Fonctionnement de la pompe à chaleur

Comment fonctionne une pompe à chaleur?

Une pompe à chaleur fonctionne comme un réfrigérateur – mais à l’inverse. Un réfrigérateur produit du froid à partir de la chaleur extérieure, tandis qu’une pompe à chaleur extrait la chaleur de l’environnement (air, terre, eau) pour la délivrer dans la maison, comme énergie de chauffage, par l’échangeur thermique.

Types de pompe à chaleur

Selon le type de milieu dont l’énergie est extraite (terre, eau ou air), il en résulte différents types de pompes à chaleur :

1. Pompe à chaleur saumure-eau (sonde géothermique)
2. Pompe à chaleur eau-eau
3. Pompe à chaleur air-eau

Figure : Les 3 types de pompes à chaleur

Le mode de fonctionnement des trois types de pompe à chaleur est expliqué dans ce qui suit:

Pompe à chaleur saumure-eau (sonde géothermique)

Les pompes à chaleur saumure-eau – couramment appelées sondes géothermiques – chauffent par géothermie. Il existe différentes possibilités d’exploiter la chaleur terrestre. En plus de sondes géothermiques, il est également possible de planter des pieux géothermiques ou des nappes de tubes, la sonde géothermique étant de loin la technique la plus souvent utilisée.

Principe de fonctionnement de la sonde géothermique

En raison de la température relativement constante du sol, les sondes géothermiques offrent un haut rendement, mais sont liées à des frais d’investissement plus élevés. Tout sol ne se prête pas au forage de sondes géothermiques, et il convient, en particulier dans les zones de présence de nappe phréatique, d’en contrôler l’aptitude pour chaque cas particulier. Une autorisation de la commune est requise pour une telle installation.

Pompe à chaleur eau-eau (nappe phréatique)

Les pompes à chaleur eau-eau sont utilisées pour deux sources d’énergie différentes :

• nappe phréatique (dans la plupart des cas) et
• eaux de surface (lacs, fleuves, ruisseaux)

Principe de fonctionnement de la pompe à chaleur eau-eau

Dans le cas de l’exploitation d’une nappe phréatique, l’eau souterraine est conduite au travers d’un échangeur de chaleur (la chaleur est extraite) par des puits d’aspiration et de rejet. La nappe phréatique garde une température presque constante pendant toute l’année, ce qui permet un bon rendement de la pompe à chaleur.

Si l’eau souterraine est de bonne qualité, des puits existants peuvent être utilisés. Le niveau de la nappe phréatique et la capacité sont des éléments décisifs. Cette solution requiert également une autorisation de la commune, tout comme pour la sonde géothermique.

Pompe à chaleur air-eau

Une pompe à chaleur air-eau exploite l’énergie en provenance de l’air ambiant pour chauffer la maison. L’air est chauffé en permanence sous l’effet du rayonnement solaire. La pompe à chaleur absorbe cette énergie à basse température pour l’amener à un niveau plus élevé. L’installation de la pompe à chaleur air-eau est relativement simple et très abordable.

Installation de la pompe à chaleur air-eau à l’intérieur ou à l’extérieur?

Les pompes à chaleur air-eau peuvent être installées à l’intérieur comme à l’extérieur. La rentabilité est similaire dans les deux cas.

• Si installée à l’intérieur, la pompe à chaleur air-eau est installée en cave. La totalité du circuit est intégré dans le bâtiment, seuls l’admission et l’échappement de l’air s’effectue avec l’extérieur.
• L’installation à l’extérieur est la plus courante. Cette solution, faisant appel à des pompes à chaleur compactes, génère la chaleur dans l’appareil extérieur pour ensuite la transférer dans l’accumulateur de la chaufferie.
• Dans le cas des pompes à chaleur de type split, le circuit est divisé, l’évaporateur étant installé à l’extérieur et le condenseur à l’intérieur du bâtiment.