Qu’est-ce qu’une pompe à chaleur ?

Fonctionnement d’une pompe à chaleur

Principes de base

Une pompe à chaleur capte les calories présentes naturellement dans l’environnement et grâce, à un compresseur, les porte à une température plus élevée qu’elle diffuse ensuite dans la maison.
Cette opération s’effectue grâce à un fluide dit « frigorigène » qui a la particularité de changer d’état en fonction de sa pression.

Il tend à bouillir, donc à devenir gazeux, quand sa pression augmente, et à se condenser, donc à devenir liquide, quand elle baisse.
b/ En bouillant, le fluide aspire des calories (de l’air extérieur par exemple), et en se condensant, il en libère.

Explications

1. Au sein de l’évaporateur
 La chaleur prélevée du milieu naturel, contenue dans la source froide, est transmise au fluide frigorigène alors à l’état liquide.
 La température du fluide augmente et il finit par se transformer en vapeur (comme de l’eau bout lorsqu’elle est portée à température élevée).
2. Au sein du compresseur
 Le gaz est aspiré par le compresseur puis comprimé sous haute pression.
 Cette opération a pour effet d’échauffer le gaz qui atteint alors une température de 90°C.
3. Au sein du condenseur
 Le gaz à 90°C entre en contact avec la source chaude qui est à 25°C.
 Le gaz baisse en température et cède une partie de sa chaleur à la source chaude : tous deux sont à environ 45°C.
 Le gaz se condense (redevient liquide).
4. Au sein du détendeur
 Le détendeur crée un environnement sous basse pression.
 Cette chute de pression provoque une baisse de température du liquide (- 20°C ).
5. Retour à la case départ/ au sein de l’évaporateur
 Le liquide sous basse température entre en contact avec la source froide, qui est froide certes mais toujours plus chaude que le liquide.
 Le liquide chauffe alors jusqu’à ébullition
 Il est ensuite ré-aspiré par le compresseur, et ainsi de suite…

Les températures annoncées le sont à titre d’exemples. Elles varient en fait en fonction du fluide utilisé. Le fonctionnement d’une pompe à chaleur reste toutefois identique en tous points.

Il y a compresseur et compresseur…
Tous les compresseurs ne se valent pas. Evitez les PAC à compresseur à piston, préférez-leur un compresseur Scroll, au rendement supérieur, tout en engendrant moins de vibration et de bruit.
Encore mieux : le compresseur rotatif à un ou deux étages, qui permettent de délivrer une puissance constante quelle que soit la température de la source froide (air, eau, sol), ce qui évite tout sur-dimensionnement.

Qu’ils soient Scroll ou rotatifs, les compresseurs doivent aussi disposer d’un système d’alimentation variable nommé « Inverter ». Il permet un démarrage progressif et évite les arrêts et redémarrages fréquents des modèles traditionnels qui usent prématurément les compresseurs.

Une chaleur naturelle : les calories de l’air extérieur sont captées pour chauffer votre logement
Les pompes à chaleur (PAC) captent les calories présentes naturellement dans l’environnement pour chauffer un liquide qui restituera ensuite de la chaleur dans la maison.

Chauffage / climatisation / eau chaude sanitaire
Selon le modèle choisi, plusieurs fonctions sont possibles. Les pompes à chaleur sol ou eau peuvent produire de l’eau chaude sanitaire. Les pompes à chaleur réversibles permettent d’assurer un rafraîchissement de l’intérieur du logement. Les pompes à chaleur air-air réversibles offrent une véritable climatisation.

50 à 75 % d’économie sur votre facture d’énergie
Les pompes a chaleur se servent d’une énergie renouvelable et gratuite : les calories présentes dans notre environnement. Et il y a des calories jusqu’à -173°C ! Cependant, pour fonctionner, les pompes utilisent de l’électricité faible consommation. Votre facture d’énergie devrait être divisée par 2, voire par 3.
Attention : Les pompes à chaleur consomment plus d’électricité en mode rafraîchissement qu’en mode chauffage.
Compatible avec votre installation actuelle
Vous avez un système de chauffage existant que vous souhaitez conserver. Toutes les pompes à chaleur sont compatibles avec votre chauffage existant, les deux types de pompes les plus souvent installées sont :
a/ Pompes à chaleur air-air (1) : la chaleur est diffusée par un système de turbines qui pulse l’air, l’installation est simple et ne nécessite pas de gros travaux. Ce système fonctionne indépendamment de votre chauffage existant, il peut donc le compléter, par exemple pour une pièce pas assez chauffée par le système de chauffage principal. Les pompes à chaleur air-air réversibles sont également des climatiseurs en été. En revanche, les pompes à chaleur air-air ne peuvent pas être reliées à une chaudière.
b/ Pompes à chaleur air-eau (2) : les pompes à chaleur air-eau servent à chauffer l’eau qui alimente vos radiateurs si vous en avez. Elles peuvent remplacer une chaudière (par exemple en rénovation), ou être installées en relève (c’est-à-dire en complément) de votre chaudière si vous en avez une.

1/ Pompe à chaleur air-air
La pompe à chaleur air-air est la plus répandue avec la PAC air-eau.
Une pompe a chaleur capte les calories présentes naturellement dans l’environnement et grâce à un compresseur, les porte à une température plus élevée qu’elle diffuse ensuite dans la maison. La pompe fonctionne à l’électricité, mais elle consomme peu : vous économisez jusqu’à 60 % sur votre facture de chauffage.
Une pompe à chaleur peut puiser son énergie dans l’eau, le sol ou l’air.
La pompe à chaleur air-air puise la chaleur contenue dans l’air et la restitue en pulsant de l’air chaud dans l’habitation.
Fonctionnement de la pompe à chaleur air-air
Les pompes à chaleur air-air utilisent les calories contenues dans l’air ambiant.
Les capteurs sont regroupés dans une ou plusieurs « bornes » adossées au mur ou placées dans votre jardin.
La pompe à chaleur est reliée à des ventilo-convecteurs qui brassent l’air frais de la pièce, le réchauffe, avant de le diffuser à nouveau dans l’habitation via des pulseurs appelés split.

Avantages de la pompe à chaleur air-air : simple et moins cher
 Simplicité d’utilisation et d’installation : ni chantier ni autorisation administrative préalable.
 La pompe à chaleur Air Air est adaptée à la rénovation comme à la construction neuve.
 Utilisable en maison comme en appartement.
 Investissement réduit, rentable rapidement : 5 à 8 000 € TTC pour une surface de 100 m².
 Le coût ne dépend pas uniquement de la surface à chauffer, mais également du nombre de pièces et de diffuseurs qu’il faudra installer.
 La plupart des pompes à chaleur air-air sont réversibles et peuvent donc fonctionner comme climatiseur l’été.

Inconvénients la pompe à chaleur Air Air
 La pompe à chaleur air-air capte les calories dans l’air ambiant, son rendement est par conséquent dépendant de la température extérieure :
 Concrètement, plus l’air est froid, moins les pompes sont performantes.
 En dessous de certain seuil de température (variable, selon les machines, de + 3 à -20 °C), le système perd en efficacité. Dans ce cas, une résistance électrique prend le relais de la pompe à chaleur air air.
 Il peut être alors nécessaire de recourir à un chauffage d’appoint.
 Pour ne pas avoir de soucis, optez pour une pompe à chaleur air-air qui fonctionne bien par basse température (vérifiez son COP pour des températures inférieures à -5).
 Pour ne pas rencontrer ce genre de problèmes, il est également possible de choisir une chaudière hybride qui combine à la fois une pompe à chaleur et une chaudière à gaz.
 Le groupe extérieur de certaines pompes à chaleur aérothermiques sont parfois bruyants. Toutefois, il ne faut pas dramatiser ce point, les meilleures machines sont maintenant bien insonorisées. Pour bien vous rendre compte, demandez à visiter une installation équipée de votre future pompe à chaleur.
 Les pompes à chaleur air/air ne sont pas éligibles au crédit d’impôt ni à la TVA à taux réduit.

2/ Pompe à chaleur Air-Eau

La pompe à chaleur air eau, est la plus répandue avec la PAC air air.
Une pompe à chaleur capte les calories présentes naturellement dans l’environnement et grâce, à un compresseur, les porte à une température plus élevée qu’elle diffuse ensuite dans la maison. La pompe fonctionne à l’électricité, mais elle consomme peu : vous économisez jusqu’à 60 % sur votre facture de chauffage.

Une pompe à chaleur peut puiser son énergie dans l’eau, le sol ou l’air.
La pompe à chaleur air-eau puise la chaleur contenue dans l’air et la restitue par un circuit d’eau alimentant un plancher chauffant ou des radiateurs.

Fonctionnement de la pompe à chaleur air-eau
 Les pompes à chaleur air-eau utilisent les calories contenues dans l’air ambiant.
 Les capteurs sont regroupés dans une ou plusieurs « bornes » adossées au mur ou placées dans votre jardin.
 La pompe à chaleur chauffe de l’eau qui alimente ensuite un plancher chauffant ou des radiateurs basse ou haute température.

Schéma de principe

Avantages de la pompe à chaleur air-eau : simple et efficace
Simplicité d’utilisation et d’installation : ni gros chantier ni autorisation administrative préalable.
La pompe à chaleur air eau est adaptée aussi bien à la rénovation qu’à la construction neuve.
Comme quoi la fourchette des prix est très large, de près de 2000 à 15000 euros. Mais une chaudière reviendra à au moins 15000 euros de toute façon, mais en polluant plus !
Rénovation :
 Une pompe à chaleur haute température peut facilement remplacer la chaudière thermique existante d’un chauffage central.
 Vous conservez donc vos radiateurs et votre circuit de chauffage.
 Si vous souhaitez garder votre chaudière, vous pouvez également installer la pompe à chaleur en « relève » de chaudière (en complément).
 Vous devrez opter pour une pompe à chaleur haute température, si vos radiateurs sont des radiateurs classiques dits « haute température ».
Construction :
 Toutes les options sont ouvertes.
 Vous pouvez installer une pompe à chaleur air eau sans chaudière.
 Idéalement avec un plancher chauffant et un système basse température

Les pompes à chaleur les plus récentes continuent de fonctionner même quand la température extérieure descend à -20°C. Elles peuvent aussi rafraîchir l’air en période de chaleur, mais non le climatiser. D’un investissement limité, rentable rapidement : 7 à 15 000 € TTC (avant crédit d’impôt) pour une surface de 100 m² : les pompes à chaleur air-eau sont éligibles au crédit d’impôt (22%).

Inconvénients de cette pompe à chaleur
La pompe à chaleur air-eau capte les calories dans l’air ambiant, son rendement est par conséquent dépendant de la température extérieure :
 Concrètement, plus l’air est froid, moins les pompes sont performantes.
 En dessous de certain seuil de températures (variable, selon les machines, de + 3 à -20 °C), le système perd en efficacité. Dans ce cas, une résistance électrique prend le relais de la pompe à chaleur air eau.
 Il peut être alors nécessaire de recourir à un chauffage d’appoint.
 Pour ne pas rencontrer ces soucis, il est préférable d’opter pour une chaudière hybride qui combine deux énergies distinctes, dont une renouvelable (généralement l’air de la pompe à chaleur combiné à une chaudière à gaz).
Autre inconvénient : le groupe extérieur de certaines pompes à chaleur aérothermiques sont parfois bruyants. Toutefois, comme pour les pompes à chaleur air air, il ne faut pas dramatiser ce point, les meilleures machines sont maintenant bien insonorisées. Pour bien vous rendre compte, demandez à visiter une installation équipée de votre future pompe à chaleur.

source article : http://pompe-a-chaleur.comprendrechoisir.com/comprendre/pompe-a-chaleur-essentiel Merci à eux pour cette explication claire.

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