La pompe à chaleur permet de prélever la chaleur présente dans l’environnement et de la transférer à un niveau de température plus élevé dans les logements afin de les chauffer.

Fonctionnement de la pompe à chaleur

• la chaleur prélevée à l’extérieur est transférée au fluide frigorigène qui se vaporise.

• le compresseur électrique aspire le fluide frigorigène vaporisé.

• la compression élève la température du fluide frigorigène.

• le fluide frigorigène cède sa chaleur à l’eau du circuit de chauffage ou directement à l’air du lieu

• le fluide frigorigène se condense et revient à l’état liquide.

• le détendeur abaisse la pression du liquide frigorigène qui amorce ainsi sa vaporisation.

Son fonctionnement est d’autant plus efficace que la différence entre la température du milieu où est puisée la chaleur et celle des émetteurs de chaleur du logement est réduite.

Les fluides frigorigènes sont pour la plupart nocifs pour l’environnement. Ceux qui détruisent la couche d’ozone sont maintenant interdits ou en cours d’élimination. C’est le cas du R22, qui a longtemps été lefluide frigorigène le plus employé. Ils sont remplacés par des fluides comme les HFC (R407C, R410A, R417A), inoffensifs vis à vis de la couche d’ozone. Mais ces fluides restent de puissants gaz à effet de serre.chauffer.

Les différents types de pompes à chaleur

• les pompes à chaleur PAC géothermiques puisent la chaleur dans le sol ou l’eau d’une nappe par l’intermédiaire d’un réseau de capteurs ou de forages. On parle selon les cas de modèles sol/sol, sol/eau, eau/eau ou eau glycolée/eau

• les pompes à chaleurs PAC aérothermiques la puisent directement dans l’air ambiant, extérieur ou intérieur au logement.On parle selon les cas de modèles air/air, air/eau

Les constructeurs ont mis au point plusieurs procédés:

•PAC à détente directe, un seul circuit : le fluide frigorigène circule en circuit fermé dans la pompe, les capteurs et les émetteurs de chaleur. Ce type de pompes à chaleur contient beaucoup de fluide frigorigène;

• PAC mixtes, deux circuits : celui du fluide frigorigène des capteurs et de la pompe à chaleur et celui de l’eau chaude des émetteurs;

• PAC à fluides intermédiaires, trois circuits : le circuit frigorifique de la pompe à chaleur, le circuit des capteurs où circule de l’eau additionnée d’antigel, le circuit qui alimente en eau chaude les émetteurs;

Les PAC géothermiques peuvent être à détente directe, à fluides intermédiaires ou mixtes.

Les PAC aérothermiques sont toujours à détente directe ou mixtes.

Avantages

Un atout majeur des pompes à chaleur réside dans leur faible consommation d’énergie électrique au regard de l’énergie thermique restituée :

Pour 1 kWh d’énergie électrique consommée, ce sont 3 à 4 kWh d’énergie thermique qui sont restituées au bâtiment. Soit 2 à 3 kWh d’énergie renouvelable et gratuite qui sont récupérées, transférées et utilisées pour le chauffage.

Le Coefficient de Performance ou COP

Il caractérise la capacité de l’appareil à restituer de la chaleur et permet de comparer les performances des appareils entre eux sous des conditions d’essais identiques car normalisés (EN14511).

Le COP (Coefficient de Performance) d’une machine correspond au rapport entre l’énergie thermique utile restituée pour le chauffage (Q2) et l’énergie électrique nécessaire pour faire fonctionner la pompe à chaleur (W). C’est l’équivalent d’un rendement mais appliqué à une pompe à chaleur.

Soit : COP = Q2/ W

Un COP égal à 3 signifie que l’énergie thermique utile restituée pour le chauffage est 3 fois supérieure à l’énergie électrique consommée et donc facturée.
La pompe à chaleur est une solution performante pour produire de la chaleur à partir de l’énergie gratuite puisée dans l’environnement.