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Principe général de la pompe à chaleur

 

Les quatre composants principaux de la pompe à chaleur sont le compresseur, le condenseur, le détendeur et l’évaporateur.

Le fluide caloporteur circule en circuit fermé et change constamment d’état.

À l’état liquide, il soustrait de la chaleur à l’environnement et se vaporise.
À l’état gazeux, il est aspiré par le compresseur (électrique) et comprimé pour le porter à la température utile.
Il passe ensuite dans le condenseur, où il redevient liquide. À cette occasion, il restitue de la chaleur, par exemple à l’eau de chauffage.

 

Le rendement d’une pompe à chaleur s’exprime au moyen du coefficient de performance instantané ou annuel. Déterminé sur banc d’essai, le coefficient de performance instantané est le rapport de la puissance de chaleur produite sur la puissance électrique consommée.

Le coefficient de performance annuel est le rapport de la chaleur produite en une année sur l’énergie électrique consommée par la pompe à chaleur, ce qui tient compte de la variabilité des conditions d’exploitation.

Les différents types de capteurs

La pompe à chaleur géothermique prélève la chaleur du sol à l’aide de tubes enfouis horizontalement ou verticalement dans le sol et dans lesquels circule de l’eau additionnée d’antigel ou bien un fluide frigorigène, selon le type de pompe à chaleur.

Les PAC géothermiques les plus répandues sont celles à capteurs horizontaux, du fait de leur coût plus réduit et de leur plus grande simplicité. Les PAC géothermiques à capteurs verticaux sont souvent réservés au chauffage d’habitation ne disposant pas d’un jardin suffisamment grand.

La PAC géothermique est performante quelle que soit la température extérieure, car elle puise la chaleur dans le sol, à une profondeur où la température est à peu près constante toute l’année. Davantage que géothermie, il faudrait parler de géothermie de surface. A ces niveaux de profondeur, la chaleur du sol provient essentiellement du rayonnement du soleil et des eaux de pluie.

 

Sélectionnez le type de capteur (sur la gauche)

Les PAC aérothermiques puisent la chaleur dans l’air ambiant, à l’intérieur d'un vide ventilé ou à l’extérieur du logement. Elles sont simples à installer et ne nécessitent ni terrassement ni autorisation administrative. Leurs performances dépendent toutefois beaucoup de la température extérieure.

Certaines pompes à chaleur aérothermiques sont bruyantes et peuvent être incommodantes pour les habitants de la maison ou pour les voisins. Il sera très important de choisir un modèle silencieux.

 

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Les différents types d'émetteurs

La pompe à chaleur doit être associée à un émetteur de chaleur. Chaque type d'émetteurs présente des avantages et des inconvénients. En fonction du type d'utilisation (rénovation, nouvelle construction ...) il y aura lieu de choisir celui qui conviendra le mieux pour un local donné.

Planchers chauffants, radiateurs basse température et ventilo-convecteurs sont les trois types d'émetteurs classiques.

Dans le cas des PAC traitant directement l'air ambiant intérieur, les consoles peuvent être murales, posées sur le sol, incorporées dans un plafond ou intégrées dans les gaines de ventilation.

Plancher chauffant

Le plancher chauffant basse température se compose de tubes noyés dans une dalle de béton, dans lesquels circule un fluide frigorigène ou de l’eau, selon qu’il s’agit d’une pompe à chaleur à détente directe ou bien à fluides intermédiaires ou mixte. La chaleur diffusée, au maximum de 28 degrés celsius, est douce et régulière, ce qui procure une sensation de confort.

Radiateurs basse température

Les radiateurs basse température sont des radiateurs fonctionnant avec une eau à une température de 45 à 50 degrés, et non avec un fluide frigorigène ce qui exclut la possibilité des associer à une pompe à chaleur à détente directe. Ils procurent une sensation de confort. En cas de rénovation, il est en général possible de conserver ses radiateurs, même si ceux-ci ne sont pas des radiateurs basse température.

Ventilo-convecteurs

Les ventilo-convecteurs sont des émetteurs de chaleur qui soufflent de l’air réchauffé après être passé sur une batterie d’échange dans laquelle circule le fluide frigorigène. Ils ne peuvent donc être associés qu’à des pompes à chaleur à détente directe. Il peut y avoir plusieurs ventilo-convecteurs, en général dans chaque pièce à chauffer, ou bien une unité centrale reliée à un réseau de gaines de distribution d’air chaud.