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Types de pompes à chaleur : différentes sources d'énergie

Mis à jour le 29/04/2013

Il existe différentes sortes de pompes à chaleur, qui puisent différemment les calories à partir des éléments extérieurs.

Comment fonctionne une pompe à chaleur ? et Quelles sont les performances d'une pompe à chaleur ?

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Les pompes à chaleur sont classées selon la source des calories qu'elles puisent à l'extérieur du bâtiment.

Illustration d'un type de pompe à chaleur.


PAC à capteurs enterré "Géothermie"

Il sera plus adapté de parler de pompe à chaleur sur capteurs enterrés, car la géothermie au sens strict concerne l'exploitation de la chaleur terrestre à plusieurs centaines de mètres de profondeur, comme cela se pratique en Aquitaine ou en région parisienne. L'énergie des "PAC géothermiques" provient essentiellement de la chaleur du rayonnement solaire et des eaux de pluie emmagasinés dans le sol.

Les capteurs enterrés peuvent être placés en configuration horizontale ou verticale. 

Des tubes de polyéthylène ou de cuivre gainés de polyéthylène sont utilisés comme capteurs horizontaux. Ils sont installés en boucles enterrées horizontalement à faible profondeur (de 0,60 m à 1,20 m). L'eau additionnée d'antigel ou le fluide frigorigène de la pompe à chaleur (selon la technologie employée) circule en circuit fermé à travers les tubes enterrés. On estime que la surface de capteurs nécessaire est de 1,5 à 2 fois la surface habitable à chauffer. 

Les capteurs verticaux sont constitués de deux tubes de polyéthylène formant un U, installés dans un forage (jusqu'à 80 m de profondeur) et scellés dans celui-ci avec du ciment. On y fait circuler de l'eau additionnée de liquide antigel, en circuit fermé. L'emprise au sol est minime par rapport aux capteurs horizontaux. 

Actuellement, en France, ce sont les configurations avec capteurs horizontaux qui sont les plus répandues. Ces systèmes sont les moins coûteux mais nécessitent de disposer d'une surface de terrain suffisante. Ils sont donc surtout réservés au chauffage des maisons individuelles.

PAC sur l'air "Aérothermie"

Le prélèvement de chaleur dans l'air ambiant offre des possibilités simples et économes pour le fonctionnement d'une pompe à chaleur. Cependant, à la différence de la "géothermie" où la température du sol (entre 10 et 15 °C) reste stable tout au long de l’année, la température de l’air extérieur fluctue et peut devenir très basse. Or la performance d’une PAC est directement proportionnelle à la différence entre la température du milieu où l’on prélève la chaleur et la température de consigne du chauffage. Dans les régions à climat rigoureux, il est nécessaire de prévoir un chauffage d’appoint qui prenne le relais de la PAC lorsque la température extérieure devient trop basse.

Le chauffage est assuré soit par de l’air chaud pulsé (pompe à chaleur air/air), soit par le biais d’un circuit hydraulique alimentant un plancher chauffant, des radiateurs ou des ventilo-convecteurs (pompe à chaleur air/eau).

Ces pompes à chaleur sont réversibles et peuvent rafraîchir la maison en été.

PAC sur l'eau "Aquathermie"

Ce sont les nappes phréatiques qui servent de source chaude si la réglementation permet leur exploitation. Deux configurations sont possibles, soit l'eau circule directement à travers l'évaporateur, soit la chaleur de l'eau est transférée au fluide frigorigène par l'intermédiaire d'un échangeur.

PAC sur capteur atmosphérique

Illustration du système HELIOPAC.

Ce sont les nappes phréatiques qui servent de source chaude si la réglementation permet leur exploitation. Deux configurations sont possibles, soit l'eau circule directement à travers l'évaporateur, soit la chaleur de l'eau est transférée au fluide frigorigène par l'intermédiaire d'un échangeur.

L'association d'un capteur solaire non vitré et d'une pompe à chaleur, permet de récupérer la chaleur du rayonnement solaire, de l'air ambiant ou de la pluie.

Article mis à jour le 29/04/2013

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