Fonctionnement pompes à chaleur

Une pompe à chaleur fonctionne exactement comme un réfrigérateur. Celui-ci se refroidit grâce à un évaporateur qui se trouve dans le compartiment congélateur et dans lequel circule un fluide frigorigène. Les denrées alimentaires dans le réfrigérateur cèdent leur chaleur à l’évaporateur et la chaleur quitte le réfrigérateur via un condenseur situé à l’arrière (= grille métallique noire). La pompe à chaleur extrait la chaleur de l’environnement selon le même principe. Grâce au soleil, une énorme quantité de chaleur est stockée dans la terre, l’eau ou l’air, à tout moment et n’importe où – même en hiver. C’est précisément cette chaleur qui sert à chauffer les habitations.

ABSORPTION DE CHALEUR À PARTIR DE L’ENVIRONNEMENT

Le fluide frigorigène dans l’évaporateur est à basse pression. La température de l’environnement et de l’évaporateur doit être supérieure à celle du fluide frigorigène et de son point d’ébullition. (Le point d’ébullition peut être inférieur à 0 °C à basse pression). La différence de température permet de faire circuler la chaleur environnante vers le fluide frigorigène et de le chauffer rapidement. Le fluide frigorigène passe alors à l’état gazeux.

AVANTAGES

• Très faible consommation
• Ecologique (p. ex. faibles émissions de CO2)
• Permet de chauffer et de refroidir
• Sans entretien
• Durée de vie de plus de 20 ans
• La cheminée est superflue
• Aucun puits de pétrole nécessaire
• Peut être adapté aux processus industriels pour réutiliser la chaleur résiduelle

INCONVÉNIENTS

• Gros investissement
• Radiateurs de plus grandes dimensions ou chauffage par le sol requis
• Le chauffage s’effectue à basse température et nécessite donc plus de temps
• Une pompe à chaleur avec capteur horizontal requiert une grande surface ; une position spécifique est requise dans les autres systèmes

SANS ENTRETIEN

Les pompes à chaleur ne requièrent aucun entretien et ont une durée de vie théorique d’au minimum 17 ans, mais dans la pratique elles durent souvent plus de 20 ans.

TYPES DE SYSTÈMES DE POMPE À CHALEUR

Sources de chaleur
Une pompe à chaleur peut utiliser différentes sources de chaleur. La source de chaleur finale dépend avant tout du type de l’installation, de la puissance et des conditions locales.

Terre
La terre est un très bon accumulateur de chaleur et constitue presque toujours le meilleur choix. La pluie et le soleil lui confèrent une température entre 8 et 12 °C tout au long de l’année.

Réseau de captage horizontal
Ce réseau se compose de tubes en plastique placés à une profondeur d’environ 1,2 m dans le jardin. Dans ces tubes circule le fluide caloporteur, un liquide qui est réchauffé par la terre plus chaude. Le rendement atteint en moyenne 25 W/m². Cette méthode a démontré son efficacité il y a déjà 20 ans et s’est imposée comme une solution particulièrement fiable et bon marché.

Sondes terrestres verticales
Si l’on ne dispose que d’une superficie restreinte, il est possible de prélever la chaleur du sol au moyen de sondes terrestres verticales. Des tubes en plastiques sont placés dans des trous d’une profondeur de 25 à 75 m pour faire circuler le fluide caloporteur et absorber la chaleur. Le rendement moyen (par mètre foré) est de 50 W/m, mais celui-ci dépend de la géologie locale.

Eaux souterraines
Dans cette méthode, les eaux souterraines sont pompées, puis transmises à la pompe à chaleur. Cela peut s’effectuer en direct, mais il est conseillé toutefois d’utiliser un échangeur de chaleur de séparation. L’eau refroidie revient ensuite par un puisard.

Air
L’air est présent partout et en suffisance. A des températures extérieures très basses, la quantité de chaleur que l’on peut extraire de l’air est toutefois assez réduite. C’est pourquoi pendant la saison froide une source de chauffage supplémentaire est parfois nécessaire pour soutenir la pompe à chaleur.