Fonctionnement d'une pompe à chaleur

Article publié le Mardi 7 juillet 2015 par Christophe
dans la catégorie Univers du chauffage

Bonjour à tous,

Je vous ai parlé dans ce site de la pose d'une pompe à chaleur air air à faire soi-même, mais aussi de la géothermie.

Suite à ces pages et aux commentaires que j'ai pu avoir, je me suis dit qu'il était peut être opportun de vous parler du fonctionnement d'une pompe à chaleur.

On va essayer de détailler tout ça de la façon la plus simple possible.

Une pompe à chaleur, ça ressemble à quoi ?

pompe à chaleur air air atlantic

Alors là pour le coup, je pense que vous en avez tous vu au moins une dans votre vie.

Si vous faites bien attention, je suis sûr que vous avez tous vu une chose de ce genre sur le mur d'une maison ou d'un magasin :

Voilà ce qu'on appelle une pompe à chaleur (aussi appelé PAC).

Alors je pense qu'il y a un abus de langage parce qu'on a tendance à appeler ce gros ventilateur une pompe à chaleur mais je me demande si ce n'est pas l'ensemble qui constitue la pompe et non seulement l'unité extérieure.

Comment fonctionne la pompe à chaleur ?

Alors ce gros ventilateur n'est ni plus ni moins qu'un réfrigirateur fonctionnant à l'envers.

Quoi que en disant ça c'est un peu faux, dans la mesure où les pompes à chaleur que l'on dit réversibles permettent à la fois de faire du chaud en hiver comme du froid en été.

Comme un frigo, la pompe à chaleur contient un fluide frigorigène ou réfrigérant.

Ce fluide a une propriété, c'est qu'il change d'état à très basse température. Ainsi, il passe de l'état liquide à l'état d'ébullition à -5°C.

Ce fluide va donc récupérer les calories à l'extérieur du logement, alors soit dans l'air extérieur dans le cas de l'aérothermie, ou dans la terre dans le cas de la géothermie.

La température extérieure étant suffisante pour faire entrer en ébullition le fluide, il va dégager de la vapeur (comme quand on fait bouillir de l'eau pour faire cuire les pates).

Cette vapeur va être aspirée, compressée et chauffée par le compresseur de la PAC.

Le compresseur envoie donc cette vapeur chauffée à haute pression vers le condenseur.

C'est le condenseur qui va à son tour restituer ses calories à l'air ou l'eau qui passe et qui va donc chauffer l'intérieur du logement.

A noter que lorsque la température extérieure est trop froide, la pompe à chaleur peut s'inverser pour se dégivrer.

La PAC s'inverse pour se réchauffer et dégivrer l'eau qui s'écoule de la pompe à chaleur.

Voilà le principe.

On peut se dire, mais ce n'est pas si rentable que ça dans la mesure où il faut de l'electricité pour faire tourner une pompe à chaleur.

Alors comment peut-on dire que la mise en place d'une pompe à chaleur va impliquer une baisse de la facture d'électricité ?

Et bien c'est simple. Tout simplement parce qu'une pompe à chaleur restitue plus qu'elle ne consomme !

On appelle ça le cop !

C'est quoi le COP d'une pompe à chaleur ?

schéma pompe à chaleur géothermique

Le cop est le coefficient de performance de la pompe à chaleur.

On va calculer la performance de la pompe à chaleur en faisant le rapport entre l'energie dépensée (le nombre de kilowatts du compteur électrique) et l'energie restituée.

L'energie restituée est comme vos radiateurs électriques qui peuvent être de 1000, 1500 ou 2000 watts par exemple.

Ainsi une pompe à chaleur qui a un COP de 3, restituera 3 fois l'energie qu'elle consommera.

En comparaison, un radiateur de 1000 watts consomme 1000 watts d'electricité à plein régime.

Une pompe à chaleur de COP 3 aura besoin de 3 fois moins pour chauffer la même chose, soit 333.33 watts.

Voilà, c'est aussi simple que ça.

Il faut savoir que le COP va dépendre de la température des calories extérieures récupérées.

Ainsi le COP sera meilleur à une température de 10 °C qu'à 0°C par exemple.

Il est ainsi primordiale de bien dimensionner sa pompe à chaleur en fonction de la surface à chauffer.

Comment dimensionner ma pompe à chaleur ?

On l'a vu, ce qui va être important, c'est l'énergie restituée dans la maison qui est intéressante à quantifier.

Pour bien dimensionner sa pompe à chaleur, elle doit être assez puissante pour bien chauffer le logement, mais pas trop pour ne pas dépenser de l'electricité inutilement.

En effet, si votre pompe à chaleur est trop puissante, c'est un peu comme si vous aviez une ferrari pour aller bosser tous les matins dans le centre ville de Paris !

Une pompe à chaleur surdimensionnée va atteindre rapidement la température désirée, c'est bien certe, mais pour maintenir cette température, la PAC va sans cesse s'arrêter et redémarrer.

Ces arrêt/démarrages trop fréquents risquent d'entraîner une usure précoce du compresseur.

Une pompe à chaleur est faite pour tourner plus de 10 minutes quand elle s'enclenche.

Vous l'aurez compris, dans le cas inverse, une pompe à chaleur pas assez puissante ne remplira pas son rôle de chauffage lors des températures extérieures trop basses.

Vous serez alors obligé de mettre en route votre ancien chauffage (souvent electrique) et tout le gain de votre pompe à chaleur sur votre facture électrique fondera comme neige au soleil, c'est le cas de le dire !

Alors comment faire pour bien dimensionner correctement sa pompe à chaleur.

Franchement, pour cette étape, il vaut mieux faire appel à un professionnel. C'est vraiment une étape essentielle de la mise en place de votre PAC.

Je peux juste vous donner mon exemple :

Ainsi, pour une maison de 80 m² avec 7 radiateurs (maison de la fin des années 70 moyennement isolée en région nantaise) :

  • 1 radiateur de 1500W
  • 2 radiateurs de 1250W
  • 3 radiateurs de 1000W
  • 1 radaiteur de 750W

représentant un total de 7750 W a besoin d'une pompe à chaleur d'une puissance de 8500W.

Pour le moment, 4 hivers, elle a parfaitement remplie son rôle et je n'ai pour le moment pas eu à enclencher l'ancien chauffage.

Même lors de certaines nuits à - 10°C, la PAC a parfaitement tenu le choc et a assuré une température de 19°C à l'intérieur.

Donc encore une fois, pour le dimensionnement, faites appel à un pro, c'est plus sécurisant et ça peut éviter de réelles déconvenues à mon avis.

Voilà ce que je pouvais vous dire sur le fonctionnement d'une pompe à chaleur.

N'hésitez pas à poser vos questions dans les commentaires !

Merci beaucoup pour votre visite !

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