Comment fonctionne une pompe à chaleur ?

La pompe à chaleur est un système qui est basé sur l’utilisation de calories contenues dans l’air, de la terre ou encore de l’eau pour reproduire la chaleur captée dans votre habitat. Ce dispositif d’absorption-restitution de la chaleur vous procure une énergie éco-responsable. Voyons de quoi est composée la pompe à chaleur pour mieux comprendre son fonctionnement.

Les circuits de captage

Circuit de captage aérothermique

Le captage des calories contenues dans l'air se fait par un échangeur extérieur dans lequel passe un flux d’air actionné par une ventilation, ce qui crée un échange thermique.

Circuit de captage géothermique

Le fonctionnement des pompes à chaleur géothermiques s’appuie sur des circuits sources qui vont capter l’énergie du sol (calories). On distingue deux types de capteurs géothermiques.

Capteurs horizontaux

Ce circuit de captage est enfoui dans le sol à plus ou moins 50 – 130 cm de profondeur. Sa taille dépendra de la surface à chauffer, on parle alors d’un rapport de 2 :1 (ex : pour chauffer 100m2 , les capteurs doivent occuper une surface au sol d’environ 200m2)

Capteurs verticaux

Ce type des pompes à chaleur géothermique a un circuit de captage appelé sonde géothermique. Il est composé de tuyaux plastiques en U ou double U enfouis verticalement dans le sol, à des profondeurs de 30 à 90m. Cette verticalité permet de réduire la surface au sol utilisée mais aussi d’améliorer la stabilité des échanges thermiques.

Les 4 éléments principaux d'une pompe à chaleur

1. Le compresseur 
Il comprime le gaz et élève sa température en même temps que sa pression. Nous aurons donc à la sortie du compresseur un gaz chaud haute pression. C'est le principe de la pompe à vélo.

Deux échangeurs de température

2. L'évaporateur
Pour capter l'énergie de l'extérieur.

3. Le condenseur
Echangeur chaud qui va restituer l'énergie à l'intérieur de la maison.

4. Le détendeur
Dispositif mécanique qui va faire chuter la pression du fluide frigorigène et ainsi abaisser significativement sa température. Principe de la bombe aérosol.

Le circuit de chauffage pour restituer la chaleur

Pour restituer la chaleur dans l’habitat, les pompes à chaleur sont reliées aux circuits de chauffage. On distingue généralement 3 types d’émetteurs :

Le plancher chauffant

Il s’agit d’un circuit basse température, composé de tuyaux plastiques posés en serpentins sous la dalle ou la chape béton, dans lequel va circuler l’eau de chauffage, comme pour un circuit de radiateurs. Il couvre en général toute la surface au sol, et permet d’apporter une chaleur douce et homogène dans l’habitat.

Les ventilo-convecteurs

Le ventilo convecteur s’apparente à un radiateur en nid d’abeille avec une ventilation pour pulser la chaleur. Cette unité terminale est charger de pulser à la bonne température entre 35 et 45°C, et peut aussi servir à la climatisation de la pièce.

Les radiateurs

a) Haute température

L’émetteur le plus répandu en France. Il est conçu en acier, fonte ou aluminium et produit une température interne supérieur à 55°C.

b) Basse température

Ce radiateur est dit « basse température » car l’eau y circule à une température de 35 à 45°C en moyenne contre les 60°C habituels. L’eau étant moins chauffée, la consommation d’énergie est réduite et vous profitez d’une chaleur douce tout en faisant des économies.

Installation et entretien

L'installation d'une pompe à chaleur doit être effectuée par un professionnel qui connait -de préférence- la marque de votre équipement. Passer par un installateur est une condition pour être éligible au crédit d'impôt. Cela vous permet également de négocier un contrat de maintenance pour l'entretien de votre PAC. Le contrôle de votre équipement doit avoir lieu au minimum tous les 5 ans.

Pour aller plus loin :