Lorsqu’on commence à s’intéresser aux avantages de l’énergie solaire, le nom d’un dispositif devient récurrent. Il s’agit des pompes à chaleur. Beaucoup de personnes ignorent le fonctionnement de ces appareils qui sont pourtant d’une grande utilité.
Une bonne connaissance des pompes à chaleur est nécessaire pour faire un choix juste et être plus autonome sur le plan énergétique. Nous vous proposons de vous accompagner pas à pas dans cette démarche.
Les pompes à chaleur : de quoi s’agit-il ?
Une pompe à chaleur est un appareil au fonctionnement simple. Son but est de recueillir la chaleur qui se trouve dans le sol ou dans l’air se trouvant à l’extérieur d’une maison ou d’un appartement. Il peut aussi récupérer la chaleur qui se trouve dans une nappe aquifère. Cette chaleur une fois obtenue estdiffusée vers l’intérieur (chambre ou local quelconque).
Pour jouer ce rôle, la pompe à chaleur se sert d’un fluide réfrigérant. Ce liquide a la particularité de se condenser à température ambiante tandis que lorsque les températures deviennent basses, il s’évapore. Ce sont ces variations qui entraînent la récupération de la chaleur et par ricochet la production d’énergie. Celle-ci peut être ensuite utilisée à de multiples fins.
Les différentes parties d’une pompe à chaleur
Le fonctionnement d’une pompe à chaleur se trouve à l’antipode de celui des congélateurs et des réfrigérateurs qui se trouvent dans vos cuisines.Le fluide réfrigérant, appelé fluide caloporteur,voit sa température augmenter lorsqu’il entre en contact avec la source de chaleur. Comme dit plus haut, il peut s’agir de l’eau, de la terre ou de l’air. L’écart de température provoque la formation d’un gaz. Le compresseur se charge d’augmenter beaucoup plus la température.
Les pompes à chaleur ne sont pas énergivores, elles n’utilisent qu’une petite quantité d’électricité pour enclencher le fonctionnement du compresseur. De son côté, dans un premier temps, le gaz communique sa chaleur à l’eau qui se trouve au niveau d’un circuit de chauffage puis, dans un second temps, il retourne à l’état liquide.Une dernière pièce appelée détendeur entre en jeu. C’est grâce à lui que le liquide peut se transformer de nouveau en gaz, ce qui permet au cycle de se poursuivre.
Calcul du rendement d’une pompe à chaleur
Comme tous les dispositifs ou appareils similaires, la puissance d’une pompe à chaleur se mesure à travers son rendement. Celui-ci se réfère à la quantité d’énergie que produit la pompe, divisée par la quantité d’électricité que le compresseur a utilisée.
La formule mathématique s’écrit comme suit :
Rendement : quantité produite / Électricité consommé
Le rendement est élevé lorsqu’il existe un grand écart entre l’endroit d’où la chaleur est récupérée et la température de chauffe souhaitée ou voulue.
Les différents types de pompe à chaleur
La différence entre les pompes à chaleur se situe au niveau de la source d’énergie. Nous avons les pompes :
- Aérothermiques ;
- Géothermiques ;
- Hydrothermiques ;
- Réversibles.
Les pompes aérothermiques
Les pompes à chaleur air/air
Ce type de pompe est composé de deux grandes parties : un groupe dit extérieur et une unité dite intérieure. Le rôle du groupe extérieur est de récupérer les calories se trouvant dans l’air extérieur. Il les transmet au fluide réfrigérant, ce qui conduit à la production de l’air chaud. Les unités intérieures assurent la mission de la diffusion de l’air dans votre appartement.
Les pompes air/air affichent de belles performances sur le plan énergétique. En général, leurs coefficients de performance sont supérieurs à 3. Cela signifie que pour chaque kWh d’électricité consommée, il produit au minimum 3 kWh d’énergie pour vous chauffer mais ne permet pas d’avoir de l’eau chaude.
Les pompes à chaleur air/eau
Leur mode de fonctionnement est semblable à celui des modèles air/air. La chaleur récupérée dans l’air n’est pasdiffusée par des unités intérieures mais par l’intermédiaire d’un plancher chauffant ou de radiateurs.
Les rendements des pompes à chaleur air/eau sont de l’ordre de 3 voire 4. En plus de l’air chaud, elles produisent de l’eau chaude pour vos douches. Ces types de pompes sont à la fois économiques et simples à installer.
Les pompes géothermiques
Souvenez-vous qu’à part l’air, le sol est une source d’énergie (surtout de chaleur) considérable. Conscient de cela, de nombreux fabricants se sont lancés dans la production des pompes à chaleur géothermiques. Pour fonctionner, ces modèles se servent des capteurs enfouis dans le sol. En fonction du design ou des préférences, ils peuvent être implantés à la verticale ou à l’horizontale. Une fois que l’énergie est récupérée, elle est répandue à travers des radiateurs à basse température ou encore un plancher chauffant.
Les pompes à chaleur géothermique tirent les calories lorsque les températures sont inférieures ou égales à 10°C. En termes de performance, elles surpassent les pompes aérothermiques. Elle est de l’ordre d’1 kWh d’électricité consommée pour 4 ou 5 kWh de chaleur produite. Le souci est que son installation est coûteuse et complexe. Elle est conditionnée par une autorisation de la mairie et plusieurs travaux préliminaires.
Les pompes à chaleur hydrothermiques
Appelé également pompe à chaleur aquathermique, ces modèles fonctionnent selon un principe eau/eau. Elle tire directement l’énergie qu’elle utilise d’un cours d’eau ou le plus souvent d’une nappe phréatique.
Le rendement des pompes à chaleur hydrothermiques est impressionnant, il est de 4,5 à 5 kWh de chaleur pour 1kWh d’électricité d’électricité. Cette performance est imputable à la stabilité de la température habituelle de l’eau souterraine.Pour installer un de ces modèles chez vous, vous devez préparer un budget et trouvez des spécialistes. N’oubliez pas les autorisations administratives nécessaires.
Les pompes à chaleur réversibles
Les pompes à chaleurs réversibles ne sont pas à proprement parler des modèles spécifiques de pompes à chaleur, il s’agit d’une fonction de certaines pompes. Cette dernière leur permet de produire de la chaleur en hiver et de la fraîcheur en été. Beaucoup de modèles aérothermiques ont cette capacité.
Combiner une pompe à chaleur et des panneaux solaires : quels sont les avantages ?
La combinaison des pompes à chaleur et des panneaux solaires présente de nombreux avantages.La première raison pour laquelle vous devez songer à combiner ces deux équipements est le fait qu’ils sont économiques. L’utilisation des panneaux solaires fait baisser la facture d’électricité lorsque vous utilisez les pompes à chaleur.
Le second avantage lié à l’utilisation de ce duo est une amélioration de votre autonomie énergétique. Avec ce système, le spectre d’une future crise énergétique ne vous fera plus peur. Vous avez toujours l’assurance d’avoir assez de chaleur pour vous réchauffer.
Comment réaliser un couplage entre les pompes à chaleur et les panneaux solaires ?
Trois éléments sont à prendre en compte lorsqu’on veut établir un duo entre ces deux dispositifs énergétiques.
L’état du logement
Les nouvelles habitations sont plus aptes à accueillir cette combinaison que les anciennes. Ces constructions ont l’avantage d’être mieux isolées, ce qui limite la déperdition de chaleur, sans quoi la mise en place de ce système paraît inefficace.
Vos besoins en énergie
Au cours de l’hiver, vos panneaux solaires vont produire moins d’énergie, la pompe à chaleur risque de prendre un coup. Pour éviter cette situation, une bonne évaluation de vos besoins en énergie s’impose dès le début.Parlez avec des experts pour établir votre profil énergétique avant de prendre toute décision d’achat.
Le nombre de panneaux solaires nécessaires
La détermination de ce nombre dépend des facteurs suivants :
- La taille du logement ;
- Les besoins en chauffage ;
- Votre consommation électrique.
Plus la maison est récente, moins le nombre de panneaux solaires nécessaires sera important et vice-versa.