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Comment fonctionne une pompe à chaleur ?

publié le 27.01.23

Vous vous intéressez aux pompes à chaleur, mais vous ne savez pas exactement comment fonctionne ce type d’équipement ? Voici un petit guide pour vous aider à mieux comprendre les différentes technologies disponibles sur le marché. 

Quel est le principe de fonctionnement d'une pompe à chaleur ?

La pompe à chaleur utilise un fluide frigorigène pour extraire les calories de l'air extérieur. Ce fluide augmente ensuite en température et se transforme en gaz grâce à un compresseur électrique. La vapeur à haute pression ainsi créée subit un phénomène naturel de condensation, permettant au gaz chaud de redevenir liquide. Pour favoriser l'évaporation, la pression diminue lorsque le détendeur est activé.

Chaque composant de la pompe à chaleur joue un rôle déterminant à différents moments :

  • L'évaporateur transforme le fluide frigorigène en gaz.
  • Le compresseur produit de la vapeur à haute pression.
  • Le condenseur, associé au fluide frigorigène, chauffe l'eau circulant dans les radiateurs.
  • Le détendeur réduit la pression et la température.

 

Capter les calories présentes dans l'air extérieur

Une pompe à chaleur se base sur la récupération des calories de l’air extérieur pour chauffer l’intérieur d’un logement, notamment grâce à la modification d’état du fluide frigorigène. Pour ce faire, l’équipement est composé d’une unité extérieure et d’une ou de plusieurs unités intérieures (dans le cas d'une pompe à chaleur air-air), comme nous allons le découvrir dans la suite de cet article. 

 

L'unité extérieure

Cette unité est disposée à l’extérieur d’une habitation, généralement dans un endroit bien aéré et assez éloigné des habitations voisines, ainsi que des chambres de votre logement (ceci afin de prévenir tous risques de nuisance sonore). Il s’agit en réalité d’un évaporateur, capable de capter les calories de l’air et de les transmettre au fluide frigorigène, alors transformé à l’état vapeur.

 

L'unité intérieure

Une fois passées par le compresseur, les calories portées par le fluide frigorigène arrivent au sein de l’unité intérieure de la pompe à chaleur, qui fait également figure de condenseur. Le fluide arrive sous la forme de vapeur et restitue la chaleur dans le circuit de chauffage, ayant pour effet de provoquer sa condensation. Il repart ensuite sous forme liquide vers l’unité extérieure, en passant par le détendeur, pour reprendre le cycle. 

Aérolia - Pompe à chaleur air-eau - Thermor

Aérolia - Pompe à chaleur air-eau

Les différents types de pompes à chaleur

Il existe deux types de pompes à chaleur aérothermiques

  

Comment ça marche une pompe à chaleur air-air ?

La pompe à chaleur air-air, aussi connue sous le nom de climatisation, offre la possibilité de chauffer et de rafraîchir un logement en utilisant le même équipement. Dans cette configuration, ce système de chauffage chauffe une habitation en diffusant de l’air chaud dans l’espace, à travers une ou plusieurs unités intérieures. Ces dernières peuvent, entre autres, prendre la forme de consoles murales (comme la Nagano Console de Thermor).

 

Comment ça marche une pompe à chaleur air-eau ?

Une pompe à chaleur aérothermique, comme la pompe à chaleur air-eau, est raccordée au circuit de chauffage central. Ce type de pompe à chaleur repose sur le principe de chauffer l’eau du système de chauffage, qui est ensuite diffusée dans les radiateurs ou le plancher chauffant. Selon le modèle, cet appareil peut également fournir de l’eau chaude sanitaire à votre foyer. 

Aérolia - Pompe à chaleur air-eau - Thermor

Aérolia - Pompe à chaleur air-eau

Comprendre la consommation électrique des pompes à chaleur

Les pompes à chaleur font partie des systèmes de chauffage les plus performants du marché et sont très économes en énergie. Quelle est la consommation électrique de cet appareil ? Faisons le point.

 

Le COP, un indicateur clé de votre consommation

Même si de nombreux éléments extérieurs sont à prendre en compte, la consommation d'une pompe à chaleur peut être évaluée grâce à son Coefficient de performance (COP). Ce dernier représente le rapport entre la chaleur restituée dans votre logement et l'énergie utilisée pour la produire.

Un coefficient de performance élevé indique que votre pompe à chaleur est performante, tout en consommant moins d'électricité.

Le COP est une donnée cruciale pour votre équipement. Pour mieux comprendre, un COP de 4 signifie que pour chauffer une pièce, votre pompe à chaleur consomme 1 kWh d'électricité pour produire 4 kWh d'énergie thermique. Plus le coefficient est élevé, meilleur est le rendement !

 

Facteurs influençant la consommation électrique

Même avec un COP élevé, une pompe à chaleur n’aura pas exactement le même rendement selon le type de logement qu’elle est amenée à chauffer. Les principaux facteurs influençant la consommation sont au nombre de trois. Découvrez en plus sur le rendement d'une pompe à chaleur.

 

Taille de l'espace à chauffer

Le premier de ces facteurs est la superficie du logement. Plus votre maison est grande, plus la pompe à chaleur devra travailler dur pour satisfaire votre demande. Par conséquent, votre facture électrique augmentera proportionnellement à la taille de votre habitation, et ce, même si votre appareil est extrêmement performant. 

 

Niveau d'isolation

Installer une pompe à chaleur dans un logement peu ou mal isolé est une mauvaise idée. Pourquoi ? Parce que les déperditions thermiques seront telles que vous perdrez tous les bénéfices de votre pompe à chaleur : 

  • Votre consommation électrique s’envolera ;
  • Les performances de la pompe à chaleur seront réduites ;
  • Et vous obtiendrez un moins bon retour sur investissement. 

Il est donc primordial d’effectuer un bilan thermique avant de songer à installer une pompe à chaleur, et d’effectuer des travaux d’isolation si besoin.  

 

Température extérieure

Le froid peut avoir des répercussions sur le fonctionnement de votre pompe à chaleur aérothermique. Les températures plus basses rendent plus difficile la capture des calories présentes dans l'air, ce qui nécessite que le compresseur de votre pompe à chaleur active le système de dégivrage.

Cela entraîne également une réduction du COP saisonnier en raison de l'écart de température entre l'intérieur et l'extérieur. Pendant cette période, vous pouvez constater une légère augmentation de votre consommation électrique, mais celle-ci sera temporaire, le temps que la période de froid passe.

Il est également important de noter que de grandes différences de température entre l'air évacué et l'air extérieur peuvent provoquer la formation de givre au niveau des sorties d'évacuation. Les pompes à chaleur aérothermiques sont conçues pour faire face à cette situation sans consommation excessive d'énergie. Elles passent en inversion de cycle, fournissant de l'eau chaude pour permettre au groupe extérieur de se dégivrer naturellement.

climatisation combles chambre enfant

Climatisation combles - Nagano Console

Les facteurs affectant le rendement des pompes à chaleur

La performance d'un modèle de pompe à chaleur peut varier en fonction de plusieurs facteurs. C'est pourquoi il est essentiel d'étudier quel système de chauffage convient le mieux à votre foyer afin de vous équiper d'un appareil fiable et parfaitement dimensionné.

 

Technologie utilisée

Utilisée en tant que système de chauffage, on peut dire que la pompe à chaleur air-eau a un meilleur COP que la pompe air-air. 

Cependant, selon les marques, cette différence s’estompe. Chez Thermor, nous vous proposons par exemple : 

  • Notre pompe air-eau Aérolia dont le COP peut atteindre jusqu’à 4,5 selon les modèles et la gamme Auréa dont le COP peut atteindre jusqu'à 4,96 selon les modèles.
  • Côté pompes à chaleur air-air, nous vous proposons la gamme Nagano Murale dont le COP peut atteindre 4,6 en fonction des modèles. 

 

Qualité de l'installation

Tout comme chaque foyer est unique, les pompes à chaleur le sont également. Elles sont souvent disponibles en plusieurs puissances pour offrir un choix varié. Cependant, il est important de ne pas privilégier les modèles surdimensionnés, mais d’opter plutôt pour celui qui correspond aux besoins de chauffage de votre maison.

Le fait de surdimensionner votre système de chauffage présente plusieurs inconvénients : 

  • Une puissance excessive entraînera inévitablement une surconsommation d'énergie. 
  • Votre facture énergétique sera plus élevée.
  • Votre pompe à chaleur s’usera prématurément.
  • Et le coût d'achat sera également plus élevé.

Nous vous recommandons de faire appel à un expert du domaine afin d'obtenir une estimation précise de la puissance idéale de votre pompe à chaleur, permettant ainsi de maximiser les économies d'énergie. Pour une aide au choix et des conseils personnalisés, n’hésitez pas à contacter l’un de nos Conseillers Experts Thermor. 

 

Conditions environnementales

Comme nous l’avons dit plus haut, selon les conditions météorologiques et géographiques de votre habitation, les rendements de la pompe à chaleur ne seront pas les mêmes. Les pompes à chaleur aérothermiques sont moins performantes lorsque les températures sont négatives. Notez cependant que la plupart des appareils peuvent continuer à fonctionner jusqu’à -10 °C, voire moins. Notre pompe à chaleur air-eau Aérolia Thermor peut par exemple fonctionner jusqu’à une température de -25 °C*.

*Selon modèle.

 

Les avantages d'une pompe à chaleur air-eau

Une pompe à chaleur air-eau présente des avantages considérables. Parmi eux, on compte notamment : 

  • sa faible consommation d’énergie : selon EDF, une pompe à chaleur de qualité est en mesure de restituer 3 à 5 kWh de chaleur pour 1kWh d’électricité consommée, soit une économie d’énergie intéressante sur votre facture de chauffage ;
  • sa simplicité d’utilisation : une pompe à chaleur air-eau fonctionne de manière autonome. En d’autres termes, elle se déclenche lorsque ceci est nécessaire et vous permet de bénéficier d’un excellent niveau de confort thermique au sein de votre logement ;
  • son atout écologique : une pompe à chaleur air-eau utilise les calories de l’air extérieur (soit une ressource naturelle et gratuite) pour chauffer une habitation. Elle ne rejette pas de gaz nocif dans l’atmosphère et n’utilise pas d’énergie fossile pour fonctionner. 

Nous espérons que ces quelques informations au sujet du fonctionnement d’une pompe à chaleur vous aideront à faire le meilleur choix possible ! 

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