Comment fonctionne une pompe à chaleur ?
En principe, une pompe à chaleur fonctionne comme un réfrigérateur, mais à l’envers.
Un réfrigérateur extrait de la chaleur de l’espace intérieur, qu’il transmet à l’air ambiant ; de l’intérieur vers l’extérieur.
Une pompe à chaleur, en revanche, extrait la chaleur de sa source de chaleur (air, terre, eau) et la transfère à la maison sous forme de chaleur de chauffage via un échangeur de chaleur ; de l’extérieur vers l’intérieur.
La pompe à chaleur air/eau, par exemple, tente de refroidir la température ambiante. Cependant, le soleil réchauffe constamment l’environnement, c’est pourquoi l’air, en tant que source d’énergie, est une ressource disponible à l’infini.
Circuit de réfrigération
Toute pompe à chaleur, et donc tout autre système de réfrigération, se compose d’au moins trois éléments principaux.
Évaporateur
L’évaporateur extrait l’énergie de la source de chaleur (air, terre, eau). Cela se fait soit via un évaporateur refroidi par air dans le jardin (pompes à chaleur air/eau), soit via un évaporateur à plaques refroidi par liquide directement intégré dans la pompe à chaleur (pompes à chaleur eau glycolée/eau et eau/eau). Un fluide frigorigène circule dans le circuit de refroidissement. Selon l’endroit où il se trouve dans le circuit, il est gazeux, liquide, chaud ou froid. Le fluide frigorigène sert principalement à transporter l’énergie thermique de l’évaporateur au compresseur et inversement.
Compresseur
Comme son nom l’indique, le fluide frigorigène est comprimé dans le compresseur. Il génère ainsi de la chaleur. Le compresseur transporte l’énergie thermique extraite dans l’évaporateur à un niveau de pression/température plus élevé. Cet effet permet de transformer de l’air froid à -10°C en eau chaude à +65°C. Le compresseur peut être utilisé pour des applications de réfrigération et de climatisation.
Condenseur
La chaleur produite dans le compresseur est transférée à l’eau de chauffage via le condenseur. Selon que la pompe à chaleur est en mode chauffage ou eau chaude, le fluide frigorigène est comprimé dans le compresseur à un niveau de pression/température plus ou moins élevé. Comme pour les voitures, plus le moteur tourne vite, plus il consomme. C’est pourquoi une pompe à chaleur est plus efficace lorsqu’elle est utilisée avec des systèmes de chauffage à basse température, tels que des chauffages au sol.
Ce que nous faisons aujourd’hui détermine ce que sera le monde de demain.
Sources de chaleur
De l’air
Pompes à chaleur air/eau
Le soleil fournit d’énormes quantités d’énergie. Elle n’est pas entièrement stockée dans la croûte terrestre, mais une partie est réfléchie vers l’espace. Le CO2 stocké dans l’atmosphère renvoie la chaleur vers la Terre (effet de serre).
Les pompes à chaleur air/eau récupèrent précisément l’énergie de la chaleur de l’air ambiant. Une pompe à chaleur air/eau peut être qualifiée d’efficace à partir d’une température ambiante de 2°C seulement. Cela signifie qu’elle réchauffe l’intérieur du bâtiment en un minimum de temps et avec le moins de ressources possible.
Il existe deux types de pompes à chaleur air/eau :
Les pompes à chaleur extérieures sont installées dans des jardins ou, par exemple, sur des toits plats. Elles sont directement exposées à la température ambiante.
Les pompes à chaleur installées à l’intérieur sont situées dans le bâtiment. Elles sont “reliées” à l’air extérieur par des conduits d’air.
Sources de chaleur A partir de
le sol
Pompes à chaleur eau glycolée/eau
Une partie de l’énergie provenant du soleil est stockée sous forme de chaleur dans la croûte terrestre. Mais ce n’est pas la seule source de chaleur dans le sol. Au cœur de notre planète se trouve le noyau terrestre. Celui-ci atteint une température de près de 6000°C.
Les pompes à chaleur eau glycolée/eau exploitent la chaleur du sous-sol. Des sondes géothermiques enfouies dans le sol permettent d’acheminer l’énergie des entrailles de la terre vers la pompe à chaleur. Les puits sont forés jusqu’à 300 mètres de profondeur, car les conditions sont les mêmes toute l’année dans cette zone.
De grandes performances sans compromis :
- Silencieux en fonctionnement
- Circulateurs A++ à régulation de puissance
- Compact et peu encombrant
Sources de chaleur
De la nappe phréatique
Pompes à chaleur eau/eau
Les pompes à chaleur eau/eau puisent dans les eaux souterraines comme source d’énergie.
Pour ce faire, deux puits sont installés à une profondeur de 10 à 25 mètres au moyen de forages dans la nappe phréatique ; un puits de soutirage et un puits d’absorption. Le puits de soutirage puise l’eau chaude de la nappe phréatique, une pompe l’achemine vers la pompe à chaleur qui la refroidit et la restitue au sol via le puits d’absorption.
Les puits doivent être situés à une certaine distance minimale les uns des autres afin que l’eau ne se mélange pas. Lors de la planification, il faut tenir compte de la disponibilité des eaux souterraines ainsi que des prescriptions en matière de protection des eaux ou d’autres directives cantonales.
La température de la nappe phréatique est constamment de 10 à 12 degrés Celsius. Grâce à ces températures de départ élevées, les pompes à chaleur eau/eau démarrent à un niveau de température plus élevé.
Ils ont donc besoin de moins d’énergie pour atteindre la température finale souhaitée. Cela permet de réaliser des économies significatives en termes de coûts et de ressources.
Chauffe-eau pompe à chaleur
Un chauffe-eau pompe à chaleur est en principe une petite pompe à chaleur air/eau qui produit de l’eau chaude sanitaire.
À première vue, un chauffe-eau pompe à chaleur ressemble à un chauffe-eau électrique standard, mais avec l’avantage décisif que les chauffe-eau pompe à chaleur tirent les 3/4 de leur énergie de l’air ambiant. Ils consomment donc beaucoup moins d’électricité que les chauffe-eau électriques.
A partir d’un volume de 20 m3 , il est possible d’installer un chauffe-eau pompe à chaleur directement dans une pièce non chauffée. Il est également possible de “relier” un chauffe-eau PAC à l’air extérieur via des conduits.
Les chauffe-eau à pompe à chaleur sont particulièrement adaptés aux rénovations, en complément d’un chauffage à combustible fossile ou pour l’utilisation d’une sonde géothermique existante. De plus, un chauffe-eau PAC déshumidifie la pièce dans laquelle il est installé.
- Consommation d’électricité beaucoup plus faible que les chauffe-eau électriques
- Gain de chaleur plus élevé
