Principe de fonctionnement

La pompe à chaleur est une machine thermodynamique constituée d'un circuit fermé et étanche dans lequel circule un fluide frigorigène à l'état liquide ou gazeux selon les organes qu'il traverse.

Ces organes sont au nombre de quatre : l'évaporateur, le compresseur, le condenseur, et le détendeur.

Pour simplifier, on peut dire que la pompe à chaleur prélève un peu de chaleur du sous-sol ou de l'air de votre jardin, augmente son niveau de température et restitue une chaleur plus élevée dans votre habitation.


Le fluide frigorigène :

Le fonctionnement des machines thermodynamiques (réfrigérateur, pompe à chaleur) est fondé sur la capacité des fluides frigorigènes à se vaporiser et se condenser à température ambiante.Jusqu'à ces dernières années, le fluide frigorigène le plus employé était le R22 dont l'emploi est de plus en plus proscrit. Il contient en effet du chlore dont les effets destructeurs sur la couche d'ozone sont aujourd'hui bien connus. C'est de plus un gaz à effet de serre puissant.Le R22 sera progressivement remplacé par des fluides de substitution, tels les HFC (R407C, R410A et R417A), inoffensifs vis à vis de la couche d'ozone et, pour certains, présentant un effet de serre plus faible.



Le chauffage, mais aussi...

Les pompes à chaleur géothermiques sont avant tout des systèmes de chauffage. Elles peuvent également remplir d'autres fonctions. La production d'eau chaude sanitaire
Certains modèles permettent de chauffer l'eau d'un ballon en récupérant une partie de la chaleur du fluide frigorigène à l'aide d'un échangeur de chaleur. Cette fonction n'est assurée que pendant la période de chauffage de l'habitation. En dehors de cette période, une résistance électrique placée dans le ballon prend le relais.
La production d'eau chaude sanitaire peut se faire aussi de façon indépendante à l'aide d'un « chauffe-eau thermodynamique ». C'est un système équipé d'une pompe à chaleur géothermique autonome et qui peut ainsi fonctionner toute l'année.
Dans tous les cas, le ballon d'eau chaude sanitaire est équipé d'une résistance électrique pour porter l'eau à une température supérieure à 60 °C au moins une fois par jour pour supprimer tout risque de légionelle.


Le rafraîchissement d'un bâtiment en été

Si une pompe à chaleur est un réfrigérateur à l'envers, une pompe à chaleur à l'envers… est un réfrigérateur. Elle peut donc assurer non seulement la production de chaleur en hiver, mais aussi la production de froid en été. On parle alors de pompe à chaleur réversible.Elle est dans ce cas équipée d'un dispositif permettant d'inverser le cycle du fluide frigorigène. Le condenseur devient l'évaporateur de la pompe, l'évaporateur devient condenseur : la PAC puise alors des calories dans le logement pour les rejeter à l'extérieur.



Rafraîchissement et condensation

Le rafraîchissement est un refroidissement modéré de l'air.Si votre pompe à chaleur alimente un plancher chauffant / rafraîchissant, la température de celui-ci ne doit pas descendre trop bas par rapport à celle de l'air ambiant. Sinon, il y aura condensation de l'humidité de l'air sur le plancher. Pour éviter cela, une régulation appropriée assure ce contrôle


Performances et consommation électrique

Pour fonctionner, le compresseur de la pompe à chaleur géothermique doit être entraîné par un moteur électrique. L'électricité consommée est cependant bien utilisée puisque pour 1 kWh consommé, la maison reçoit l'équivalent de 3 à 4 kWh de chaleur.


L'encombrement d'une pompe à chaleur et de son ballon d'eau chaude sont analogues à ceux d'une installation de chauffage classique avec chaudière.


Cependant, il faut tenir compte aussi de la consommation d'énergie électrique nécessaire au fonctionnement d'auxiliaires (ventilateurs pour les ventilo-convecteurs, pompe de circulation pour le plancher chauffant ou les radiateurs, et éventuellement pour faire circuler l'eau dans les capteurs enterrés).
En tenant compte de ces consommations électriques supplémentaires, une pompe à chaleur géothermique bien dimensionnée peut quand même vous permettre d'économiser jusqu'à 60 % de votre facture de chauffage, si l'on compare l'installation à celle d'un chauffage électrique conventionnel.

La pompe à chaleur géothermique est aujourd'hui l'un des systèmes de chauffage les plus économes.


Qu'est-ce que le COP ?

La performance énergétique d'une pompe à chaleur se traduit par le rapport entre la quantité de chaleur produite par celle-ci et l'énergie électrique consommée par le compresseur. Ce rapport est le coefficient de performance (COP) de la pompe à chaleur.