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Pompe à Chaleur

Pompe à Chaleur Air/Air

Pompe à chaleur Air/Eau

Climatisation

Un réfrigérateur à l’envers

Dans un réfrigérateur, de la chaleur est puisée à l’intérieur de celui-ci, ce qui en abaisse la température, puis est rejetée à l’extérieur, dans l’air de la cuisine.

Les pompes à chaleur fonctionnent selon le même principe, mais c’est l’environnement extérieur (sol, air ou eau) qui fournit la chaleur et l’intérieur du logement la récupère

Le principe de base

La pompe à chaleur ou PAC est constituée d’un circuit fermé et étanche dans lequel circule un fluide frigorigène à l’état liquide ou gazeux selon les organes qu’il traverse. Ces organes sont au nombre de quatre : l’évaporateur, le compresseur, le condenseur, et le détendeur.

Pour simplifier, on peut dire que la pompe à chaleur prélève un peu de chaleur de l’air environnant, augmente son niveau de température et restitue une chaleur à une température plus élevée dans le logement.

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

● 1: la chaleur prélevée à l’extérieur est transférée au fluide frigorigène qui se vaporise.
● 2: le compresseur électrique aspire le fluide frigorigène vaporisé.
● 3 : la compression élève la température du fluide frigorigène.
● 4 : le fluide frigorigène cède sa chaleur à l’eau du circuit de chauffage ou directement à l’air du lieu à chauffer.
● 5 : le fluide frigorigène se condense et revient à l’état liquide.
● 6 : le détendeur abaisse la pression du liquide frigorigène qui amorce ainsi sa vaporisation.

Les applications

A partir du principe de base de la pompe à chaleur, différents systèmes existent, avec des performances et des possibilités d’application différentes. On peut regrouper les PAC destinées au chauffage des particuliers en deux grandes familles :

• les PAC géothermiques qui puisent la chaleur dans le sol ou l’eau d’une nappe par l’intermédiaire d’un réseau de capteurs ou de forages;

• les PAC aérothermiques qui la puisent directement dans l’air ambiant, extérieur ou intérieur au logement.

On parle selon les cas de modèles air/air, air/eau, sol/sol, sol/eau, eau/eau ou eau glycolée/eau. Le premier terme désigne l’origine du prélèvement, le second le mode de distribution de la chaleur. Seule exception : la PAC eau glycolée / eau qui puise la chaleur dans le sol (avec des capteurs enterrés contenant de l‘eau glycolée).

Les émetteurs de chaleur

Selon le type de pompe à chaleur, différentes sortes d’émetteurs équipent l’installation :

Des radiateurs basse température

Ils fonctionnent avec une eau entre 45 et 50° C, ce qui est le cas dans un circuit de chauffage alimenté par une PAC mixte ou à fluides intermédiaires. Ils procurent une chaleur douce très agréable. Cette solution convient si on ne peut (ou ne veut) pas installer de plancher chauffant qui peut être difficile ou coûteux à mettre en oeuvre en rénovation.

Les radiateurs d’une précédente installation de chauffage central peuvent convenir, à condition de vérifier leur dimensionnement.

Les émetteurs basse température
Ces émetteurs (planchers chauffants, radiateurs basse température) engendrent des économies et valorisent les équipements performants que sont les pompes à chaleur.

Des ventilo-convecteurs à détente directe

Ce système peut comporter une unité par pièce ou une unité centrale (installée dans un faux plafond, des combles ou un placard et reliée à un réseau de gaines de distribution d’air chaud). Chaque unité pulse dans le logement l’air réchauffé par passage sur une batterie d’échange où circule le fluide frigorigène de la PAC à détente directe.

Un plancher chauffant basse température

Il est formé de tubes noyés dans une dalle de béton. Sa surface diffuse une chaleur douce et régulière (jamais supérieure à 28° C), qui apporte une grande sensation de confort. Dans les tubes circule l’eau du circuit de chauffage (PAC à fluides intermédiaires ou mixtes) ou du fluide frigorigène (PAC à détente directe). Le dimensionnement des tubes et leur pose sont différents selon le fluide qui y circulera.

Performances et certifications

Des coefficients à connaître : COP et EER
Les performances des pompes à chaleur s’expriment par des coefficients qui rendent compte de leur efficacité en fonction de l’énergie qu’elles consomment.

Pour 1 kWh d’électricité consommé, les PAC restituent pour la plupart 2 à 5 kWh de chaleur. Par exemple, si une PAC consomme 1 kWh d’électricité et restitue 3 kWh de chaleur, on dit que son COP est de 3.

Le rapport entre la quantité de chaleur produite et l’énergie électrique consommée (par le compresseur) est le coefficient de performance (COP) de la pompe à chaleur. Il traduit la performance énergétique d’une pompe à chaleur en mode chauffage

Le COP est mesuré par le fabricant ; il est valable pour une température d’essai donnée. Dans la pratique, quand le milieu est plus froid que cette température d’essai, l’efficacité énergétique de la pompe à chaleur diminue et devient inférieure au COP annoncé. À l’inverse, elle est supérieure à ce COP quand le milieu est plus chaud que la température d’essai.

L’appellation EER (coefficient d’efficacité frigorifique) traduit l’efficacité d’un système thermodynamique quand il produit du froid.

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