche, elle commence à aspirer de l’air de l’extérieur, qui passe par l’évaporateur, entourant le point où se trouve le fluide et absorbe la chaleur présente dans l’air, s’évaporant. L’air est expulsé vers l’extérieur en étant plus froid que lorsqu’il a été absorbé.

Compresseur

Le fluide entre ensuite dans le compresseur sous forme de gaz à basse pression. Le compresseur augmente la pression et la température, transformant le gaz en un liquide chaud.

Condenseur

Une fois que le gaz devient un fluide très chaud, il se dirige vers le condenseur, où il donne de l’énergie à l’air qui l’entoure, le chauffant pour l’envoyer dans la pièce et, comme il donne toute son énergie, il se condense et revient ainsi à l’état liquide.

Détenteur

Enfin, le fluide passe par la vanne de détente pour retrouver ses caractéristiques initiales (basse température et basse pression) et recommencer le cycle.

Grands types de système de pompe à chaleur

Quant aux types de pompes à chaleur, on peut en distinguer quatre type :

Pompe à chaleur air/air

Pompes à chaleur air-air : Ces pompes à chaleur peuvent tirer parti de l’échange entre deux éléments égaux générant le dégagement ou le gain de chaleur entre une pièce fermée et l’extérieur, ce sont généralement celles que l’on trouve en fonctionnement dans les climatiseurs individuels.

Pompe à chaleur air/eau

Pompe à chaleur air-eau : ces pompes absorbent l’air de la pièce et génèrent un échange entre celui-ci et l’eau, en retirant la chaleur de la pièce et en la transmettant au liquide.

Pompe à chaleur eau/eau

Pompe à chaleur eau-eau : elle nécessite certaines caractéristiques telles que l’existence d’une eau souterraine, dont la température est constante toute l’année entre 7 et 12 º C. La pompe échange de la chaleur entre cette eau souterraine et le réseau d’eau de la maison.

Pompe à chaleur géothermique

Pompes à chaleur géothermiques : Ces pompes à chaleur extraient la chaleur contenue dans le sous-sol, il s’agit généralement de véritables eaux-eau, mais comme elles effectuent l’échange contre le sous-sol (température pratiquement constante), elles offrent un rendement très élevé, elles ont l’inconvénient de l’installation, bien qu’après son réglage elles génèrent une rentabilité plus importante que toute autre, mais son prix et ses exigences sont ses facteurs déterminants.