La pompe à chaleur
Ce système utilise l'énergie gratuite et renouvelable de l'environnement pour
alimenter différents émetteurs de chauffage.
La pompe à chaleur (PAC) va puiser des calories dans l'air extérieur (aérothermie),
dans le sol (géothermie) ou dans l'eau (nappe, puits) et les transfère à l'intérieur.
La chaleur puisée peut alimenter divers émetteurs à l'intérieur du logement :
- pour du chauffage seul : radiateurs à eau, plancher chauffant,
- pour le chauffage et le rafraîchissement : ventilo-convecteurs, plancher chauffant-rafraîchissant,
- pour le chauffage et la climatisation : systèmes à diffusion d'air monobloc /
split systèmes / multi-split.
En moyenne, pour couvrir 100 % des besoins de chauffage du logement, la PAC consomme
environ 30 % d'énergie électrique, les 70 % restants étant puisés dans l'environnement
(énergies renouvelables).
=
Des performances affichées
Le COP, coefficient de performance d'une PAC, traduit le rapport entre la quantité
de chaleur produite et l'énergie électrique consommée par le compresseur. Ainsi,
dans le cas d'un COP de 3 : pour 1 kWh consommé, la PAC produit l'équivalent de
3 kWh de chauffage.
La pompe à chaleur fonctionne sur un principe thermodynamique semblable à celui
d'un réfrigérateur. Tout repose sur le changement d'état d'un fluide frigorigène
utilisé en circuit fermé :
- son évaporation entraîne une production de froid par absorption de la chaleur,
- sa condensation entraîne le dégagement de la chaleur.
1. Evaporation : au contact des calories puisées dans l'environnement,
le fluide frigorigène, grâce à son faible point d'ébullition, d'état liquide se
transforme en vapeur.
2. Compression : cette vapeur est portée à haute pression.
3. Condensation : la vapeur va transmettre sa chaleur au circuit
de chauffage. Le fluide frigorigène, toujours comprimé, redevient liquide.
4. Détente : la pression du fluide frigorigène est réduite. Le
fluide est prêt à une nouvelle absorption des calories de l'environnement.
5. Réversibilité : le cycle peut être inversé dans le cas d'une
pompe à chaleur réversible ; celle-ci peut donc également rafraîchir un logement
en été, en absorbant les calories de la pièce et en les évacuant à l'extérieur.
Les différentes techniques
Une variété de solutions existe en fonction du type de captage des calories.
AIR
Les calories sont captées sur l'air extérieur. Il existe
deux types de PAC :
• PAC air/air
Air chaud restitué dans l'air ambiant du logement par
cassettes/grilles, split-système, multi-split :
• PAC air/eau
Chaleur restituée dans le circuit d'eau chaude de l'installation de chauffage par
radiateurs à eau, plancher chauffant ou plancher chauffant-rafraîchissant, ventilo-convecteurs
(pour une PAC réversible).
Avantages (voir aussi le choix et les avantages
financiers ) :
- gain de place au niveau du captage des calories
- systèmes les moins coûteux
Contraintes :
- impact important de la température extérieure sur la performance de la pompe à
chaleur
- veillez à une bonne isolation acoustique de l'unité extérieure
EAU
Les calories sont captées dans une nappe phréatique,
une réserve d'eau... Il existe un seul type de PAC :
• PAC eau/eau
La chaleur ou la fraîcheur est restituée par plancher
chauffant ou plancher chauffant-rafraîchissant :
Avantages (voir aussi le choix et les avantages
financiers ) :
Le captage sur nappe phréatique offre une performance énergétique importante (température
constante et élevée toute l'année entre 8 et 12°C).
Contraintes :
Il est plus coûteux (forage + rejet de l'eau sur laquelle on a puisé les calories,
dans un plan d'eau, ou double forage pour réinjecter l'eau puisée dans la nappe).
Cette solution peut également être assujettie à une taxe sur décision de la mairie.
Attention : l'exploitation des eaux est soumise à une réglementation spécifique
( DRIRE ).
SOL
Les calories sont captées dans le sol à l'aide de deux
types de capteurs :
• capteur horizontal
© document Avenir Energie
CAPTAGE HORIZONTAL
Avantages :
- systèmes moins coûteux que les capteurs verticaux
Contraintes :
- nécessité d'une surface de terrain importante pour le capteur : 1,5 à 2 fois la
surface habitable
- interdiction de planter des arbres dans le terrain occupé par le réseau de capteur
(se trouver à plus de 2 m des arbres)
- sol meuble préférable à un sol rocheux
• capteur vertical
© document Avenir Energie
CAPTAGE VERTICAL
Avantages :
- systèmes plus performants que les capteurs horizontaux
- apport de 10 W par mètre linéique
Contraintes :
- coût du forage,
- réglementation sur la protection des sous-sols
Les trois types de pompe à chaleur
- PAC sol/eau : uniquement avec capteur enterré
horizontal, restitution de la chaleur ou de la fraîcheur par plancher chauffant
ou plancher chauffant-rafraîchissant. Le fluide frigorigène circule dans le réseau
de capteur et de l'eau circule dans les émetteurs de chauffage.
- PAC sol/sol (système à détente directe) : uniquement
avec capteur enterré horizontal, restitution de la chaleur ou de la fraîcheur par
plancher chauffant. Le fluide frigorigène circule directement dans le réseau de
capteur et dans le plancher.
- PAC eau glycolée/eau : avec capteur horizontal
ou vertical, restitution de la chaleur ou de la fraîcheur par plancher chauffant
ou plancher chauffant-rafraîchissant. De l'eau additionnée d'antigel circule dans
les capteurs et de l'eau circule dans les émetteurs de chauffage. Le fluide frigorigène
reste confiné dans la PAC.
Une grande diversité de systèmes
Pour le choix de la PAC, préférez des systèmes certifiés
Eurovent. Dans le cadre de la conformité aux prescriptions des labels Promotelec,
un choix de pompes à chaleur est proposé dans la liste téléchargeable des générateurs thermodynamiques.
Une installation par un professionnel
L'installation d'une pompe à chaleur est l'affaire d'un
professionnel qualifié. Et pour que le système garde toutes ses qualités, prévoyez
un contrat de maintenance.
Des avantages financiers
Pour les dépenses d'acquisition des pompes à chaleur
géothermiques (PAC eau/eau, PAC sol/eau, PAC sol/sol, PAC eau glycolée/eau), les
pompes à chaleur air/eau et les pompes à chaleur air/air de type multisplit ou gainable
(aérothermiques), dans la mesure où le coefficient de performance est supérieur
ou égal à 3, pour une résidence principale neuve, ancienne ou à construire et sur
présentation d'une facture du professionnel ayant réalisé les travaux :
• crédit d'impôt de 40 %
(
loi de finances 2005 , arrêté du 9 février 2005 et
arrêté du 12 décembre 2005 ) pour des dépenses d'équipement payées
entre le 1er janvier 2005 et le 31 décembre 2005 ;
• crédit d'impôt de 50 %
( loi de finance 2006 ) pour des dépenses d'équipement
étant payées entre le 1er janvier 2006 et le 31 décembre 2009.