Le fonctionnement de la Pompe à Chaleur : simple et efficace

Pour commencer, c’est quoi une pompe à chaleur ?

Pratique et écologique, la pompe à chaleur, ou PAC, est un dispositif de chauffage, mais aussi de climatisation dans certains cas. 

Vous l’avez sûrement déjà vue accrochée au pignon d’une maison ou sur la façade d’un immeuble. Certains s’en servent même pour chauffer l’eau de leur piscine. D’aspect extérieur, elle ressemble à un gros ventilateur, mais attention, elle ne se contente pas de brasser l’air.

Pour faire simple, la pompe à chaleur transforme les calories contenues dans l’air ambiant, l’eau ou la terre en chaleur. Celle-ci est ensuite distribuée à l'intérieur du bâtiment ou dans l'eau chaude que vous utilisez au quotidien. 

Lorsqu’elle est dite « réversible », la pompe à chaleur est aussi capable d’effectuer la manœuvre inverse. Dans ce cas, elle évacue les calories d’une pièce vers l’extérieur pour la rafraîchir à la manière d’un climatiseur.

Mais tout cela ne vous dit pas comment la pompe à chaleur produit de la chaleur à partir de pas grand-chose. C’est parti, je vous explique tout.

Voyons ensemble le fonctionnement de la pompe à chaleur

Dans une PAC, plusieurs éléments forment un circuit dans lequel circule un fluide caloporteur, aussi appelé fluide frigorigène. Ce sont les propriétés physiques de ce liquide qui permettent de « déplacer » les calories de l’extérieur vers l’intérieur du bâtiment. 

Lorsqu’il est comprimé, il se réchauffe. Quand il ne l’est plus, il refroidit et cherche à élever sa température en absorbant les calories à sa portée. 

Exploitant ce principe, le fonctionnement de la pompe à chaleur se déroule selon différentes étapes :

• Tout d’abord, l’évaporateur de la PAC capte les calories présentes dans l’air, l’eau ou le sol. Puis, il les transmet au fluide caloporteur. 

• Le liquide passe ensuite dans le compresseur du circuit, ce qui augmente fortement sa température.

• Il arrive alors au condenseur qui permet de distribuer la chaleur véhiculée par le liquide aux points chauds. En l’occurrence, les splits (bouches d’air) ou l’eau du circuit de chauffage qui alimente des radiateurs ou un plancher chauffant.

• Au cours de la dernière étape, le fluide frigorigène passe dans le détendeur qui abaisse sa température au niveau de départ. Le cycle n’a plus qu’à reprendre au début.

Comme vous le voyez, le fonctionnement général de la pompe à chaleur est très simple, on en a quand même fait des schémas si ça vous intéresse. Selon vos besoins et les particularités de votre installation, vous aurez le choix entre différents modèles. 

D'ailleurs, certains modèles ont une durée de vie supérieurs à d'autre. C'est pour ça qu'il est important de se renseigner sur tous les modèles avant de faire un choix.

Chacun d’entre eux possède des caractéristiques qui lui sont propres. Je vais maintenant vous expliquer les spécificités de chaque type de pompe à chaleur.

Les différents modes de fonctionnement de la pompe à chaleur 

Adaptée à une pose en construction neuve ou pour la rénovation d’un logement, la PAC est compatible avec tout type d’installation. Selon le type de PAC choisi, vous pourrez l'utiliser comme chauffage, système de production d'ECS ou même comme climatiseur.

La pompe à chaleur air/air 

Transformant les calories de l’air en air chaud, la PAC air/air (qui fonctionne avec le principe du thermodynamique) est raccordée à une ou plusieurs bouches d’air. Appelées « splits », celles-ci distribuent la chaleur produite à l’intérieur du logement. On qualifie la PAC de « monosplit » lorsqu’elle est reliée à une seule bouche, ou « multisplit » quand il y en a plusieurs.

Chaque split est équipé d’un ou plusieurs filtres qui permettent d’assainir l’air diffusé dans la pièce. Dans le cas d’une installation monosplit, la température de l’air émis dans l’habitation sera la même dans toutes les pièces. À l’inverse, une PAC multisplit permet de fixer une température de consigne différente pour chaque bouche.

La pompe à chaleur air/air et son mode été est le modèle à choisir si vous souhaitez aussi climatiser votre intérieur efficacement. En revanche, elle n’est pas capable de produire l’eau chaude sanitaire. Il est cependant possible d’obtenir de l’eau chaude grâce aux calories de l’air grâce à la PAC air/eau. Je vous en parle tout de suite.

La pompe à chaleur air/eau

Captant les calories de l’air pour les transmettre à un circuit d’eau, la PAC air/eau est idéale en rénovation. Elle permet, par exemple, de faire fonctionner des radiateurs hydrauliques en remplacement d’une ancienne chaudière au fioul ou au gaz. 

Elle est aussi particulièrement adaptée pour alimenter un plancher chauffant à basse température dans une construction neuve ou rénovée.

La PAC air/eau dispose d’une unité extérieure qui transfère les calories puisées dans l’air à l’unité intérieure grâce à un échangeur à plaques. L’unité intérieure est dotée d’un module hydraulique qui, à son tour, réchauffe l’eau distribuée aux points chauds. 

Ce système ingénieux permet à ce type de pompe à chaleur de fournir également l’eau chaude sanitaire. Comme la PAC air/air, elle peut aussi climatiser votre logement.
Si vous voulez  le confort d'avoir de l'eau chaude sanitaire du matin au soir, vous devriez opter pour un ballon tampon.

Mais, l’air n’est pas le seul média duquel la pompe à chaleur peut tirer des calories.

La pompe à chaleur géothermique 

Au lieu de puiser les calories dans l’air, la pompe à chaleur géothermique les capte dans le sol. Pour ce faire, elle possède des capteurs souterrains. On parle de captage vertical lorsqu’un forage de 80 à 100 mètres est réalisé pour les installer. 

On peut également procéder à un captage horizontal en enterrant des tubes à faible profondeur, mais sur une vaste surface.

La chaleur produite par la PAC est ensuite restituée au logement via un circuit d’eau. Si son installation peut s’avérer compliquée, son rendement énergétique est quant à lui très intéressant. 

Elle peut aussi rafraîchir l’air ambiant en été, mais il ne s’agit pas d’une climatisation réversible à proprement parler.

Moins courante, une variante de la PAC géothermique se sert de l’eau souterraine comme réservoir à calories. Parlons un petit peu d’elle.

La pompe à chaleur eau/eau

La PAC eau/eau possède un fonctionnement identique à celui de la PAC géothermique. La seule différence est qu’elle ne capte pas les calories dans le sol, mais dans les nappes d’eau souterraines. 

Pour cela, elle nécessite la réalisation d’un ou deux forages. Lorsqu’il n’y a qu’un forage, l’eau puisée est évacuée vers un cours d’eau ou en direction du réseau d’eaux de pluie. Quand il y a deux forages, l’un sert à puiser l’eau, l’autre à la rejeter.

Vous savez désormais l’essentiel sur le fonctionnement de la pompe à chaleur. 

Malin et économique, il permet de gagner en confort thermique, tout en faisant des économies au quotidien. Que demander de plus ?

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Plus rares : les pompes à chaleur sans unité extérieure

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Les pompes à chaleur sans unité extérieure fonctionne comme une pompe à chaleur classique.

La seule différence c’est qu’elle joue le rôle des deux unités (intérieure et extérieure) en même temps.

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En fait, c'est une grille est installée entre elle et le mur. Ce qui fait qu'elle est directement reliée à votre extérieur tout en étant à l'intérieur. Pratique non ?

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Pour aller plus loin : Les problèmes liés au fonctionnement

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Votre pompe à chaleur peut avoir des problèmes de fonctionnement. Mais rassurez-vous, il y a toujours des solutions. C'est un appareil fiable.

• Le compresseur a un problème ? L'origine peut être électrique ou liée à un mauvais dimensionnement, ...
• Il y a une fuite d'eau ? Une peut peut être défectueuse ou mal montée.
• Le détenteur est bloqué ? Faites appel à un pro pour vérifier la pression du liquide frigorigène.
• L'échangeur de la PAC est bouchée ? C'est surement à cause de la poussière.
• La pression n'est pas bonne ? Ça peut être dû à l'encrassement des ventilateurs.
• La PAC ne chauffe/réfroidit plus ? C'est surement le thermostat.
• La PAC fait disjonter le tableau électrique ? C'est souvent à cause d'un court cicruit.