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Pompe à chaleur : comment fonctionne-t-elle ?

Et si la pompe à chaleur était votre prochaine solution de chauffage ? Aussi économique qu'écologique, elle détient de nombreux atouts pour vous convaincre ! Pour commencer, découvrez son mode de fonctionnement : il diffère légèrement selon le type de PAC... 
Temps de lecture : 6 min
Rédigé par : S.

Le principe de fonctionnement d’une PAC

Les pompes à chaleur font partie d’une grande famille. Si chacune a ses spécificités, elles reposent toutes sur le même principe de fonctionnement. Voici quelques explications…

Qu’est-ce qu’une PAC ?

C’est un système de chauffage thermodynamique dont le principe majeur est la transformation de l’énergie. Une PAC récupère les calories présentes dans l’environnement (l’air, le sol ou l’eau) pour les restituer sous forme de chaleur à un circuit de chauffage et/ou d’eau chaude sanitaire.

Qu’est-ce que le cycle thermodynamique ?

C’est la suite des transformations physiques qui interviennent sur le fluide frigorigène, véritable vecteur de chaleur entre l’unité extérieure (source froide) et l’unité intérieure (source chaude).
Ce fluide circule en circuit fermé entre les composants de la pompe à chaleur et change d’état (liquide, gaz) au fur et à mesure de son cheminement pour revenir, en fin de cycle, à son état initial. Un nouveau cycle peut alors débuter !

Un circuit avec 4 composants

Les éléments principaux du cycle thermodynamique sont au nombre de quatre. Le détail sur leur impact sur le fluide frigorigène et la production de chaleur de votre PAC… Sachez que les cycles s’enchaînent jusqu’à ce que la chaleur souhaitée dans votre intérieur soit atteinte.

  • L’évaporateur capte la chaleur de l’environnement pour la transmettre au fluide frigorigène qui passe alors de l’état liquide à l’état gazeux.
  • Le compresseur augmente la pression du fluide devenu gaz pour élever sa température.
  • Le condenseur achemine la chaleur obtenue au circuit de chauffage et/ou d’eau chaude ce qui fait revenir le gaz à l’état liquide.
  • Le détenteur réduit la pression et refroidit le fluide frigorigène pour le préparer à un nouveau cycle.

PAC réversible : késako ?

Lorsque la PAC est réversible, le principe de fonctionnement thermodynamique s’inverse. Alors qu’en hiver, elle récupère la chaleur extérieure pour la diffuser dans votre intérieur ; en été, elle absorbe la chaleur présente dans votre maison pour la rejeter à l’extérieur.

Si vous souhaitez améliorer votre confort d’été, il vous faudra bien choisir votre PAC et lui associer les bons émetteurs de chaleur. Notez que seule la PAC air-air peut faire office de climatiseur, avec une régulation de température au degré près. Les autres modèles rafraîchissent votre intérieur de quelques degrés via le plancher chauffant.

 

Les différents systèmes de pompe à chaleur

Toutes les pompes à chaleur n’utilisent pas la même source d’énergie environnementale. Chaque type de pompe à chaleur a donc un fonctionnement légèrement différent. Décryptage…

Pompe à chaleur

Les pompes à chaleur aérothermiques

Pompe à chaleur géothermique

Les pompes à chaleur géothermiques

Pompe à chaleur hydrothermique

La pompes à chaleur à hydrothermie

Elles utilisent l’air comme source d’énergie. Les pompes à chaleur aérothermiques se divisent en deux groupes : les PAC air-air et les PAC air-eau, avec des variantes dans leur fonctionnement.

La PAC air-air

La PAC air-air capte les calories présentes dans l’air extérieur pour les transférer à l’air intérieur via un système de ventilation. Son efficacité dépend de la qualité de la ventilation utilisée, mais aussi de la météo. La baisse des températures extérieures entraîne une baisse de rendement, d’où la nécessité de disposer d’un chauffage d’appoint si vous habitez une région au climat rigoureux. Facile à installer et moins chère que les autres, la PAC air-air est plus adaptée aux climats doux. D’autant plus qu’elle offre une vraie solution de climatisation en prime !

La PAC air-eau

Le transfert de chaleur est ici indirect… Il se fait par l’intermédiaire du circuit d’eau. Pour l’installer, vous devez disposer d’un système de chauffage hydraulique (plancher chauffant, radiateurs basse température) et d’un ballon de stockage pour la production d’eau chaude sanitaire. Météosensible comme sa consœur, mais plus difficile à installer et plus coûteux, cette pompe à chaleur vous offre un système de chauffage réversible avec un excellent confort thermique.

La PAC sol-sol (captage horizontal)

Les calories captées dans le sol sont envoyées directement au système de chauffage grâce au liquide frigorigène, le fameux vecteur de chaleur. Facile à installer, la PAC sol-sol requiert toutefois un plancher chauffant spécial pour faire circuler le gaz fluoré.

La PAC sol-eau (captage horizontal)

Dans ce modèle, les calories présentes dans le sol sont aussi captées mais envoyées vers la pompe à chaleur. Résultat, le fluide frigorigène circule dans les capteurs de chaleur mais pas dans les émetteurs de chauffage.

La PAC eau glycolée-eau (captage horizontal ou vertical)

Comme toutes les autres PAC, cette pompe à chaleur retire son énergie du sol mais assure le transport de la chaleur jusqu’au circuit de chauffage par de l’eau glycolée (non polluante). L’utilisation du liquide frigorigène se limite alors à l’essentiel : l’échange de chaleur !

À la fois considérée comme hydrothermique et géothermique, cette pompe à chaleur puise sa chaleur dans une nappe phréatique. Tout comme la précédente, elle assure le transport de la chaleur via l’eau glycolée et limite l’usage du gaz fluoré, néfaste pour le climat lorsqu’il s’échappe de la PAC.

 

Pourquoi l’installer ? Les avantages d’une PAC…

La pompe à chaleur est un système de chauffage qui vous offre de nombreux avantages. En voici les principaux…

Une énergie renouvelable

Avec comme principale source d’énergie l’air, le sol ou l’eau, la pompe à chaleur vous inscrit dans une démarche éco-responsable. Elle ne requiert qu’un minimum d’électricité pour fonctionner et vous évite de consommer des énergies d’origine fossile à effet de serre.

Un rendement énergétique élevé

Les pompes à chaleur se distinguent des autres systèmes de chauffage par leur excellent rendement. Vous en aurez un bon aperçu grâce au coefficient de performance (COP). Cet indicateur vous permettra de comparer différents modèles de PAC, sachant qu’une pompe à chaleur performante détient un COP supérieur ou égal à 4. C’est à dire qu’elle doit produire au minimum 4 kWh de chaleur à partir d’1 kWh d’électricité.

Des économies d’énergie à la clé

En utilisant une énergie gratuite, disponible localement et renouvelable, une pompe à chaleur vous fait économiser sur vos factures de chauffage (et d’eau chaude sanitaire le cas échéant). C’est une solution de chauffage à la fois écologique et économique !

Une éligibilité aux aides financières

Prime Énergie Sonergia, MaPrimeRénov’, Éco-PTZ et TVA à 5,5 %… Tous ces dispositifs dédiés à la transition énergétique sont de précieuses aides financières pour votre projet. Avant de choisir votre PAC, tenez compte des aides auxquelles elle vous pouvez prétendre.

Les aides par type de PAC en bref

Prime Énergie Sonergia

Accessible à tous, sans plafond de revenus, la prime énergie CEE (Certificats d’Économie d’Énergie) est une aide financière majeure pour réduire le coût de vos travaux de rénovation. Le montant de la prime dépend de plusieurs facteurs : votre habitation, votre situation personnelle et la nature de vos travaux. Une condition supplémentaire est posée : que vos travaux soient réalisés par un artisan RGE (Reconnu Garant de l’Environnement).

MaPrimeRénov’

Délivrée par l’Anah (Agence nationale de l’habitat), cette aide financière propose deux types de prise en charge selon la nature des travaux. Le premier concerne les travaux spécifiques et peut s’additionner à la Prime Énergie Sonergia. Le second couvre les travaux de rénovation d’ampleur et intègre automatiquement la prime CEE. Dans un souci de résultat, ce parcours bénéficie d’un accompagnement technique, administratif et financier.

Éco-PTZ

L’éco-prêt à taux zéro est un dispositif de financement proposé par l’État. Ouvert à tous, sans plafond de revenus, il est cumulable avec la Prime Énergie Sonergia et MaPrimeRénov’. Grâce à lui, vous pouvez financer vos travaux sans payer d’intérêts.

TVA à 5,5 %

Avec son taux préférentiel, la TVA à 5,5 % réduit encore le coût de vos travaux. Elle vous permet d’acheter vos matériaux et vos équipements à prix réduit et de faire baisser le coût de la main d’œuvre que vous employez. À ne pas laisser passer !

Quid des aides locales ?

Pour réduire davantage le budget de vos travaux, vous pouvez aussi trouver un appui financier auprès des collectivités locales. Pour connaître les aides proposées par votre commune ou votre région, consultez l’outil de l’agence nationale pour l’information sur le logement (ANIL) : toutes y sont recensées !

Le recours à un professionnel certifié RGE (Reconnu Garant de l’Environnement) est une des conditions d’éligibilité aux aides financières. Avant de choisir votre artisan, assurez-vous donc qu’il détienne cette certification !

Steffi, référente conformité réglementaire

 

Le fonctionnement d’une PAC en bref
  • Une PAC utilise une énergie gratuite, disponible et renouvelable pour fonctionner.
  • Elle puise dans la chaleur de l’environnement pour couvrir vos besoins en chauffage.
  • Certaines PAC peuvent fournir de l’eau chaude sanitaire et refroidir votre intérieur en été.
  • Leur fonctionnement varie en fonction de l’énergie qu’elles utilisent : air, sol, eau.
  • Dotées d’un très bon rendement, elles vous font économiser sur vos factures de chauffage.
  • Toutes les PAC sont éligibles à des aides financières. Une fois votre PAC choisie, vérifiez vos droits à la Prime Énergie Sonergia, MaPrimeRénov’, l’Éco-PTZ et la TVA à 5,5 %.

 

Nos équipes répondent à vos questions

Est-ce que la pompe à chaleur consomme beaucoup d’électricité ?

La consommation électrique d’une pompe à chaleur est très raisonnable. Vous pouvez l’évaluer à l’aide du coefficient de performance (COP) renseigné sur les fiches techniques des pompes à chaleur. En moyenne, une PAC consomme 1 kWh d’électricité pour produire 4 kWh d’énergie, d’où leur caractère économique et écologique !

Quels sont les inconvénients de la pompe à chaleur ?

Le principal inconvénient des pompes à chaleur air-air et air-eau (les plus répandues) est leur sensibilité à la météo : elles sont moins productives par temps très froid. En cas de températures négatives, elles activent leur appoint électrique intégré pour continuer à fonctionner ce qui fait grimper la facture d’électricité. Autre inconvénient, les émissions sonores qui peuvent provenir de leur unité extérieure lorsqu’elle n’est pas bien installée.

Comment fonctionne une pompe à chaleur air-eau ?

Une pompe à chaleur air-eau capte la chaleur présente dans les calories de l’air extérieur pour chauffer votre intérieur. La chaleur de l’air extérieur est décuplée puis acheminée jusqu’à votre réseau hydraulique grâce à un vecteur de chaleur, le fluide caloporteur.
Rédigé par : Stéphanie

Sensible aux enjeux de la transition écologique, Stéphanie se consacre à partager ses découvertes sur les travaux de rénovation énergétique. À travers ses articles, elle souhaite vous aider à faire des choix plus responsables pour votre logement et la planète.

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