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Qu'est-ce qu'une pompe à chaleur et comment fonctionne-elle ?

Une pompe à chaleur puise la chaleur dans le milieu ambiant (air, sol, eau) et la restitue pour la distribuer dans votre habitation à l'aide d'une source de chaleur (air ou eau) grâce à un échangeur de chaleur ou un système d'émission de chaleur (chauffage de sol ou mural, radiateurs, ventilo-convecteurs). De cette manière vous vous chauffez en consommant jusqu’à 40% d'énergie en moins par rapport à un chauffage classique au gaz naturel ou au mazout. De plus, vous pouvez également chauffer votre eau sanitaire à l'aide d'une pompe à chaleur. Et ceci est même recommandé si vous voulez optimiser le rendement de votre installation.

Comment fonctionne une pompe à chaleur ?

La transmission de chaleur entre la source froide et la source chaude se fait à l'aide d'un liquide frigorigène dans un circuit fermé. La particularité de ce liquide est qu'il atteint son point d'ébullition et s'évapore déjà à de faibles températures. 

La plupart des pompes à chaleur utilisent la technique de compression. Un compresseur comprime la vapeur du liquide frigorigène pour atteindre une température supérieure à la source chaude. Au moyen d'un condenseur, le liquide frigorigène restitue ensuite sa chaleur au chauffage dans la maison (l'air du système de chauffage par pulsion d'air ou l'eau du circuit de chauffage). Le circuit de la pompe à chaleur comporte un détendeur. Celui-ci réduit la pression au point que le fluide frigorigène redevient liquide et le processus recommence.

Trois types

Il existe trois types de pompes à chaleur différents :

  1. Les pompes à chaleur air/air : ces pompes à chaleur aérothermiques puisent leur chaleur dans l'air extérieur et la transmettent directement à l'air intérieur de la maison.
  2. Les pompes à chaleur air/eau : puisent également la chaleur dans l'air extérieur, mais la transmettent au circuit d'eau chaude du chauffage de sol ou mural, aux radiateurs ou aux ventilo-convecteurs.
  3. Les pompes à chaleur sol/eau et eau/eau : ces pompes à chaleur géothermiques puisent la chaleur dans le sol, l'eau souterraine ou de surface et transmettent cette chaleur au circuit de chauffage.

Comparée à un système de chauffage classique au gaz naturel ou au mazout, une pompe à chaleur consomme jusqu'à 40 % d'énergie en moins.

Photo Daikin Airconditioning Belgium
  

Les variations de température sur l'ensemble de l'année ont un impact sur les performances de la pompe à chaleur.

Photo STIEBEL ELTRON
  

Installation et entretien

Le placement de l'installation technique ne prend pas plus de temps que l'installation d'une chaudière au gaz ou au mazout classiqueTenez compte de l'aménagement du réseau de captation horizontal ou vertical si vous choisissez une pompe à chaleur géothermique : s'il s'agit d'un réseau de captation vertical, le forage de puits est nécessaire et l'aménagement d'un réseau de captation horizontal demande plus de temps.

N'oubliez pas de faire contrôler chaque année le circuit frigorifique de l'installation de la pompe à chaleur par un technicien frigoriste agréé. Si vous avez une pompe à chaleur air/air ou air/eau, nettoyez régulièrement l'unité extérieure et enlevez régulièrement la poussière et les feuilles.

Conseil : voici les points d'attention lors de l'installation et l'entretien.

Pourquoi une pompe à chaleur consomme-telle si peu d'énergie ?

La consommation d'énergie est faible parce que seul le fonctionnement du compresseur nécessite de l'électricité. L'énergie nécessaire provient de la chaleur présente dans l'environnement. Comparée à un système de chauffage classique au gaz naturel ou au mazout, une pompe à chaleur consomme jusqu'à 40 % d'énergie en moins.

Le rendement théorique d'une pompe à chaleur est exprimé en COP (coefficient de performance). Il s'agit du rapport entre la quantité de chaleur émise et la quantité d'énergie consommée. Plus le COP est élevé, plus la pompe à chaleur est efficace. Un COP de minimum 4 est idéal. Cela signifie que la pompe à chaleur produit 4 kWh de chaleur pour 1kWh d'électricité.

Les variations de température sur l'ensemble de l'année ont un impact sur les performances de la pompe à chaleur. C'est la raison pour laquelle il ne suffit pas de considérer uniquement le COP, mais il faut également tenir compte du facteur de performance saisonnier ou FPS (SPF en anglais) pour évaluer les performances sur une année complète. Le SPF ou Seasonal Performance Factor, défini par des normes européennes, s'avère pratique pour comparer différentes pompes à chaleur.

Les performances réelles de la pompe à chaleur sont dans la pratique inférieures à celles annoncées par les fabricants, en fonction des déperditions de chaleur, du type de pompe à chaleur et de la qualité de l'installation.

La puissance de la pompe à chaleur doit être adaptée aux besoins de chaleur de votre habitation.

Photo ATLANTIC BELGIUM
  

Pour profiter tout au long de l'année d'un climat intérieur confortable sans surdimensionner la pompe à chaleur, un chauffage d'appoint est parfois nécessaire.

Photo Mitsubishi Electric Europe
  

Puis-je aussi chauffer l'eau avec une pompe à chaleur ?

C'est possible et même recommandé si vous voulez obtenir le meilleur rendement de votre pompe à chaleur. A cet effet, un réservoir tampon va être raccordé à la pompe à chaleur. Lorsque l'habitation est à température, la pompe à chaleur peut continuer à tourner pour servir à chauffer (une partie de) l'eau.

Il faut dans ce cas en tenir compte lors du calcul de la puissance de votre pompe à chaleur. Il existe aussi des pompes à chaleur qui servent exclusivement à chauffer l'eau chaude sanitaire. Dans ce cas, on parle de boiler thermodynamique utilisant la technologie de la pompe à chaleur. Celui-ci se compose d'un réservoir de stockage avec une pompe à chaleur air/eau intégrée.

Une pompe à chaleur couvre-t-elle l'ensemble de mes besoins de chaleur ?

La puissance de la pompe à chaleur doit être adaptée aux besoins de chaleur de votre habitation. Ce n'est pas évident, car le rendement est le plus élevé (surtout s'il s'agit de pompes à chaleur air/air et air/eau) au moment où la demande est la plus basse et vice versa.

  • Votre pompe à chaleur ne peut pour autant pas être 'surdimensionnée'. Car, à la mi-saison, ses temps de fonctionnement seraient réduits et par conséquent, son usure plus rapide.
  • Mais une pompe à chaleur 'sous-dimensionnée' n'est pas non plus une bonne chose, parce que vous devriez proportionnellement solliciter trop le chauffage d'appoint.
  • Pour profiter tout au long de l'année d'un climat intérieur confortable sans surdimensionner la pompe à chaleur, un chauffage d'appoint est parfois nécessaire.

La pompe à chaleur peut fonctionner de différentes manières :

  1. Système monovalent : ici la pompe à chaleur couvre l'ensemble des besoins de chaleur.
  2. Système mono-énergétique : ici la pompe à chaleur couvre la plus grande partie des besoins de chaleur. Mais lorsque la température extérieure passe sous une valeur déterminée, un système de chauffage d'appoint électrique s'enclenche.
  3. Système hybride : dans ce cas, la pompe à chaleur fonctionne avec une chaudière de chauffage central. Il y a deux possibilités : soit la pompe à chaleur profite de l'appoint de la chaudière en dessous d'une certaine température, soit la pompe à chaleur s'éteint et la chaudière prend le relais

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