Pompe à chaleur à air

Le captage horizontal

Le captage vertical

Le chauffage au sol, la performance optimale

La pompe à chaleur

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L'air et le sol

L'air, élément gratuit, disponible de façon illimitée et renouvelable, contient de l'énergie par sa chaleur, même à température négative. Cette énergie peut être restituée, grâce à une pompe à chaleur, pour chauffer l'air de la maison ou préchauffer l'eau de chauffage ou sanitaire.

Le sol, dans le cas d'une maison avec un terrain autour, a une température plus stable dans l'année et toujours positive déjà aux environs de 1 m de profondeur. Il peut transférer davantage de calories, mais nécessite des travaux pour enterrer les tuyaux.

Fonctionnement d'une pompe à chaleur

Une pompe à chaleur, ou PAC, est un dispositif thermodynamique qui fonctionne en cycle neutre, c'est-à-dire qu'il restitue autant d'énergie qu'il en reçoit. Ainsi, il transmet de la chaleur au bâtiment alors qu'il en reçoit par le sol ou l'air, ainsi que par l'énergie de la pompe. Le fluide parcourant ce circuit subit continuellement des hausses et baisses de température et de pression, passant de l'état liquide à l'état gazeux, pour recevoir ou émettre de la chaleur.

Pour rappel, quand la pression augmente, la température augmente. Et quand la température dépasse le seuil d'évaporation, un liquide passe en phase vapeur. Le fluide calo-porteur a donc été choisi pour qu'il passe à basse température à l'état gazeux.

Le fluide en question passe donc successivement par 4 étapes :

•  1. L'évaporateur : Le fluide à l'état liquide et basse température se chauffe au contact de l'air ou du sol extérieur. Sa température augmente et il finit par s'évaporer, passer à l'état gazeux.
• 2. Le compresseur : Le fluide, à l'état gazeux, est aspiré et comprimé à une haute pression. Il s'échauffe et sa température atteint les 90°C.
•  3. Le condenseur : Le fluide, à l'état gazeux et à température et pression élevées, rencontre un fluide plus froid, l'eau à chauffer de la maison à 25°C, ce qui le refroidit. Il se condense et perd de sa chaleur, qui est absorbée par l'autre liquide. Les deux finissent ensemble à 45°C.
•  4. Le détendeur : Le fluide, encore à pression élevée, perd sa pression dans le détendeur et refroidit à -20 °C. Il est prêt à recevoir de nouveau la chaleur du sol ou de l'air.

Les différentes sortes de pompes à chaleur

Bien que le fonctionnement des différentes pompes à chaleur soit similaire, de nombreuses versions ont été développées, avec des résultats et des prix divers, mais mieux adaptées à certains besoins.

L'installation d'une pompe à chaleur consiste en une unité extérieure, incluant le compresseur et le détendeur, un réseau de tuyaux extérieurs enterrés si on récupère l'énergie du sol, et un réseau intérieur de chauffage. Un ballon d'eau chaude tampon est également nécessaire. Pour chaque élément, il existe plusieurs solutions.

Air ou Eau ?

Une pompe à chaleur à air peut être simple, avec une aspiration de l'air extérieur, associée avec un puits canadien à air qui préchauffera l'air entrant, ou double flux pour récupérer les calories de l'air sortant. Mais elle ne suffit généralement pas pour chauffer une maison lors de basses températures extérieures.

Une pompe à chaleur géothermique (à eau ou sol) récupère la chaleur du sol. Pour l'échange de chaleur, les tuyaux de captage peuvent être horizontaux, verticaux, ou utiliser la nappe phréatique.

•  Captage horizontal : Les tuyaux de grande longueur et disposés en boucles parallèles sont posés à une profondeur de 60 cm à 1,20 m. Il faut compter une surface du double de celle à chauffer. Une fois recouvert, le terrain pourra accueillir une pelouse, mais pas d'arbres à cause des racines.
•  Captage vertical : Ce système nécessite un forage d'une profondeur de 80 m généralement, ce qui est plus coûteux mais plus efficace et ne nécessite pas la même surface de terrain.
•  Captage vertical par nappe phréatique : Le rendement obtenu dépasse tous les autres, à condition que l'énergie utilisée pour pomper l'eau ne soit pas trop importante.

Pour quel chauffage ?

Du côté de la maison, plusieurs possibilités s'offrent à vous pour chauffer la maison :

•  Les radiateurs : Utiliser de préférence des radiateurs basse température où l'eau circule à 45 - 55 °C plutôt que les anciens où l'eau est de l'ordre de 70 - 90 °C. Dans le cas de la rénovation, il est possible d'adapter ces derniers.
•  Le chauffage au sol :  C'est le chauffage qui aura une performance optimale avec la PAC car il ne nécessite pas de température très élevée.
•  Les ventilo-convecteurs : Ces blocs de ventilation permettent d'envoyer de l'air chaud dans la pièce. Si la PAC est réversible, c'est à dire qu'elle peut aussi produire de la fraîcheur en été, les ventilo-convecteurs sont capable de faire également office de climatiseurs, ce qui n'est pas le cas du chauffage au sol ou des radiateurs.

Comment choisir ?

Parmi les différents modèles de pompe à chaleur, un élément de comparaison est le COP.

Le COP, ou coefficient de performance, est le nombre de KWh produit pour 1 KWh consommé. Cette valeur, qui dépend de la température de la source et de la destination, a été normalisée à une température de l'air extérieur de 7°C et une eau de chauffage à 35°C. Cette valeur se situe actuellement entre 3 et 5.

Si vous avez pris en compte tous ces éléments et défini le type de pompe à chaleur qui est adapté à votre besoin, venez nous soumettre votre projet et nous définirons ensemble le matériel qui vous convient.