La pompe à chaleur

Aujourd’hui ce moyen de chauffage est en plein essor, il se développe autant en construction qu’en rénovation. Il permet de chauffer des habitations individuelles, ou des petits collectifs.

Une pompe à chaleur est un "appareil prélevant de la chaleur dans un milieu à basse température pour en fournir dans un milieu à température plus élevée".

Le principe de la pompe à chaleur résulte du prélèvement d’un peu de chaleur (des « calories ») à l’extérieur (l’air extérieur, le sous-sol du jardin, une source, ...) et augmente ainsi son niveau de température pour restituer de la chaleur dans l’habitation. Il existe différents type de PAC selon le milieu d’origine de l’énergie captée. On parle selon les cas de modèles air/air, air/eau, sol/sol, sol/eau ou eau/eau.

Les différents types de pompes thermodynamiques

Elle permet de récupérer et transformer les calories de la terre ou de l’eau en chaleur par le biais d’un compresseur et d’un détendeur situé dans la pompe à chaleur. La géothermie peut être exploité de 3 manières différentes :

Elle s’intègre beaucoup plus rapidement à votre habitation car le bloc moteur se situe contre un mur à l’extérieur de la maison. Elle permet de récupérer l’air extérieur pour le transformer en chaleur. L’aérothermie peut être exploité de 2 manières différentes :

1. Evaporation: au contact des calories puisées dans l'environnement, le fluide frigorigène, grâce à son faible point d'ébullition, d'état liquide se transforme en vapeur.

3. Condensation: la vapeur va transmettre sa chaleur au circuit de chauffage. Le fluide frigorigène, toujours comprimé, redevient liquide.

4. Détente: la pression du fluide frigorigène est réduite. Le fluide est prêt à une nouvelle absorption des calories de l'environnement.

5. Réversibilité: le cycle peut être inversé dans le cas d'une pompe à chaleur réversible ; celle-ci peut donc également rafraîchir un logement en été, en absorbant les calories de la pièce et en les évacuant à l'extérieur.

Le circuit de chauffage

1 - Ventilo-convecteur ou radiateur basse température : Variante du système ci-dessus, les ventilo-convecteurs sont constitués d'un échangeur à circulation d'eau (et non de fluide frigorigène).

Avantages: Les ventilo-convecteurs permettent une régulation souple de la température. En hiver, la diffusion de chaleur n'est pas uniquement basée sur de la convection mais aussi sur du rayonnement. Les radiateurs existants suffisent pour du chauffage à basse température (max. 45°).

Inconvénients: Ce système est onéreux, les ventilo-convecteurs sont volumineux et le confort reste moins appréciable qu'un chauffage au sol.

2 - Le plancher chauffant : Le plancher chauffant par géothermie est assimilable à une pompe à chaleur. Le chauffage au sol basse-température est assuré par un réseau de tuyaux dans lesquels on fait circuler de l'eau. Cette eau est elle même chauffée par un échangeur placé au niveau du condenseur de la pompe à chaleur. Le gaz cède ses calories au local à chauffer qui est la source chaude et passe à l'état liquide. Un détendeur ramène le fréon à sa pression d'origine et abaisse sa température à environ -15°C et le cycle recommence. En été, dans un système de climatisation, le transfert de calories se fait de la source froide qui est le local à climatiser vers la source chaude qui est en général le terrain. Le plancher peut devenir rafraîchissant en période estivale.

Le coefficient de performance (COP)

Le COP est le rapport entre la quantité de chaleur produite et l’énergie électrique consommée par le compresseur.

Le compresseur fonctionne à l’électricité : si pour chaque kWh électrique consommé par le compresseur, le système émet 3 kWh thermiques dans le bâtiment à chauffer, on dit qu’il a un COP de 3 (COP = COefficient de Performance). Le COP détermine donc directement la facture d’électricité qui sera nécessaire pour chauffer un bâtiment.

Le décret de Jean François COPE règlemente depuis le 17 décembre 2005 les performances des pompes à chaleur géothermiques et aérothermiques.

Le rendement de la production et de la distribution de l’électricité étant d’environ 30 %, une PAC avec un COP de 3 utilise donc le combustible primaire avec une efficacité de 75 à 90%, ce qui est comparable à une chaudière moderne.

On utilise de 2 à 4 fois moins d’électricité qu’avec un chauffage électrique classique.

- température de la source de chaleur et du système de distribution de la chaleur, - la consommation d’énergie auxiliaire (pompes,…) - le rendement nominal de la pompe, - le dimensionnement de la pompe à chaleur par rapport à la demande et aux conditions de fonctionnement, - le système de contrôle de la pompe à chaleur.

Un constat

Nous assistons actuellement, dans l'habitat individuel, au retour des pompes à chaleur (PAC) qui utilisent la chaleur contenue dans le sol ou l’air pour alimenter un plancher chauffant.

Ce principe, connu depuis une vingtaine d'années, a subi de notables évolutions techniques qui lui permettent de rivaliser avec les moyens de chauffage "traditionnels".

Cependant des dérives commerciales conduisent ses promoteurs à le présenter comme une alternative environnementale crédible aux énergies fossiles et au nucléaire... Alors qu'une part de l'énergie fournie par une PAC est d'origine électrique (30% environ).

Conclusion

Sur le plan énergétique, ce système est beaucoup plus économe qu’une installation conventionnelle, aussi bien en chauffage qu’en rafraîchissement. En ce qui concerne les coûts, même si les coûts d’investissement dépassent légèrement ceux d’une installation conventionnelle, les dépenses annuelles totales (intérêts et amortissement compris) sont 40% moins élevées. Ce bilan économique très favorable reste valable en cas de hausse des taux d’intérêt, et s’améliore en cas de hausse des coûts des énergies, à cause du très bon rendement énergétique de la pompe à chaleur dans tous les modes de fonctionnement.

	Quantité de chaleur produite
COP =
	Energie Consommée