PDF sur Pompes à chaleur - Jouy-en

Les pompes à chaleur
(août 2012)
Qu'est-ce qu'une pompe à chaleur ?
La pompe à chaleur (PAC) est un équipement de chauffage dit à énergie renouvelable. Elle
prélève les calories dans un milieu naturel - l'air, l'eau ou le sol - pour la transférer vers un autre
milieu pour le chauffer.
Le réfrigérateur est le système le plus connu. La chaleur y est transférée de l'intérieur du
réfrigérateur vers l'extérieur.
Schéma de fonctionnement
Schéma de principe d'une PAC à détente directe
L'appareil, qui prélève de la chaleur à la source froide grâce au circuit de captage, dispose de
quatre organes principaux (cf. schéma ci-contre) :
1. le condenseur (source chaude) : le fluide frigorigène libère sa chaleur au fluide
secondaire (eau, air...) en passant de l'état gazeux à l'état liquide,
2. le réducteur de pression (souvent improprement appelé détendeur) : il réduit la pression
du fluide frigorigène en phase liquide.
3. l'évaporateur (source froide) : la chaleur est prélevée au fluide secondaire pour vaporiser
le fluide frigorigène.
4. le compresseur : actionné par un moteur électrique, il élève la pression et la température
du fluide frigorigène gazeux en le comprimant
Rendement des pompes à chaleur
Les pompes à chaleur sont décrites par le rapport entre la puissance thermique produite et la
consommation électrique de leur moteur. On lui donne par convention le nom de coefficient de
performance, dit couramment le « COP ». Le COP est supérieur à 1 dans tous les cas et peut
atteindre des valeurs de 3 à 5 dans les conditions les plus favorables : une PAC de COP 3
délivrant 3 kWh de chaleur, n’en consomme que 1.
Le COP de toute pompe à chaleur augmente avec la température de la source froide et diminue
avec celle de la source chaude, il peut atteindre 5 à 7 en été pour de l'eau de piscine (air à 25 °C
pour de l'eau à 28 °C) mais inférieur à 3 en hiver (les valeurs normalisées données par les
fabricants sont pour un air à 7 °C et de l'eau de c hauffage à 35 °C).
Rappelons que le rendement d'un radiateur électrique est au maximum de 1, d'où l'intérêt
manifeste des pompes à chaleur.
Gamme de puissance
La gamme de puissance de chauffage est large puisque la pompe à chaleur peut ainsi délivrer 2
kW de chauffage pour une pièce comme elle peut délivrer 200 kW ou plus pour un immeuble.
Une pompe à chaleur peut fonctionner uniquement dans un sens pour produire du froid ou du
chaud, ou bien dans les deux sens (pompe à chaleur réversible). Une pompe à chaleur réversible
produira du frais en été et de la chaleur en hiver.
Attention, les pompes à chaleur consomment plus d'électricité en mode rafraîchissement qu'en
mode chauffage.
Origine de l'énergie
Pompe à chaleur géothermique
3 sources de calories possibles : la chaleur est puisée dans :
•
La terre, le sol : Les PAC utilisant la chaleur du sol sont appelées pompe à chaleur
géothermique. Cette appellation peut prêter à confusion avec le chauffage urbain
géothermique qui utilise la chaleur à haute température du sous-sol profond, mais c'est
un système très différent
•
L'eau (nappe phréatique ou cours d'eau) : on parle de géothermie ou d'hydrothermie.
•
•
L'air : on parle d’aérothermie.
Type de diffusion de la chaleur
Pompe à chaleur air-air
•
La chaleur est diffusée par un système de turbines qui pulse l'air. L'installation est simple
et ne nécessite pas de gros travaux.
•
Ce système fonctionne indépendamment du chauffage existant ; il peut donc le
compléter, par exemple pour une pièce pas assez chauffée par le système de chauffage
principal.
•
Les pompes à chaleur air-air réversibles sont également des climatiseurs en été.
•
En revanche, les pompes à chaleur air-air ne peuvent pas être reliées à une chaudière.
Pompe à chaleur air-eau
•
Les pompes à chaleur air-eau servent à chauffer l'eau qui alimente vos radiateurs si vous
en avez.
•
Elles peuvent remplacer une chaudière (par exemple en rénovation), ou être installées en
relève (c'est-à-dire en complément) de votre chaudière si vous en avez une.
Autres PAC
D'autres pompes existent, très performantes, mais à l'installation un peu plus coûteuse :
•
Les pompes à chaleur eau-eau :
http://pompe-a-chaleur.comprendrechoisir.com/comprendre/chauffe-eauthermodynamique
•
Les pompes à chaleur sol – géothermie :
http://pompe-achaleur.comprendrechoisir.com/comprendre/pompe_a_chaleur_geothermie. Il s'agit ici de
la géothermie très basse énergie (T de la source < 35°C)
De nouvelles pompes à chaleur émergent sur le marché :
•
Les pompes à chaleur gaz :
http://pompe-a-chaleur.comprendrechoisir.com/comprendre/pompe-a-chaleur-gaz
•
Les pompes à chaleur solaire :
http://pompe-a-chaleur.comprendrechoisir.com/comprendre/pompe-a-chaleur-solaire
Quelques détails techniques
Le compresseur
C’est souvent le problème des pompes à chaleur. Le bruit qu’elles engendrent crée des conflits
de voisinages !
Tous les compresseurs ne se valent pas. Evitez les PAC à compresseur à piston, préférez-leur
un compresseur Scroll - compresseur à spirales - au rendement supérieur, tout en engendrant
moins de vibration et de bruit.
Encore mieux : le compresseur rotatif à un ou deux étages, qui permettent de délivrer une
puissance constante quelle que soit la température de la source froide (air, eau, sol), ce qui évite
tout surdimensionnement.
Qu'ils soient Scroll ou rotatifs, les compresseurs doivent aussi disposer d'un système
d'alimentation variable nommé« Inverter ». Il permet un démarrage progressif et évite les arrêts
et redémarrages fréquents des modèles traditionnels qui usent prématurément les compresseurs.
Le ballon tampon
Le ballon tampon (ou ballon de stockage) est un réservoir entre la PAC et le système de
chauffage qui permet de stocker de l’eau chaude pour réduire le nombre de démarrages de la
PAC. Il existe des technologies qui permettent de faire fonctionner une pompe à chaleur sans
ballon tampon.
Coût
Pour une maison de 100 m², il faut compter de 6 000 € à 18 000 € TTC selon le type de pompes
à chaleur (avant réduction éventuelle grâce au crédit d'impôt).
Elles sont éligibles à un crédit d'impôt pouvant aller, pour les géothermiques, jusqu'à 36 % de
leur prix. Ce crédit d'impôt est soumis à certaines conditions, notamment la pose par un
professionnel.
Vous pouvez également bénéficier d'aides, de prêt à taux réduit, sous certaines conditions.