On ne vous apprend rien : les pompes à chaleur ont le vent en poupe. Elles constituent en effet une alternative écoénergétique et respectueuse de l’environnement aux traditionnelles chaudières ou raccordement au gaz. Mais une pompe à chaleur, comment ça fonctionne au juste ? La réponse ci-dessous.
- Quel est le fonctionnement d’une pompe à chaleur?
- La technique de compression au cœur du fonctionnement?
- Fonctionnement de la pompe à chaleur air-air?
- Fonctionnement de la pompe à chaleur air-eau?
- Fonctionnement de la pompe à chaleur géothermique?
- Fonctionnement de la pompe à chaleur eau-eau?
- Fonctionnement de la pompe à chaleur hybride?
- Fonctionnement du chauffage au sol sur base d’une pompe à chaleur?
- Qu’en est-il de la mise en marche d’une pompe à chaleur en hiver?
Quel est le fonctionnement d’une pompe à chaleur ?
Une pompe à chaleur extrait l’énergie gratuite disponible dans la nature et constitue donc une solution de chauffage durable pour votre logement. Selon le type de pompe à chaleur, l’installation puise l’énergie thermique dans l’air, le sol ou l’eau souterraine. Cette chaleur puisée, bien que relativement faible au départ, est ensuite augmentée grâce à la pompe à chaleur.
La chaleur est alors utilisée pour alimenter le chauffage central d’un bâtiment et/ou produire de l’eau chaude sanitaire.
Le fonctionnement de la pompe à chaleur est presque identique à celui du réfrigérateur. Dans un réfrigérateur, la chaleur est extraite des aliments et rejetée à l’extérieur. Les pompes à chaleur, elles, puisent la chaleur de l’air extérieur et la transmettent à différents types d’émetteurs de chaleur tels que des radiateurs, des ventilo-convecteurs ou un système de chauffage au sol.
Notez que les pompes à chaleur fonctionnent avec de l’électricité. En règle générale, les systèmes de pompe à chaleur extraient gratuitement jusqu’à trois quarts de leur énergie dans l’air extérieur et ont donc besoin d’un quart d’électricité pour fonctionner. La tension nécessaire peut provenir soit du réseau électrique même, soit des panneaux solaires.
La technique de compression au cœur du fonctionnement
Le principe de fonctionnement de la plupart des pompes à chaleur repose sur la technique de compression. Pour faire simple, l’énergie thermique puisée dans la source naturelle est transportée par un fluide frigorigène appelé également réfrigérant. Ce réfrigérant atteint son point d’ébullition et s’évapore à basse température.
Le fonctionnement de la pompe à chaleur peut être résumé en quatre étapes :
- Le fluide frigorigène est conduit vers un évaporateur situé à l’extérieur de l’habitation. Du fait de la différence de température, le liquide absorbe la chaleur de l’environnement. Le liquide réfrigérant atteint à basse pression son point d’ébullition et s’évapore.
- La vapeur produite est ensuite comprimée par un compresseur, jusqu’à ce qu’elle atteigne une température supérieure à l’air ou à l’eau de l’installation de chauffage central dans l’habitation.
- La vapeur se retrouve ensuite dans le condenseur, où elle transmet sa chaleur à l’installation de chauffage.
- Le détendeur réduit enfin la pression de la vapeur, ce qui fait baisser sa température et entraîne sa condensation. Le circuit peut ensuite recommencer.
Certaines pompes à chaleur sont capables non seulement de chauffer un logement, mais aussi de le refroidir. Le cas échéant, le fonctionnement de la pompe à chaleur s’inverse : la chaleur puisée à l’intérieur d’un logement est expulsée vers l’extérieur.
Zoom sur le fonctionnement de la pompe à chaleur
Fonctionnement de la pompe à chaleur air-air?
La pompe à chaleur air-air extrait l’énergie thermique de l’air extérieur à l’aide d’une unité extérieure et d’un ventilateur, et insuffle cet air chaud dans le logement à travers une ou plusieurs unités intérieures. Lorsque ce processus est réversible, la pompe à chaleur fait également office de climatiseur.
Fonctionnement de la pompe à chaleur air-eau?
La pompe à chaleur air-eau capte la chaleur de l’air extérieur par le biais d’une unité extérieure assortie d’un ventilateur, et l’achemine ensuite à travers un circuit d’eau vers un émetteur de chaleur (radiateurs, ventilo-conducteurs ou chauffage au sol). Ce type de pompe à chaleur offre également la possibilité de chauffer votre eau sanitaire.
L’avantage majeur de la pompe à chaleur air-eau est qu’elle est très facile d’installation. C’est d’ailleurs la raison pour laquelle de nombreuses personnes préfèrent ce modèle de pompe à chaleur, car les frais d’installation sont considérablement moins élevés que pour d’autres exemplaires tels que la pompe à chaleur géothermique ou la pompe à chaleur eau-eau.
La pompe à chaleur air-eau nécessite une température extérieure suffisante pour fonctionner efficacement. Or, cette température n’est pas toujours assez élevée, en particulier lorsque le mercure descend sous les 3 °C. Dans un tel cas de figure, le rendement d’une pompe à chaleur air-eau est sensiblement plus faible par rapport aux autres modèles.
Fonctionnement de la pompe à chaleur géothermique?
La pompe à chaleur géothermique ou pompe à chaleur sol-eau puise l’énergie thermique du sol au moyen d’un réseau de captation horizontal ou de sondes placées verticalement. Une telle installation utilise la chaleur extraite du sol pour chauffer l’eau d’un système de chauffage central.
Fonctionnement de la pompe à chaleur eau-eau?
La pompe à chaleur eau-eau capte la chaleur provenant des eaux souterraines via deux puits forés à proximité de l’habitation. Ce système requiert une source souterraine capable de fournir suffisamment d’eau. L’énergie thermique extraite de la nappe phréatique est ensuite utilisée pour chauffer l’eau du système de chauffage central mis en place. Bien que moins adaptée pour les particuliers, la pompe à chaleur eau-eau est néanmoins synonyme de rendement élevé.
Fonctionnement de la pompe à chaleur hybride?
La pompe à chaleur hybride combine pompe à chaleur air-eau et chaudière à condensation au gaz. Son système intelligent vous aide à maximiser votre gain d’énergie en analysant les prix de l’énergie, la température extérieure et la puissance calorifique nécessaire. Lorsque votre système hybride le juge utile, il choisira automatiquement la source de chaleur la mieux adaptée à votre consommation (gaz ou l’air extérieur).
Fonctionnement du chauffage au sol avec une pompe à chaleur?
Lorsque la pompe à chaleur est raccordée à un système de chauffage au sol, l’énergie thermique extraite de l’air, du sol ou des eaux souterraines est transférée à l’eau qui circule dans des tuyaux en plastique se trouvant dans le sol. Le transfert de chaleur se produit de manière continue par le rayonnement, de la surface du sol vers l’environnement. C’est ce que l’on appelle la chaleur rayonnante, que beaucoup considèrent aujourd’hui comme une chaleur agréable et confortable. On associe très souvent pompe à chaleur et chauffage sol car pour fonctionner, un chauffage sol peut se contenter d'une eau à 30-35°C vu la surface de chauffe disponible.
Qu’en est-il de la mise en marche d’une pompe à chaleur en hiver?
L’air extérieur, le sol et les eaux souterraines contiennent de l’énergie thermique à profusion, et ce, même lorsque les températures passent sous la barre du zéro degré. La pompe à chaleur est en mesure d’extraire cette énergie, car le fluide frigorigène contenu dans cette installation est capable de chauffer et de s’évaporer même à basses températures. Cette substance frigorigène conserve donc une température toujours bien plus froide que celle de l’air extérieur, du sol ou de l’eau souterraine. De cette manière, la pompe à chaleur est bel et bien apte à fonctionner en hiver. Force est de constater que le froid influe toutefois directement sur le rendement de la pompe à chaleur, en particulier celui des pompes à chaleur air-air ou air-eau. Malgré cette baisse de rendement, la pompe à chaleur reste tout à fait adaptée à notre climat.