Introduction
Vous avez besoin d'un moyen efficace et écologique de chauffer, d'avoir de l'eau chaude et de refroidir votre maison ? Dans ce cas, investir dans une pompe à chaleur peut être la solution que vous recherchez. Elle offre de nombreux avantages par rapport aux systèmes de chauffage et de refroidissement traditionnels comme les chaudières à gaz.
C'est pourquoi les pompes à chaleur sont devenues très populaires en Europe ces dernières années. Les pompes à chaleur à air (variétés air-air et air-eau) sont largement plébiscitées. Le tableau ci-dessous en dit long.
Nous allons ici explorer en détail les pompes à chaleur à air, de leurs différents composants à leurs mécanismes de fonctionnement. Nous vous éclairerons davantage sur leurs types et leurs avantages. Enfin, nous répondrons à certaines questions souvent posées sur ces systèmes CVC.
Qu'est-ce qu'une pompe à chaleur à air ?
Vous savez peut-être qu'il existe différents types de pompes à chaleur. Elles sont classées en fonction de leur fonctionnement et de la source d'absorption de chaleur. Les pompes à chaleur les plus connues et les plus répandues sont les pompes à chaleur à air (PAC).
Ces appareils électriques captent la chaleur de l'air extérieur. Ils la transfèrent ensuite à l'intérieur pour fournir du chauffage et de l'eau chaude à votre résidence.
Les pompes à chaleur air-eau peuvent également fournir du refroidissement. Pour ce faire, elles inversent ce processus de transfert de chaleur d'un endroit à un autre. Cela signifie qu'elles absorbent la chaleur de l'air intérieur et la rejettent à l'extérieur.
De nombreuses pompes à chaleur air-air modernes (mais pas toutes) peuvent assurer le refroidissement de votre maison. Elles éliminent la chaleur de l'air intérieur pour rendre l'air intérieur plus frais.
Composants essentiels du système de pompe à chaleur
Une pompe à chaleur air-eau (parfois appelée pompe à chaleur air-eau) comprend plusieurs composants principaux. Ces éléments fonctionnent ensemble pour assurer un chauffage et un refroidissement efficaces. Ces éléments sont les suivants :
1. Unité extérieure de condensation et d'évaporateur
Selon le type de système, les PAC peuvent être équipées d'unités extérieures et intérieures. La fonction principale de l'unité extérieure est de capter la chaleur de l'air. Elle comprend l'échangeur de chaleur et le compresseur. Ceux-ci jouent un rôle fondamental dans l'absorption et la compression de la chaleur ambiante. Par chaleur ambiante, nous entendons la chaleur présente dans les couches d'air proches du sol.
Cela implique que la chaleur extérieure est amenée dans un échangeur de chaleur, appelé évaporateur. Il permet le transfert de chaleur entre l'air extérieur et le fluide frigorigène.
Il existe un deuxième échangeur de chaleur appelé condenseur. Le condenseur peut également être trouvé dans l'unité extérieure si vous avez une pompe à chaleur monobloc. Le condenseur a pour but de transporter la chaleur d'un réfrigérant vers une boucle d'eau. Il fournit ensuite le chauffage des locaux et l'eau chaude.
Le condenseur se trouve dans l'unité intérieure de l'appareil si vous possédez un système split. Continuez à lire pour en savoir plus sur les pompes à chaleur split et monobloc.
2. Unité intérieure
À l'intérieur de votre maison, l'unité intérieure distribue la chaleur ou le froid produit par le système. En général, il peut s'agir de ce qui suit :
- Radiateurs
- chauffage au sol
- Système de distribution d'air canalisé
3. Conduite de fluide frigorigène
La canalisation de réfrigérant est un ensemble de tubes en cuivre isolés. Elle a pour but de transporter le réfrigérant entre les unités extérieures et intérieures de la pompe à chaleur.
Il joue un rôle primordial dans le processus de transfert de chaleur dans tout le système.
4. Vanne d'inversion
La vanne d'inversion est également un élément essentiel des pompes à chaleur air-eau. Elle inverse le sens du flux de réfrigérant pour assurer le refroidissement en été.
En d'autres termes, il permet à la pompe à chaleur de varier entre les modes de chauffage et de refroidissement. Dans de nombreuses pompes à chaleur air-eau, vous trouverez une vanne d'inversion à 4 voies.
5. Détendeur
Le détendeur régule le débit de fluide frigorigène pour un fonctionnement fluide de la pompe à chaleur. Il contribue également à maintenir les performances et l'efficacité des pompes à chaleur air-air.
Comment fonctionne le chauffage par pompe à chaleur à air ?
Comme vous pouvez le constater, la chaleur se déplace naturellement des endroits les plus chauds vers les plus froids. Pour fournir du chauffage, les pompes à chaleur air-eau inversent ce processus en utilisant l'électricité. Cela se fait via un cycle de réfrigération, utilisant ainsi un réfrigérant. Il s'agit d'un moyen par lequel la chaleur se déplace d'une étape à une autre dans tout le système.
L'énergie thermique de l'air extérieur est captée par l'évaporateur. Elle est ensuite transférée au réfrigérant même lorsque la température extérieure est plus froide. Même lorsque les températures extérieures sont basses, il contient toujours suffisamment de chaleur pour être extrait de l'air.
Le compresseur comprime ensuite le fluide frigorigène, ce qui entraîne une augmentation de la température du fluide frigorigène.
Le réfrigérant comprimé à haute température se transforme en gaz et passe au condenseur. La chaleur du réfrigérant gazeux est alors transférée à l'eau.
Le gaz réfrigérant se refroidit lorsque la chaleur est libérée dans le condenseur et le détendeur. Il redevient ensuite liquide. Ce processus se répète pour finalement fournir du chauffage et de l'eau chaude.
Comment fonctionne le refroidissement par pompe à chaleur à air ?
Outre le chauffage, les pompes à chaleur air-eau peuvent également fournir du refroidissement, généralement via une vanne d'inversion à 4 voies.
Il modifie le sens de circulation du fluide frigorigène. Cela permet au système d'absorber la chaleur de l'espace intérieur. Il la rejette ensuite à l'extérieur. Il refroidit finalement l'eau qui circule dans le système. Elle peut ensuite être utilisée pour refroidir l'espace.
Lorsque la vanne d'inversion s'active pour le mode refroidissement, le « condenseur » agit comme un évaporateur. Il absorbe la chaleur du cycle d'eau connecté, ce qui entraîne l'évaporation du réfrigérant. Dans « l'évaporateur », le réfrigérant se condense et rejette la chaleur vers l'extérieur.
Types de pompes à chaleur à air
Les pompes à chaleur air-air sont disponibles en plusieurs types, à savoir :
1. Pompes à chaleur air-air
Les pompes à chaleur air-air sont essentiellement classées comme une variante des climatiseurs. Elles peuvent à la fois refroidir et chauffer votre espace résidentiel. Mais elles ne fournissent pas d'eau chaude. Les pompes à chaleur air-air sont les plus répandues dans différents pays et régions, comme les États-Unis. Elles incluent également de nombreux pays européens comme la France, le Portugal, l'Espagne et l'Italie.
2. Pompes à chaleur air-eau
Il existe un autre type de pompe à chaleur à air disponible, c'est-à-dire, pompes à chaleur air-eau. Ils absorbent la chaleur de l'air extérieur (même lorsqu'il fait froid) et la transportent vers l'eau. La chaleur se répartit ensuite sur différents émetteurs comme :
- Radiateurs
- chauffage au sol
- Réservoir d'eau chaude
- Ventilo-convecteurs
L'objectif est de fournir des fonctions de chauffage, d'eau chaude et de refroidissement en option. Ces systèmes de pompe à chaleur sont plus répandus en Europe, notamment en Pologne, en Allemagne, en Finlande, en Norvège, etc.
Il existe essentiellement deux types de pompes à chaleur air-eau. Ce sont :
Pompe à chaleur monobloc
Cette variante de pompe à chaleur air-eau comprend une seule unité de pompe à chaleur. Elle est située à l'extérieur de votre maison. Elle comprend une seule unité extérieure contenant les éléments suivants :
- échangeur de chaleur
- compresseur
- la section d'eau du cycle de réfrigération
Les systèmes monoblocs sont moins chers que leurs homologues split et plus rapides à installer. Ils occupent moins d'espace dans votre maison.
Pompe à chaleur Split
Une pompe à chaleur split est différente d'une pompe à chaleur monobloc.
Un système split sépare les composants entre les unités intérieures et extérieures. De plus, deux tubes en cuivre transfèrent le réfrigérant entre les unités intérieures et extérieures.
Avantages de l'utilisation de pompes à chaleur à air
Le chauffage et la climatisation par air pulsé offrent des avantages notables, à savoir :
1. Forfait tout-en-un
Les pompes à chaleur air-eau (en particulier les pompes à chaleur air-eau) sont des solutions tout-en-un. Cela signifie qu'elles peuvent répondre aux besoins de chauffage, d'eau chaude et de refroidissement d'un foyer.
C'est également une solution à long terme pour gérer les besoins de température de votre espace de vie. C'est pourquoi ils sont préférés pour un usage résidentiel et commercial.
2. Respect de l'environnement
Les pompes à chaleur à air n'ont besoin que d'électricité pour transporter la chaleur. Elles ne nécessitent pas de combustibles tels que le pétrole, le gaz ou le bois. Cela signifie que les pompes à chaleur émettent beaucoup moins de CO2 que les chaudières à gaz. Cela peut contribuer considérablement à réduire les émissions de gaz à effet de serre. Cela rend les pompes à chaleur durables et respectueuses de l'environnement.
Selon l'Association européenne des pompes à chaleur, les pompes à chaleur peuvent réduire de plus de 9 millions de tonnes les émissions de CO2 dans la seule Union européenne. De plus, elles peuvent réduire les émissions de CO2 de 35 à 65 % par rapport aux chaudières à gaz.
3. À l’épreuve du temps
En utilisant une pompe à chaleur ASHP, vous vous libérez des livraisons de gaz ou de fioul. Cela peut également vous éviter de futures augmentations du prix des carburants. Vous n'avez plus à craindre de restrictions et d'interdictions futures sur les carburants. Un tel système CVC est donc à l'épreuve du temps.
4. Haute efficacité énergétique
En substance, les pompes à chaleur air-air peuvent fournir 3 à 4 kilowatts de chaleur renouvelable à partir de l'air. Cela correspond à chaque kilowatt d'électricité utilisé. Elles fonctionnent avec un ratio de 30 % d'électricité et 70 % de sources renouvelables, c'est-à-dire de l'air. Cela leur confère une efficacité énergétique d'environ 300 à 400 %.
Il s'agit d'une amélioration substantielle par rapport aux systèmes de chauffage conventionnels comme les chaudières à gaz. Les pompes à chaleur nécessitent également moins d'électricité que les radiateurs électriques, ce qui contribue à réduire les factures d'énergie.
5. Peu d'entretien
La technologie des pompes à chaleur est éprouvée et fiable. Les pompes à chaleur à air nécessitent donc peu d'entretien. Il n'y a que quelques composants à inspecter. De plus, leurs coûts sont relativement faibles. En revanche, les chaudières nécessitent généralement un nettoyage régulier et des coûts d'entretien plus élevés.
Foire Aux Questions - FAQ
Les pompes à chaleur à air peuvent-elles fonctionner dans les climats froids ?
Les pompes à chaleur air-eau (en particulier les pompes à chaleur air-eau) peuvent fonctionner efficacement dans les climats froids. Ces pompes à chaleur sont productives à des températures aussi basses que -10°C. À -20°C, certaines pompes à chaleur ont encore un taux d'efficacité supérieur à 200 %.
Il est donc recommandé de choisir un modèle de pompe à chaleur conçu principalement pour les climats froids. Cela est possible parce que ces systèmes captent la chaleur extérieure qui est encore présente par temps froid. Ils la ramènent ensuite à l'intérieur.
Vous savez peut-être que de nombreux pays européens comme la Finlande, la Suède et la Norvège connaissent des hivers rigoureux. C'est pourquoi ils ont largement adopté les pompes à chaleur air-eau.
Quelle est la longévité d’une pompe à chaleur aérothermique ?
La durée de vie d'une pompe à chaleur est généralement comprise entre 15 et 20 ans. Avec un entretien adéquat, certaines pompes à chaleur peuvent durer encore plus longtemps, jusqu'à 25 ans. La qualité et l'état de la pompe à chaleur ont une influence majeure sur cette durée.
Un contrôle annuel de la pompe à chaleur et son entretien peuvent prolonger sa durée de vie.
Les pompes à chaleur à air sont-elles respectueuses de l’environnement ?
Les pompes à chaleur air-eau sont indéniablement respectueuses de l’environnement. L’un des principaux avantages d’investir dans des pompes à chaleur air-eau est leur empreinte carbone minimale. Elles constituent un moyen à faible émission de carbone de refroidir et de chauffer votre maison. Ainsi, elles contribuent considérablement à réduire les émissions de carbone.
Les pompes à chaleur air-eau n'ont besoin que d'électricité pour transporter la chaleur. Elles ne nécessitent aucun combustible comme le pétrole, le bois ou le gaz. De plus, les pompes à chaleur air-eau utilisent l'énergie renouvelable de l'air, ce qui les rend propres et écologiques.
Quels sont les avantages des pompes à chaleur aérothermiques par rapport aux systèmes de chauffage traditionnels ?
Les pompes à chaleur offrent de nombreux avantages par rapport aux systèmes de chauffage traditionnels comme les chaudières. Elles sont différentes des chaudières qui génèrent de l'énergie thermique en brûlant du gaz. Elles transportent uniquement la chaleur de l'air extérieur vers l'air intérieur ou vice versa. Cela les rend très économes en énergie, durables et respectueuses de l'environnement. Cela peut également permettre de réaliser des économies substantielles sur les factures d'électricité à long terme.
Quelles sont les conditions requises pour installer une pompe à chaleur aérothermique ?
Lors de l'installation d'une pompe à chaleur air-eau, il faut tenir compte de certaines conditions importantes. Elles garantissent une efficacité énergétique et des performances optimales. Il s'agit des éléments suivants :
- Choisissez un emplacement adéquat pour l'unité extérieure, offrant suffisamment d'espace. Il doit être libre de tout obstacle et permettre l'accès à l'air frais.
- Une alimentation électrique adéquate doit être disponible pour le fonctionnement de la pompe à chaleur.
- Votre maison doit être bien isolée pour maximiser l’efficacité de la pompe à chaleur.
- Évaluez les conditions climatiques de votre région pour dimensionner la pompe à chaleur air-eau. Cela dépend de vos besoins en chauffage et en climatisation.
- Il doit exister un système de plomberie pour raccorder la pompe à chaleur. Le but est de fournir de l'eau chaude.
- L'installation de la pompe à chaleur doit être effectuée par un technicien professionnel expérimenté dans l'installation de tels systèmes. Il s'agit de garantir la manipulation et le dimensionnement du réfrigérant et de se conformer aux réglementations locales.
- Assurez-vous que le système ASHP bénéficie de garanties adéquates et d’un accès à un service après-vente supérieur.
Le coût d’entretien d’une pompe à chaleur à air est-il élevé ?
Un professionnel qui entretient régulièrement et correctement les pompes à chaleur à air garantit un fonctionnement optimal et une longue durée de vie. En moyenne, l'entretien d'une pompe à chaleur coûte entre 150 et 300 € par an. Ce n'est généralement pas très élevé, compte tenu des avantages que vous en retirez.
Cependant, les coûts peuvent dépendre du type de pompe à chaleur air-eau et des contrats de maintenance proposés par votre chauffagiste.
Conclusion
Nous espérons que cet article vous fournira de nombreuses informations sur les ASHP.
Nous avons abordé les différents aspects de ces systèmes CVC en constante évolution, de leur fonctionnement aux types et aux avantages. Vous avez également eu un aperçu des composants essentiels de ces pompes à chaleur.
En effet, vous devriez commencer à bénéficier des avantages des pompes à chaleur air-eau dès leur installation. Elles offrent un confort toute l’année dans toute votre maison, réduisent vos factures d’énergie et nécessitent peu d’entretien.