Maisons écologiques

Points clés à connaître sur le fonctionnement des pompes à chaleur

Par Michel Duchène , le lundi, 24 octobre 2022, 9h06 , mis à jour le dimanche, 13 novembre 2022, 10h20 - 8 minutes de lecture

Les pompes à chaleur fonctionnent en distribuant la chaleur d’un espace à un autre, servant ainsi de systèmes de chauffage et de refroidissement à haut rendement énergétique. Contrairement aux systèmes classiques, les pompes à chaleur peuvent transférer la chaleur dans les deux sens – de l’extérieur vers l’intérieur pour chauffer, et de l’intérieur vers l’extérieur pour refroidir. La technologie diversifiée et avancée des pompes à chaleur permet de créer des solutions adaptées aux besoins et au budget de chaque foyer. Dans cet article, nous expliquons comment les pompes à chaleur fonctionnent en toutes saisons et les avantages qu’elles offrent.

Points essentiels à retenir sur l’installation d’une pompe à chaleur

  • Les pompes à chaleur distribuent la chaleur d’un espace à un autre afin de fournir un chauffage et un rafraîchissement à haut rendement énergétique avec un seul système.
  • En tant que système de chauffage, les pompes à chaleur tirent la chaleur de l’air extérieur et la déplacent à l’intérieur ; en tant que système de refroidissement, elles retirent la chaleur de l’air à l’intérieur d’une maison et la déplacent à l’extérieur.
  • Les pompes à chaleur sont constituées d’unités extérieures et intérieures et comprennent un réfrigérant, un compresseur, une vanne d’inversion et une vanne d’expansion.
  • Il existe différents types de pompes à chaleur : les pompes à chaleur à air tirent la chaleur de l’air extérieur, tandis que les pompes à chaleur géothermiques fonctionnent avec la chaleur du sol. En outre, un système de pompe à chaleur peut être à la fois canalisé et sans canalisation (mini-splits).
  • Les pompes à chaleur peuvent être alimentées par des panneaux solaires pour produire un chauffage et un refroidissement totalement exempts d’émissions pour votre maison. Utilisez la place de marché EnergySage pour vous mettre en relation avec des installateurs présélectionnés et recevoir des devis solaires dès aujourd’hui !

Comment les pompes à chaleur fonctionnent en tant que système de chauffage

Contrairement aux appareils de chauffage, les pompes à chaleur ne brûlent pas de combustibles fossiles pour produire de la chaleur et nécessitent moins d’énergie pour fonctionner. En termes simples, les pompes à chaleur extraient la chaleur de l’extérieur – du sol ou de l’air – et la transfèrent dans votre maison ou votre bâtiment. Nous expliquerons plus précisément comment fonctionne une pompe à chaleur à air en hiver, mais il est important de noter que les pompes à chaleur à air et les pompes à chaleur géothermiques fonctionnent pratiquement de la même manière. Tout d’abord, le ventilateur aspire l’air extérieur dans l’unité extérieure. L’air passe ensuite sur l’échangeur de chaleur – un tube dans lequel est pompé un fluide frigorigène – où il réchauffe le fluide frigorigène. La chaleur provoque l’évaporation du liquide réfrigérant et la vapeur est comprimée pour concentrer la chaleur absorbée. Lorsque votre maison se réchauffe, la vapeur se refroidit et est pompée à nouveau à travers le premier échangeur de chaleur pour récupérer davantage d’énergie thermique de l’air extérieur. Ce processus se répète pour maintenir la température de l’air que vous souhaitez.

Comment les pompes à chaleur fonctionnent en tant que système de refroidissement

Pendant les mois les plus chauds, ce processus fonctionne simplement dans le sens inverse pour refroidir votre maison. Au lieu de transférer la chaleur de l’air extérieur vers l’intérieur, le réfrigérant est d’abord pompé à travers un échangeur de chaleur à l’intérieur de votre maison, où il absorbe l’énergie thermique et la déplace vers l’extérieur. En d’autres termes, les pompes à chaleur en tant que systèmes de refroidissement fonctionnent de la même manière qu’un climatiseur ; elles libèrent la chaleur de l’intérieur de votre maison vers l’air extérieur.

Composants d’une pompe à chaleur

Les pompes à chaleur sont composées d’une unité extérieure et d’une unité intérieure ; les systèmes comportent également un réfrigérant, un compresseur, une vanne d’inversion et un détendeur.

Unité extérieure

L’unité extérieure est l’échangeur de chaleur. Le ventilateur souffle de l’air extérieur sur le serpentin, qui fonctionne alors comme un condenseur en cas de refroidissement ou comme un évaporateur en cas de chauffage.

Unité intérieure

L’unité intérieure est l’appareil de traitement de l’air. Le ventilateur déplace l’air sur le serpentin et dans les conduits. Le serpentin fonctionne soit comme un évaporateur pour le refroidissement, soit comme un condenseur pour le chauffage. L’unité intérieure dépend largement du type de pompe à chaleur ; vous pouvez avoir plusieurs unités de traitement de l’air à l’intérieur, ou des mini-splits si vous n’utilisez pas de conduits.

Réfrigérant

Le fluide frigorigène est la substance qui circule dans le système de la pompe à chaleur par l’intermédiaire des tuyaux, absorbant et rejetant la chaleur pendant sa circulation.

Compresseur

Le compresseur est le composant qui met le réfrigérant sous pression et le fait circuler dans le système.

Vanne d’inversion

La vanne d’inversion inverse le flux de réfrigérant, permettant au système de fonctionner dans le sens inverse et de passer du chauffage au refroidissement.

Soupape d’expansion

Le détendeur régule le débit du réfrigérant lorsqu’il passe dans le système, ce qui permet de réduire la pression et la température du réfrigérant.

Types de pompes à chaleur

Avec différentes marques, modèles et types, les pompes à chaleur sont hautement personnalisables. La technologie des pompes à chaleur continue d’évoluer et de progresser, mais les types de pompes à chaleur les plus courants aujourd’hui sont les pompes à chaleur à air et les pompes à chaleur géothermiques.

Pompes à chaleur à air

Le type de pompe à chaleur le plus courant sur le marché aujourd’hui est la pompe à chaleur à air. Comme indiqué précédemment, les pompes à chaleur à air utilisent l’air extérieur pour réguler la température d’une maison ou d’un bâtiment. Les pompes à chaleur à air sont moins coûteuses à installer que les pompes à chaleur géothermiques, mais elles sont moins efficaces en raison de la plus grande variation de température de l’air extérieur.

Mini-splits

Les mini-splits sont un type de pompe à chaleur à air sans conduit. Plutôt que de transférer l’air dans des gaines, les mini-splits pompent l’air directement dans l’espace prévu grâce à des unités intérieures individuelles. Les mini-splits offrent une plus grande flexibilité et sont plus efficaces que les systèmes à conduits en raison du flux d’air direct.

Pompes à chaleur géothermiques ou géothermiques

Au lieu d’aspirer l’air extérieur, les pompes à chaleur géothermiques absorbent la chaleur du sol et la transfèrent à l’intérieur. Bien qu’elles coûtent plus cher à l’installation, la stabilité de la température du sol se traduit généralement par des coûts de fonctionnement inférieurs pour les pompes à chaleur géothermiques.

Les pompes à chaleur et les systèmes de CVC traditionnels

La plus grande différence entre les pompes à chaleur et les systèmes de CVC classiques est leur capacité à chauffer et à refroidir, alors que les appareils de chauffage ne peuvent que chauffer et les climatiseurs ne peuvent que refroidir. En tant que système de refroidissement, les pompes à chaleur et les climatiseurs fonctionnent de la même manière, ont des taux d’efficacité énergétique comparables et sont proposés à des prix similaires. Mais comme nous l’avons mentionné, un climatiseur doit être jumelé à un autre système de chauffage qui entraîne des coûts et des exigences d’entretien supplémentaires.

À l’inverse, les pompes à chaleur et les appareils de chauffage ont peu en commun. Tout d’abord, les pompes à chaleur transfèrent la chaleur au lieu de la générer comme les appareils de chauffage. Cela permet non seulement de réduire considérablement la quantité d’énergie nécessaire pour chauffer un espace, mais aussi d’éviter de brûler des combustibles fossiles. Selon le ministère de l’énergie, les pompes à chaleur à air peuvent réduire la consommation d’électricité pour le chauffage de 50 % par rapport aux autres options de chauffage électrique. Dans l’ensemble, les pompes à chaleur peuvent permettre de réaliser des économies de 500 à 900 euros par an. En revanche, selon votre habitation et les tarifs énergétiques locaux, les chaudières à gaz peuvent bénéficier de tarifs de gaz naturel plus bas. De plus, la durée de vie d’un appareil de chauffage a tendance à être un peu plus longue que celle d’une thermopompe.
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Michel Duchène

Je m'appelle Michel Duchène et je suis passionné par le bricolage, les travaux manuels et particulièrement le gros oeuvre. J'ai décidé de mettre mon expérience au service des internautes en créant mon blog. J'y partage mes astuces et mes conseils pour réussir vos travaux. J'ai toujours été passionné par le bricolage. C'est d'ailleurs ce qui m'a poussé à faire des études d'ingénieur en bâtiment. Aujourd'hui, je suis à la tête d'une entreprise de construction et je continue à partager ma passion sur mon blog.

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