Comment fonctionne une pompe à chaleur ?
Une pompe à chaleur puise la chaleur dans son environnement direct (l’air, l’eau, le sol)Cette chaleur est amenée de la source à une pompe par un liquide. Cette pompe accroît la chaleur pour la transmettre (via un échangeur thermique) au circuit de chauffage (soit radiateurs, soit chauffage par le sol).
D’un point de vue technique, la pompe à chaleur comprend 4 éléments :
- un évaporateur, qui extrait la chaleur du liquide par évaporation
- un compresseur, qui comprime la vapeur pour faire augmenter la température
- un condenseur, qui condense la vapeur à l’aide d’un liquide de refroidissement pour ainsi transmettre la chaleur au système de chauffage
- un détendeur, qui renvoie le liquide condensé vers le système de la pompe.
Quels sont les différents types de pompes à chaleur ?
Différents types de pompes à chaleur existent sur le marché :
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Type de pompe à chaleur |
Description |
La pompe tire la chaleur… |
La pompe transmet la chaleur à… |
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Aérothermique(-) |
Air-eau |
de l’air extérieur |
l’eau sanitaire ou de chauffage |
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Air-air |
de l’air extérieur |
l’air intérieur |
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Aquathermique(*) |
Eau-eau |
de l’eau souterraine ou de surface |
l’eau sanitaire ou de chauffage |
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Géothermique(**) |
Sol-eau |
du sol |
l’eau sanitaire ou de chauffage |
(-) La pompe à chaleur aérothermique est le système nécessitant l’investissement le plus limité, mais c’est également le plus susceptible de factures d’électricité élevées.
(*) En Belgique, la pompe à chaleur aquathermique est peu utilisée dans les constructions résidentielles, car elle requiert un investissement plus élevé et son applicabilité est limitée.
(**) La pompe à chaleur géothermique tire la chaleur du sol par un réseau de conduites. Vous avez le choix entre deux systèmes:
• Échangeur thermique vertical d’eau souterraine: intéressant car vous n’avez pas besoin de grande surface au sol, mais plus cher car il requiert des forages. Les conduites placées dans le sol contiennent des sondes capables de puiser de la chaleur jusqu’à 100 mètres de profondeur.
• Échangeur thermique horizontal d’eau souterraine: meilleur marché, idéal pour qui possède un grand jardin n’ayant pas encore été aménagé. Il comporte un réseau de conduites placées à au moins 1 mètre sous terre.
Quel est le rendement d’une pompe à chaleur ?
Le rendement d’une pompe à chaleur est appelé COP, abréviation de coefficient de performance en anglais. Un COP de 4 signifie qu’une pompe à chaleur produit 4 kWh d’énergie par heure tandis qu’elle ne consomme que 1 kWh. Le COP est un rendement théorique de la pompe à chaleur (par exemple à une température de la source de 0°C et une température d’émission de la chaleur de 35°C). Il existe également le SPF (Seasonal Performance Factor) de l’appareil, qui exprime le rendement moyen de la pompe à chaleur pour la saison de chauffe. En principe, il est plus bas que le COP puisqu’il tient compte des pertes mécaniques, thermiques et électriques.
Pourquoi coupler une pompe à chaleur avec une chaudière au mazout ?
Si une pompe à chaleur peut être intéressante d’un point de vue énergétique, elle a aussi ses limites :
- elle requiert en effet de l’électricité pour chauffer l’eau sanitaire lorsque la température externe descend sous les 5°C et que les radiateurs requièrent une température supérieure à 60 °C (comme souvent en hiver). Dans ces circonstances, la pompe à chaleur perd en puissance et en efficacité. Sans un système d’appoint de chauffage au mazout, la plupart des pompes à chaleur réagissent à la demande de chaleur par un chauffage électrique d’appoint direct, ce qui engendre une facture d’électricité élevée.
- autre désavantage en période froide, la température de départ plus faible rend la production d’eau chaude sanitaire plus lente. Sous le seuil des 5°C, il devient difficile de produire de l’eau chaude sanitaire à une température supérieure à 45 °C, d’où la nécessité d’un chauffage d’appoint.
Quelques points bons à savoir
- Si vous voulez placer une pompe à chaleur dans une habitation existante, combinez-la avec votre chaudière au mazout existante dans un système de chauffage ‘hybride’. Vous pouvez faire fonctionner sa composante la plus rentable selon la température extérieure : la chaudière en période hivernale, la pompe à chaleur pendant les périodes plus clémentes.
- Une pompe à chaleur géothermique nécessite un permis environnemental. Informez-vous donc auprès de votre commune avant d’envisager un tel achat
- Pensez à adapter votre installation électrique à la puissance accrue nécessaire pour une pompe à chaleur
- Bien entretenue, une pompe à chaleur a une durée de vie équivalente à celle d’une chaudière de chauffage central (une bonne vingtaine d’années)
- Hors coûts d’installation et d’adaptation, il faut prévoir un budget de 6 à 8.000 € pour une pompe à chaleur à air/eau, et un budget de 25 à 30.000 € pour un système géothermique.