Comment fonctionne une pompe à chaleur ?

Publié le
Noter cet article ?

Comment fonctionne une pompe à chaleur

Les pompes à chaleurs sont en passe de devenir le système de chauffage le plus populaire, non seulement en rénovation, mais également en construction. Les raisons en sont particulièrement simples : les pompes à chaleurs sont écologiques et particulièrement économiques. Mais au final, comment ça marche ?

Tableau récapitulatif : Fonctionnement d’une pompe à chaleur

Type de pompe à chaleurAvantagesInconvénients
Géothermie
(sol/eau ou sol/sol)
Système tout inclusif avec eau chaude sanitaire.
Excellente qualité de chauffe.
Onéreux.
Forage impératif.
Grosse quantité de fluide caloporteur.
Aérothermie
(air/eau ou air/air)
Système peu onéreux.
Fonctionnement très simple.
Eau chaude sanitaire très limitée.
Rendement limité.

Toutes les pompes à chaleurs fonctionnent selon le même principe, de la PAC 1600 kW chauffant 130 000m² (comme l’un des modèles monégasques) à la petite PAC pour votre piscine. On pourrait également dire que le principe scientifique et technique qui est derrière ces appareils fabuleux est également derrière le réfrigérateur.

Nous vous proposons un petit tour d’horizon de la pompe à chaleur sans pour autant tomber dans le piège du cours de physique approfondi.

Les principes de la thermodynamique : moteur de la pompe à chaleur

Le principe scientifique qui permet aux pompes à chaleur de fonctionner et de transformer le froid en chaud, presque comme par magie, a été découvert dès le 18e siècle.

Il s’agit des 3 principes de la thermodynamique, dont les scientifiques ont finalement percé tous les secrets dans la deuxième moitié du 19e siècle.

Pour résumer, ces principes déclarent que toute transformation au sein d’un circuit fermé oblige la conservation de l’énergie, autrement dit de la chaleur. D’autres ajouts seront fait au fil des décennies, mais le cœur du système est là : la possibilité de récupérer des calories, même minimes en d’en augmenter le potentiel pour restituer une chaleur importante.

La pompe à chaleur : le cœur du processus

Une invention très ancienne

Le grand public l’ignore le plus souvent, mais la pompe à chaleur existe depuis très longtemps. En effet, le tout premier prototype entièrement fonctionnel a été construit en 1856 par un scientifique autrichien.

En 1928, l’hôtel de ville de Genève est entièrement chauffé par une pompe à chaleur puisant les calories dans le lac Léman.

Il faut cependant attendre les années 1950 pour que les pompes à chaleurs soient utilisées de manière courante, sans pour autant parvenir à concurrencer les modes de chauffages classiques.

Même si les technologies et les mentalités ont depuis énormément changé, le principe de fonctionnement reste toujours identique.

Mais comme ça marche : une explication simplifiée

Les lois de la physique ne vous parlent peut-être pas forcément ! Aussi, voici une brève mise en perspective de ce qui se passe incessamment dans votre pompe à chaleur.

Un fluide caloporteur très froid circule dans le système de capteurs (enterrés dans le sol, plongé dans de l’eau ou au contact de l’air). Ce fluide entre en ébullition à très basse température, se réchauffe et se transforme en gaz. Le gaz circule vers un compresseur qui en augmente la vitesse et la température.

Ce gaz circule ensuite dans un condensateur qui le réchauffe encore plus et le transforme en liquide progressivement. Un échangeur de chaleur est situé dans ce condensateur et récupère la chaleur pour la transférer vers les radiateurs.

Le fluide caloporteur circule ensuite vers la première étape, où il recommence son cycle.

Si besoin, nous pouvons vous mettre en relation avec plusieurs professionnels proche de chez vous. Ils prendront contact avec vous pour établir des devis personnalisés :
Obtenir jusqu'à 5 devis
pour comparer sans engagement

Les pompes à chaleur : fonctionnement de l’aérothermie

L’aérothermie est le système le plus fréquent, pas forcément le plus efficace, mais en tout le plus polyvalent.

Il s’agit tout simplement de puiser les calories dans l’air ambiant, même en hiver.

Ces équipements sont en général composés d’unités extérieures, où les calories sont puisées et d’unités intérieures où les calories sont diffusées. Ces PAC peuvent également être réversibles.

Comme fonctionnent les PAC air/eau et air/air ?

Les pompes à chaleur aérothermiques fonctionnement selon deux types différents.

On peut en tout premier lieu puiser les calories dans l’air extérieur et les restituer dans l’air de l’intérieur de la maison. On parlera alors de PAC air/air.

Ensuite, on peut toujours puiser les calories de l’extérieur, mais pour ensuite les transférer à un système eau. Il s’agira très probablement d’un chauffage au sol ou de radiateurs classiques et on parlera ici de PAC air/eau.

Les pompes à chaleur : fonctionnement de l’aérothermie

Quelles sont les applications de cette énergie ?

On utilise les PAC aérothermiques principalement pour leur polyvalence. En effet, ce système est très facilement réversible, ce qui permet en été de disposer d’un climatiseur particulièrement performant.

On regrettera cependant les possibilités très limitées de production d’eau chaude sanitaire. Il faudra donc coupler à ce système un chauffe-eau électrique.

Les pompes à chaleurs : fonctionnement de la géothermie/hydrothermie

Le système le plus efficace pour la production de chaleur est très certainement la géothermie. Il s’agit là de puiser la chaleur dans des couches du sol plus ou moins profondes.

Vous pourrez vous orienter vers les capteurs verticaux, qui nécessitent un forage très profond, si votre jardin dispose d’une surface limitée.

En revanche si votre propriété est de taille conséquente, les capteurs horizontaux seront conseillés, car ils sont légèrement moins onéreux.

Notez également que la géothermie englobe aussi l’hydrothermie qui puise les calories dans un lac ou une nappe phréatique.

Les pompes à chaleurs : fonctionnement de la géothermie/hydrothermie

La géothermie : efficacité et économies

La géothermie présente un rendement particulièrement efficace pour le chauffage, radiateurs et chauffage au sol, mais également pour la production d’eau chaude sanitaire, par le biais d’un ballon.

Ce système est particulièrement économique et s’avère particulièrement profitable sur le long terme. Il est en revanche relativement onéreux à installer, particulièrement en raison de la nécessité d’un forage ou d’e l’enterrement des capteurs.

A qui destine-t-on les PAC géothermiques ?

Les pompes à chaleur géothermiques sont indiquées à ceux qui désirent un système très efficace, mais ne nécessitant pas de fonctions élevées de refroidissement.

Ceux qui sont avant tout à la recherche d’un système de chauffage économique, confortable et sans prise de tête seront séduits par la géothermie, ou son pendant, l’hydrothermie.

Laisser un commentaire