Types pompe à chaleur

La pompe à chaleur (PAC) exploite les calories des rayons solaires pour chauffer l’intérieur d’un logement. Elle se décline en plusieurs modèles selon le vecteur d’énergie thermique utilisé : l’air, l’eau ou bien le sol.

Nous allons découvrir dans ce guide les différents types de pompes à chaleur qui existent ainsi que leurs modes de fonctionnement respectifs.

Pompe à chaleur air-air

La pompe à chaleur air-air puise l’énergie qui se trouve à l’extérieur d’un logement pour la restituer à l’intérieur sous forme de chaleur.
Le processus de la pompe à chaleur air-air se déroule en plusieurs étapes.

Premièrement, le fluide frigorigène à l’état liquide récupère les calories présentes dans l’air extérieur et monte en température.
Il se transforme alors en gaz puis s’évapore. Deuxièmement, le compresseur de la pompe à chaleur récupère le fluide frigorigène gazeux et le compresse sous l’action d’un moteur électrique.
Après passage dans le compresseur, le fluide chargé de calories chauffe et passe sous haute pression.

Le processus de condensation est alors enclenché et un fluide frigorigène transmet la chaleur qu’il contient à l’air intérieur afin de repasser à l’état liquide. À la suite de cette phase, le détendeur entre en action pour faire chuter la pression du fluide et le préparer pour une nouvelle évaporation.
Le cycle est bouclé et peut donc recommencer.

Types d’unités de pompe à chaleur air-air

Une pompe à chaleur air-air est composée de deux unités distinctes reliées entre elles par un réseau de tuyaux.
L’une se trouve à l’intérieur et l’autre à l’extérieur.
L’unité extérieure est celle qui sert à aspirer l’air qui permettra la montée en température.

Elle comprend entre autres un ventilateur et un échangeur à ailettes.
C’est un dispositif plutôt bruyant.

L’unité intérieure comprend les équipements qui gèrent la diffusion de l’air chaud à l’intérieur du logement : ventilateur, filtre…
Le plus souvent, une pompe à chaleur air-air possède plusieurs unités intérieures, ce qui permet d’alimenter de nombreuses pièces de façon indépendante.

Les unités intérieures d’une pompe à chaleur air-air peuvent être :

• Gainables
• Murales
• Consoles

Gainables

Les éléments internes des pompes à chaleur classiques sont généralement fixés au mur ou au plafond de façon saillante. Cela offre parfois un rendu peu esthétique.
Les pompes à chaleur gainables ont été inventées pour résoudre ce problème et rendre le système de chauffage entièrement discret.

Ici, les parties visibles sont réduites à de simples grilles de ventilation qui diffusent l’air chaud.

L’unité qui reçoit la chaleur en provenance de l’extérieur ainsi que le réseau de gaines qui alimente les grilles sont installés dans un faux plafond ou dans les combles.

Ces types d’unités intérieures sont particulièrement adaptés aux maisons neuves, car leur installation est aisée lorsqu’ils sont directement intégrés durant la construction.

Dans le cadre d’une rénovation, c’est un peu plus compliqué.

Murales

Les unités intérieures de type mural sont les plus répandues.

Elles s’installent en hauteur et diffusent l’air chaud vers le bas, à la manière d’un climatiseur classique.

Le dispositif peut être constitué d’un seul bloc pour une pièce ou de plusieurs blocs avec un système de commande central.

Il est très facile à installer et ne présente aucune contrainte technique, que ce soit dans un logement neuf ou bien en rénovation.

Consoles

Les unités de type console se démarquent des PAC murales classiques par leur emplacement de pose.

On les fixe notamment sur la partie basse des murs, sous une fenêtre par exemple.

Une PAC console peut être simple flux ou double flux. Dans le premier cas, il y a une seule sortie d’air et elle peut être orientée vers le plafond ou vers le sol pour reproduire le confort qu’offre une cheminée.

Les dispositifs à double flux possèdent 2 sorties d’air et peuvent diffuser de l’air chaud dans les deux directions à la fois.

À l’instar des dispositifs muraux classiques, les pompes à chaleur consoles sont faciles à installer et n’exigent pas d’importants travaux. Plusieurs blocs consoles peuvent également être connectés à une même unité externe.

Maintenance de la pompe à chaleur air-air

Une pompe à chaleur air-air a besoin d’une maintenance régulière pour bien fonctionner sur le long terme.

La loi impose un entretien annuel obligatoire pour les dispositifs dont la puissance est comprise entre 4 et 70 kW. Seul un installateur professionnel est habilité à réaliser cette opération. Durant l’entretien, il vérifiera l’étanchéité du circuit de fluide frigorigène et le bon fonctionnement des systèmes en place : filtres, connexions électriques, ventilateurs…

En dehors de cela, il est important de garder les unités de votre PAC propres.

Le filtre à air de l’unité intérieur doit être nettoyé au moins deux fois par mois avec un aspirateur et de l’eau savonneuse.
Par ailleurs, le bloc extérieur doit être bien couvert en cas de mise à l’arrêt pendant plusieurs jours.

Pompe à chaleur air-eau

À l’instar de la PAC air-air, la pompe à chaleur air-eau utilise l’air comme source d’énergie et un fluide frigorigène en tant que liquide caloporteur. Le fonctionnement des deux systèmes est donc fondamentalement le même.

La seule différence ici se trouve au niveau du mode de transmission de la chaleur produite.
Pour une PAC air-eau, lorsque le fluide frigorigène récupère les calories et passe à l’état gazeux, il injecte la chaleur ainsi produite dans le circuit hydraulique de la maison pour chauffer l’eau.

Celle-ci sera ensuite utilisée pour alimenter les radiateurs basse température et le plancher chauffant afin de maintenir une température chaleureuse à l’intérieur de l’habitation.
L’eau sert donc en quelque sorte à transporter la chaleur.

Il existe certains modèles de pompes à chaleur air-eau qui permettent à la fois de chauffer de l’eau et de diffuser directement de la chaleur. Ils ne sont cependant pas très répandus.

Types unités pompe à chaleur air-eau

Selon le nombre d’unités qu’elle possède, une pompe à chaleur air eau peut-être monobloc ou bi bloc. Ces deux modèles répondent aux mêmes besoins, mais ne fonctionnent pas de la même manière.

Monobloc

Comme son nom l’indique, la PAC air-eau monobloc possède une seule unité. Nous pouvons l’installer à l’extérieur de la maison et elle fonctionne comme un dispositif tout-en-un.

Elle puise l’énergie dans l’air, fait monter sa température et la transforme directement en chaleur dans son circuit compact.
Tous les éléments nécessaires pour le fonctionnement du circuit frigorifique sont regroupés dans cette unité unique :

• Évaporateur
• Condenseur
• Compresseur
• Détenteur
• Fluide frigorigène

Le tout est hermétiquement scellé en usine, ce qui évite à l’installateur de devoir manipuler le liquide caloporteur, comme c’est le cas avec les modèles bi bloc.

L’unique unité de la PAC air-eau monobloc est reliée aux appareils émetteurs du logement (radiateurs, planchers chauffants) par le moyen d’une canalisation hydraulique.

Ce dispositif présente l’avantage d’être très peu encombrant.

Il offre un gain d’espace non négligeable à l’intérieur de la maison.

De plus, il est très facile à installer et ne nécessite pas l’intervention d’un frigoriste. Il est adapté au logement neuf comme à la rénovation.

Il faut noter que pour les logements qui disposent d’une grande surface, l’installation d’un circulateur à l’intérieur du logement est nécessaire pour que la PAC monobloc puisse offrir d’excellentes performances.

Bi bloc

Encore appelée split, la pompe à chaleur air-eau bi bloc est le modèle le plus courant. Elle est composée de deux unités distinctes qui jouent des rôles bien précis.
L’unité extérieure est semblable à celle d’une PAC air-air. Elle capte les calories présentes dans l’air et réchauffe le liquide caloporteur afin de déclencher son évaporation.

L’unité intérieure quant à elle est un module hydraulique. Il reçoit le liquide à basse pression et transfère la chaleur qu’il contient vers le système de chauffage central ou les équipements émetteurs.

Ce fonctionnement en deux temps permet à la PAC air-eau bi bloc d’offrir un niveau de performance élevé. L’installation du dispositif doit être confiée à un frigoriste professionnel.

Maintenance pompe à chaleur air eau

L’obligation d’entretien annuel s’applique également aux pompes à chaleur air-eau qui ont une puissance comprise entre 4 et 70 kW.

Les points de contrôle comprennent entre autres les équipements émetteurs, les circulateurs, les accessoires hydrauliques et les équipements électriques.

Il faut faire appel à un installateur expérimenté pour réaliser ces vérifications.

En dehors de ce que la loi exige, il est important de veiller à ce que des débris ne s’incrustent pas dans le bloc extérieur de votre PAC air-eau.

Un nettoyage régulier au chiffon est nécessaire.
Les alentours immédiats de l’unité doivent également être bien dégagés.

Enfin, tous les 5 ans un changement de fluide est nécessaire.

Ballon thermodynamique

Un ballon thermodynamique est un dispositif de production d’eau chaude sanitaire. Il est composé d’un réservoir de stockage d’eau et d’une pompe à chaleur.
Son principe de fonctionnement est semblable à celui d’une PAC air-eau classique.

Le ventilateur du ballon aspire l’air et transfère les calories qu’il contient au fluide frigorigène en le réchauffant.

Le liquide passe ensuite à l’état gazeux et il est comprimé avant d’être transféré vers le réservoir pour le chauffage de l’eau. Après cela, le fluide frigorigène repasse à l’état liquide et le cycle recommence.

Les ballons thermodynamiques sont également équipés d’une résistance électrique qui prend le relais lorsque la température ambiante est très basse.

Types de ballons thermodynamiques

Il existe deux types de ballons thermodynamiques : les modèles monobloc et les modèles bi bloc.

Monobloc

Le ballon thermodynamique monobloc est un dispositif d’intérieur qui ressemble beaucoup à un chauffe-eau classique. La partie supérieure de l’appareil (au-dessus de la cuve) contient l’évaporateur et le compresseur du circuit frigorifique.
Le condensateur quant à lui est directement enroulé autour du réservoir d’eau.

L’appareil possède deux bouches, une pour l’entrée et une pour la sortie de l’air.

Ce type de ballon thermodynamique peut fonctionner soit sur air ambiant soit sur air extérieur. Dans le premier cas, il faut une surface bien aérée de 10 m² au moins pour que l’appareil puisse tourner correctement.

Les pièces de vie chauffées sont à éviter. Cette contrainte ne s’applique pas au modèle sur air extérieur qui peut être installé n’importe où dans la maison.

Bi bloc

Le ballon thermodynamique bi bloc ou split possède une pompe à chaleur externe qui est reliée au réservoir d’eau par une liaison frigorifique.

Il fonctionne sur air extérieur et ne génère aucune nuisance sonore à l’intérieur de la maison.

La distance entre les deux unités peut aller de 5 à 20 mètres selon les fabricants.

Ce dispositif offre ainsi plus de liberté sur le choix de l’emplacement de la cuve.

Maintenance d’un ballon thermodynamique

Les différents composants d’un ballon thermodynamique ont besoin d’une maintenance régulière pour rester en bon état.
Au moins une fois par an, il faut veiller à dépoussiérer l’évaporateur ainsi que les grilles de l’unité extérieure.
La cuve doit être débarrassée de son dépôt de calcaire tous les 18 mois au moins.
Cela permet d’éviter les pannes.
La vidange n’est pas une opération de maintenance obligatoire, mais elle peut le devenir si l’appareil reste inutilisé pendant longtemps dans un local soumis au gel.