Pompe à chaleur : fonctionnement, typologie et économies possibles

La pompe à chaleur (PAC) est un dispositif de chauffage ou de refroidissement utilisant de l’énergie renouvelable et non polluant afin d’améliorer le confort thermique d’un logement. Très peu populaire auprès des Français, il s’agit d’un investissement sur le long terme qui vous permet de réaliser de considérables économies d’énergies. Comment ? En produisant 4 fois moins de CO2 qu’une chaudière traditionnelle. Si vous vous intéressez aux pompes à chaleur, cet article saura vous éclairer.

Comment fonctionne une pompe à chaleur ?

Le principe de fonctionnement d’une PAC est assimilable à un cycle. Il s’agit d’un dispositif qui permet de récupérer la chaleur de l’air, du sol ou d’une source d’eau (telle qu’une nappe aquifère) afin de la conduire vers l’intérieur du logement.

Dans les faits, le fonctionnement de la pompe à chaleur est totalement à l’opposé de celui des réfrigérateurs. Elles fonctionnent grâce à un jeu de fluides réfrigérants. Ces derniers à température ambiante condensent et une fois à basse température s’évaporent. C’est cette variation d’états qui enclenche la production d’une énergie qui en fonction des saisons peut être utilisée pour chauffer ou refroidir votre habitation.

Plus en détail, on peut résumer le processus en 4 étapes :

• L’évaporateur du dispositif extrait les calories de la source que vous souhaitez utiliser (air, eau ou sol) et les véhicule au fluide caloporteur.
• Ce liquide lorsqu’il entre en contact avec ladite source se réchauffe et change d’état. Passant de l’état liquide à l’état gazeux. Parallèlement, la pompe à chaleur est dotée d’un compresseur qui utilise de l’énergie électrique afin de faire monter la température du gaz.
• Ce dernier transmet ensuite la chaleur accumulée à l’eau du circuit de chauffage et retrouve son état liquide.
• Pour finir, le détenteur (qui a permis au fluide de retrouver son état initial) fera chuter la température. Une fois à son état de départ, le circuit de transformation peut recommencer.

Par ailleurs, pour qu’une PAC fonctionne normalement, il est indispensable que vous ayez suffisamment d’espace à l’extérieur. Il servira à mettre en place le module extérieur prélevant les calories. Quant à l’intérieur de votre logement, il accueillera une ou plusieurs (multisplit) unités afin de diffuser la chaleur.

Et vu qu’il s’agit d’une ressource gratuite et naturelle, l’utilisation d’une pompe à chaleur vous aidera à faire des économies d’énergie dans les deux sens (chauffage et climatisation). En hiver, elle vous aide à faire baisser la température à l’intérieur. Cependant, lorsque l’hiver est très rude, le seul usage d’une PAC peut paraître insuffisant. Il vous faudra dès lors prévoir un chauffage d’appoint.

Sur certains dispositifs, le principe de fonctionnement des PAC s’inverse totalement en été pour rendre plus agréable la température. On les appelle dans ce cas des « réversibles », car elles permettent de rafraîchir subtilement votre logement.

Quels sont les différents systèmes de pompes à chaleur ?

Pour établir une différence entre les pompes à chaleur, on se réfère en premier à la ressource naturelle choisie (air, eau, sol). Ensuite, il convient d’identifier la façon dont la pompe permet de réguler la température de la maison.

La PAC aérothermique exploite les calories de l’air tandis que le modèle géométrique extrait les calories du sol. Quant à la pompe à chaleur aqua-thermique elle tire les calories dans l’eau.

La pompe à chaleur air-air

Connu également comme étant une climatisation réversible, le système de pompe à chaleur air-air est à même à la fois de chauffer et refroidir votre habitation. Le module exploite l’énergie dans l’air de l’extérieur ou de l’intérieur de votre logement, augmente sa température et le transfert instantanément dans la pièce concernée.

Les pompes à chaleur air/air sont généralement sous forme de cassettes, de consoles murales ou de gaines encastrables. Notez que ce système est très efficace pour chauffer l’air ambiant de votre maison, mais assez inefficace pour avoir de l’eau chaude sanitaire.

La pompe à chaleur air-eau

Justement, la pompe à chaleur air-eau est celle capable de réchauffer l’eau des sanitaires ainsi que l’eau du circuit de chauffage. Monobloc ou bi-bloc, il s’agit du type de pompe le plus accessible et le plus facile à installer.

Entretien de la pompe à chaleur : ce qu’il faut savoir 

Entretenir régulièrement une pompe à chaleur permet d’accroître la durée de vie du dispositif, mais pas que. Réaliser cette maintenance à une certaine fréquence (une fois par an) permettrait également de booster ses performances. Certaines tâches des plus basiques (telles que le dépoussiérage des unités et le nettoyage de l’unité extérieure) peuvent être à votre portée. Par contre pour vérifier l’état de fonctionnement global du dispositif, contrôler le liquide frigorigène et l’étanchéité, vous aurez besoin de l’expérience d’un chauffagiste professionnel.

Nettoyer l’unité extérieure

Ce processus ne concernera que les possesseurs d’une pompe à chaleur aérothermique (air-air) ou aqua-thermique (air-eau). Pour les pompes à chaleur géothermique (air-sol), par contre il n’y a quasiment rien à faire niveau entretien puisque les capteurs sont enterrés dans le sol.

Pour nettoyer l’unité extérieure, il vous faudra :

• éteindre la pompe
• contrôler l’arrivée d’air afin de vous assurer qu’elle n’est pas obstruée (par des feuilles par exemple)
• retirer la poussière de la turbine à l’aide d’un plumeau ainsi que les toiles d’araignées
• s’occuper de la coque du climatiseur et le nettoyer avec un produit lavant peu agressif
• examiner l’état du support du module fixé au mur.

Débarrasser les filtres des unités intérieures de la poussière puis les nettoyer

Dans la pratique, vous devrez :

• éteindre la PAC
• ouvrir le module
• retirer le filtre, puis utiliser un aspirateur pour le dépoussiérer
• utiliser ensuite de l’eau savonneuse pour le nettoyer
• une fois sec, le replacer dans le bloc.

Quelles économies possibles grâce à une pompe à chaleur ?

Pompe à chaleur air-air

Grâce à un fonctionnement peu énergivore, la PAC air-air produira entre 3 et 4 kilowattheures pour 1 kilowattheure d’électricité utilisée. Elle vous permet donc réellement de réduire votre facture énergétique (entre 66 et 75 %). Quoi qu’il en soit, il ne s’agit que d’un indice moyen. Pour déterminer le coefficient de performance d’un appareil, il vous faudra faire l’énergie produite, divisée par l’énergie payante consommée.

Pompe à chaleur air-eau

Pour la pompe à chaleur air-eau, l’économie possible n’est pas approximative. Il produit 4 kW d’énergie pour 1 kW d’énergie consommée soit un COP de 3 kW et 75 % d’économies d’énergie.