Comment marche une pompe à chaleur ? Pour les non initiés, le fonctionnement d’une pompe à chaleur air-eau peut paraître magique puisqu’il s’agit de produire de la chaleur à partir de l’air extérieur. Voyons donc précisément quel est son fonctionnement. Et pour cela quoi de mieux qu’un schéma d’une installation de pompe à chaleur air-eau ?
Schéma d’une installation de pompe à chaleur air-eau : de quoi parle-t-on ?
Qu’est-ce qu’une pompe à chaleur air-eau ?
Avant de se ruer sur le schéma d’une installation de pompe à chaleur air-eau, essayons de formuler par des mots son fonctionnement. Tout d’abord, la pompe à chaleur air-eau fait partie de la famille des pompes à chaleur aérothermiques qui puisent de l’énergie dans l’air ambiant. Il existe en effet deux autres familles :
- les pompes à chaleur hydrothermiques, qui puisent les calories dans l’eau d’une rivière ou d’un étang par exemple. On parle alors par exemple de pompe à chaleur eau / eau ;
- les pompes à chaleur géothermiques, qui se servent de la chaleur présente naturellement dans le sol. On parle dans ce cas de pompe à chaleur sol-air ou sol-eau.
Les pompes à chaleur aérothermiques sont de loin les plus répandues. Concentrons-nous donc sur les pompes à chaleur air-eau. Comme toutes les pompes à chaleur, elle fonctionne grâce à un circuit thermodynamique c'est-à-dire grâce à un dispositif capable de produire de la chaleur (ou du frais) par transfert d’énergie.
Dans le cas d’une pompe à chaleur air-eau, l’unité extérieure qui puise les calories présentes dans l’air est reliée à l’unité de chauffage intérieure par le biais d’un circuit dans lequel circule le fluide frigorigène. Le chauffage est assuré par de l’eau chaude alimentant un plancher chauffant, des radiateurs ou des ventilo-convecteurs. Nous verrons plus bas grâce au schéma d’une installation de pompe à chaleur air-eau le fonctionnement exact de ce mécanisme.
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Schéma d’une installation de pompe à chaleur air-eau : quels sont ses composants ?
Pour mieux lire le schéma d’une installation de pompe à chaleur air-eau, il faut tout d’abord connaître ses différents composants ainsi que son cycle de fonctionnement. Une pompe à chaleur comprend :
- des capteurs extérieurs qui joue le rôle d’évaporateurs : il s’agit d’un circuit dans lequel circule du fluide frigorigène ;
- un ventilateur, qui permet de faire circuler l’air extérieur au plus près des capteurs ;
- un compresseur ;
- un condenseur, on parle aussi d’échangeur thermique ;
- un détendeur.
Bien entendu, la pompe à chaleur air-eau doit être reliée à un système de chauffage hydraulique qui peut être constitué d’un plancher chauffant, de ventilo-convecteurs ou de radiateurs.
Schéma d’une installation de pompe à chaleur air-eau
Nous voilà fin prêt pour comprendre le schéma d’une installation pompe à chaleur. Les différents composants que nous venons de voir s'articulent pour permettre au cycle thermodynamique de s’effectuer. Ce cycle - visible sur le schéma d’une installation de pompe à chaleur air-eau ci-dessus - se déroule de la manière suivante :
- l’air extérieur livre les calories qu’il contient au fluide frigorigène, qui de ce fait se réchauffe et s’évapore ;
- le fluide frigorigène à l’état gazeux passe alors dans le compresseur. En augmentant en pression, le fluide frigorigène gagne en température ;
- le fluide frigorigène passe ensuite dans le condenseur aussi appelé échangeur, relié directement au circuit d’eau de chauffage. Il lui cède sa chaleur, ce qui à pour effet de le faire revenir en partie à l’état liquide ;
- le fluide frigorigène passe par le détendeur afin de retrouver totalement son état liquide initial ;
- un nouveau cycle peut alors débuter.
Dans le cas d’une pompe à chaleur air-eau réversible, ce cycle peut être inversé en été. Cela a pour effet de rafraîchir le logement.
Le schéma d’une installation de pompe à chaleur air-eau ci-dessus détaille le cycle selon lequel de la chaleur est produite à partir de l’air ambiant. Néanmoins, deux grands types d’agencement sont possibles :
- la pompe à chaleur air-eau bibloc, composée de deux modules : un module extérieur et un module intérieur. Ce type d’installation évite de faire circuler l’eau de chauffage à l’extérieur ce qui atténue les risques de gel. Néanmoins, les pompes à chaleur “bibloc” - aussi appelé “multisplit” - nécessitent plus de place, notamment pour accueillir le module intérieur dans le logement. Elles sont également plus coûteuses ;
- la pompe à chaleur air-eau monobloc qui ne comporte qu’un seul module extérieur. A l’inverse, des risques de gel peuvent apparaître puisque l’échange de chaleur entre le fluide frigorigène et l’eau de chauffage se fait à l’extérieur. Le prix des pompes à chaleur air-eau, dites “monosplit” est en revanche moins élevé et ces dernières sont plus adaptées aux foyers qui manquent de place.
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FAQ : vos question sur le schéma d’une installation de pompe à chaleur air-eau
Quel est le schéma d’une installation de pompe à chaleur air-eau ?
Le schéma d’une installation de pompe à chaleur air-eau est le suivant :
- récupération des calories contenues dans l’air extérieur grâce au fluide frigorigène ;
- compression du fluide frigorigène, qui de ce fait monte en température ;
- condensation du fluide frigorigène par le biais de l’échangeur thermique. L’eau de chauffage est alors réchauffée et envoyée dans le circuit de chauffage hydraulique ;
- le fluide frigorigène passe dans le détendeur afin de retrouver son état liquide;
- un nouveau cycle peut commencer.
Pourquoi les pompes à chaleur font-elles partie des énergies renouvelables ?
Comme le montre le schéma d’une installation de pompe à chaleur air-eau, l’énergie qui permet à la pompe à chaleur de fonctionner est renouvelable puisqu’il s’agit en grande partie de l’air extérieur. Ce dernier contient en effet des calories, que certains fluides - appelés fluides frigorigènes - peuvent capter. Grâce à un cycle thermodynamique, ces calories permettent de chauffer l’eau de chauffage.
Cependant, sans électricité, la pompe à chaleur ne pourrait pas fonctionner. Pour être considérée comme 100 % renouvelable, la pompe à chaleur doit donc être alimentée par une électricité verte.
Quelles sont les aides pour installer une pompe à chaleur air-eau ?
L’investissement que représente l’installation d’une pompe à chaleur a de quoi dissuader. Pourtant, de nombreuses aides financières sont mises en place pour vous aider à franchir le pas et par exemple remplacer une vieille chaudière au fioul, comme :
- MaPrimeRenov’ anciennement CITE (Crédit d’impôt pour la transition énergétique) ;
- les CEE (certificats d’économie d’énergie) et la prime “coup de pouce” chauffage ;
- les aides proposées par les collectivités locales : région, département, commune ;
- l’éco-prêt à taux zéro ;
- la TVA à 5,5 %.
