Comment fonctionne une pompe à chaleur ?

Qu’est-ce qu’une pompe à chaleur (PAC) ?

La PAC, ou pompe à chaleur, est un appareil qui fonctionne selon la thermodynamique. Ce système transporte de l’énergie sous forme de chaleur d’un environnement à un autre.

Le processus est basé sur l’aérothermie, il est généré par le changement d’état d’un liquide de refroidissement lorsqu’il passe du liquide au gaz et absorbe la chaleur sous forme de calories pour changer d’état.

Lorsque la transformation se fait de gaz à liquide, il cède de la chaleur à l’air ou à l’eau, par conséquent, cela permet de chauffer l’intérieur du logement ou l’eau sanitaire. Pour ce processus, vous avez besoin d’un compresseur qui varie vos pressions tout au long du circuit, variant ainsi vos températures d’évaporation et de condensation.

À quoi sert une pompe à chaleur ?

La pompe à chaleur a la capacité d’extraire et de capturer de l’énergie à partir de sources externes et gratuites. Elle est utilisée soit comme système de chauffage lorsqu’elle donne de la chaleur soit comme système de climatisation lorsqu’elle donne du froid. Il faut savoir qu’elle peut aussi chauffer l’eau sanitaire du logement. Si vous souhaitez avoir un appareil polyvalent qui produit à la fois du chaud et du froid, il faudra choisir une pompe à chaleur réversible.

Quels sont les avantages d’une pompe à chaleur ?

L’avantage de l’utilisation de la pompe à chaleur réside dans sa capacité à fournir plus d’énergie utile qu’elle n’en utilise pour son fonctionnement, pouvant produire une économie de 70% par rapport à un système de chauffage traditionnel tel que le gaz, l’électricité ou le gazole. La consommation d’une pompe à chaleur est donc bien moins élevée que tous les autres systèmes de chauffage et de refroidissement de l’habitat.

Les avantages découlant de l’utilisation de la pompe à chaleur sont directement liés à des aspects environnementaux tels que l’efficacité énergétique, l’utilisation des énergies renouvelables, la contribution à la réduction des émissions de CO2, l’utilisation de réfrigérants respectueux de l’environnement, etc. Il faut donc comprendre que la PAC permet de faire baisser vos factures d’énergie et donc toutes vos dépenses EDF. En France, vous pouvez obtenir des aides financières, comme la prime énergie, pour l’achat et pour l’installation d’une pompe à chaleur.

Quels sont les différents types de pompe à chaleur ?

On distingue cinq principaux types de pompe à chaleur :

• la pompe à chaleur air-air : la chaleur extraite de l’air est transférée à l’air du local ;
• la pompe à chaleur air-eau : la chaleur est extraite de l’air et transférée dans un circuit d’eau. Il est possible de trouver aussi une pompe à chaleur air eau haute température ;
• la pompe à chaleur eau-eau : le système prend la chaleur d’un circuit d’eau en contact avec un élément qui vous fournira la chaleur ;
• la pompe à chaleur géothermique : ce type de pompe à chaleur tire l’énergie du sol par un fluide caloporteur ;
• la pompe à chaleur aérothermique : ce type d’équipement est capable de chauffer ou de refroidir un environnement.

De quoi se compose une pompe à chaleur ?

La pompe à chaleur air eau se compose de deux parties : le groupe pompe à chaleur situé sur le dessus et le réservoir d’accumulation sur le fond. La pompe à chaleur est basée sur l’utilisation de l’énergie produite par les changements d’état du fluide de refroidissement. Ce fluide frigorigène circule à l’intérieur d’un circuit fermé comprenant :

• un compresseur ;
• un condensateur ;
• une soupape de détente ;
• un vaporisateur.

Comme l’énergie thermique ne peut aller que d’un niveau d’énergie plus élevé à un niveau plus bas, le liquide de refroidissement présent dans l’évaporateur doit nécessairement être à une température inférieure à celle de l’air ambiant. D’autre part, le liquide de refroidissement situé dans le condensateur doit nécessairement avoir une température supérieure à celle de l’eau à chauffer dans le réservoir pour pouvoir lui céder de l’énergie.

Quel est le principe de fonctionnement d’une pompe à chaleur ?

Le principe de fonctionnement de la pompe à chaleur est basé sur les principes de la thermodynamique et peut être structuré en 4 étapes :

• le liquide de refroidissement se trouve à basse température et à basse pression et, par conséquent, à l’état liquide. L’air aspiré de l’environnement passe à travers l’évaporateur, où le liquide de refroidissement absorbe la température de l’air ambiant et change d’état. En même temps, l’air est expulsé à une température plus basse ;
• le liquide de refroidissement atteint l’étape 2 sous forme de vapeur mais toujours à basse pression. En passant à travers le compresseur, la pression augmente et la température augmente ;
• en conséquence, de la vapeur est obtenue dans un état élevé d’énergie. Cette vapeur située à l’étape 3 est celle qui circule dans le condensateur situé le long du chaudron où elle cède toute l’énergie à l’eau accumulée, revenant ainsi à l’état liquide.
• à la dernière étape du procédé, le fluide de refroidissement déjà à l’état liquide passe par la soupape d’expansion pour récupérer le fluide dans ses conditions initiales, c’est-à-dire, à basse pression et à basse température. De cette façon, vous pouvez relancer le processus.

Quel est le coefficient de performance d’une pompe à chaleur ?

L’efficacité d’une pompe à chaleur est mesurée par son coefficient de performance (COP). Dans ce cas, il s’agit d’un rapport entre la chaleur cédée et l’énergie électrique consommée principalement par le compresseur.

Pour une efficacité et une fonctionnalité correctes, une pompe à chaleur doit atteindre un COP compris entre 2 et 6, selon la différence entre les températures des deux foyers (intérieur ou extérieur). Concrètement, on peut dire qu’un COP 3 implique un rendement très élevé. En général, une PAC permet d’obtenir une économie d’énergie de 70% tous les mois sur les dépenses énergétiques du foyer.

En résumé, la pompe à chaleur représente une étape importante vers l’efficacité et les économies d’énergie en utilisant comme source d’énergie quelque chose d’aussi simple que l’air ambiant, l’eau ou encore la terre.

Vous avez besoin d’aide pour le choix ou pour l’installation d’une pompe à chaleur ? Les équipes Stiebel Eltron sont à votre entière disposition pour vous orienter au mieux et pour répondre à toutes vos questions. N’hésitez pas à nous contacter !