Installer une pompe à chaleur Le principe de fonctionnement
Le principe
Les pompes à chaleur sont des systèmes capables de capter les calories présentes dans le milieu extérieur froid (eau souterraine, sol, air) et de les acheminer à l'intérieur d'un logement afin de le chauffer. Elles ne nécessitent ainsi aucun combustible pour chauffer, seulement un peu d'électricité pour faire tourner la pompe.
Le principe de fonctionnement d'une pompe à chaleur est le même qu'un réfrigérateur, mais à l'envers. D'ailleurs, il existe des pompes à chaleur réversibles qui chauffent la maison en hiver et la rafraîchissent en été. Elles peuvent ainsi faire baisser la température de 3 à 4°c maximum : il s'agit donc de rafraîchir une maison et non de la climatiser.
Ce système repose sur l'utilisation de fluides frigorigènes ayant la capacité de se vaporiser et de se condenser. On a souvent utilisé le fluide nommé R22, qui constitue un puissant gaz détruisant la couche d'ozone. Il est aujourd'hui progressivement remplacé par des fluides plus respectueux de l'environnement, comme les HFC.
Schéma de fonctionnement
La chaleur prélevée dans le sol, l'air ou l'eau est transférée au fluide frigorigène par l'évaporateur. Ensuite, le compresseur fait augmenter la température du fluide et le fait passer à un état gazeux. Ce fluide gazeux cède sa chaleur à celui du circuit de chauffage (fluide frigorigène ou eau) par le biais du condenseur qui lui redonne son état liquide. En passant dans le détendeur, la pression comme la température du fluide vont diminuer, avant qu'il soit réinjecté dans le circuit extérieur.
Comme la pompe à chaleur peut chauffer l'eau du système de chauffage, elle peut également servir pour la production d'eau chaude sanitaire. Cependant, cela n'est souvent possible qu'en période de chauffage de la maison, c'est-à-dire en hiver. Le reste du temps, le ballon d'eau chaude doit être doté d'une résistance électrique qui prendra le relais. Certains modèles de pompe à chaleur permettent toutefois de fournir de l'eau chaude sanitaire même en dehors des périodes de chauffage.
Le cœfficient opérationnel de performance (COP)
La pompe à chaleur utilise de l'électricité, notamment pour faire fonctionner le compresseur et la pompe qui fait circuler le fluide dans le circuit. C'est le rapport entre l'énergie thermique offerte par la PAC et l'électricité qu'elle consomme pour fonctionner qui détermine son cœfficient opérationnel de performance (COP). Le COP est de 4 lorsque 1 kW d'électricité est nécessaire pour faire fonctionner la pompe à chaleur permet de produire 4 kW de chaleur. Les pompes à chaleur ont pour la plupart un COP situé entre 2 et 4. Pour un investissement durable dans le temps, le prix de l'électricité devant augmenter, il est souhaitable que le COP d'une pompe à chaleur achetée aujourd'hui soit supérieur à 3.
Ces données sont fournies par les constructeurs de pompe à chaleur et exigent qu'on y porte une attention toute particulière au moment du choix du matériel. Toutefois, le COP est calculé pour une température donnée. Il peut donc diminuer en fonction des conditions thermiques, lorsque la température du milieu où la PAC est utilisée est inférieure à celle de référence du test.
Lorsqu'une pompe à chaleur est en mode production d'air froid, on évalue son efficacité énergétique frigorifique (EEF), c'est-à-dire le rafraîchissement offert par rapport à la consommation d'électricité.