L'air, le sol et l'eau qui nous entourent sont en permanence chargés d'énergie calorifique. Cette chaleur omniprésente dans notre environnement peut être utilisée et c'est là qu'intervient la pompe à chaleur. C'est sans nul doute l'une des inventions les plus utiles du siècle dernier même si elle n'a été reconnue comme telle que cinquante ans plus tard. C'est en 1931 que la première pompe à chaleur voit le jour mais ce n'est qu'après les chocs pétroliers des années 70 que son utilité a été reconnue par le public. S'il fallait définir le principe de la pompe à chaleur en une phrase, il suffirait de citer Antoine Lavoisier : « Rien ne se perd, rien ne se crée, tout se transforme.». Grâce à ce principe, la pompe à chaleur divise par 3 votre facture de chauffage.
La pompe à chaleur est l’un des systèmes d’exploitation d’énergies renouvelables les plus utilisés pour la préservation de l’environnement. Que ce soit dans le sol, dans l'air ou dans l'eau, il y a de la chaleur utilisable gratuitement et produite naturellement. C'est cette énergie que va utiliser la pompe à chaleur pour chauffer un logement avec une consommation minime d'énergie. La pompe à chaleur peut être réversible et ainsi servir non seulement pour réchauffer une maison l'hiver mais aussi pour la rafraichir l'été en inversant le procédé. Elle peut aussi être combinée à un chauffe-eau pour faire ce que l'on nomme un ballon thermodynamique ou être couplée à des panneaux solaires qui couvriront les faibles besoins en électricité de la pompe à chaleur et la rendront autonome. S'il y a un défaut à la PAC, c'est sa baisse d'efficacité lorsque le mercure atteint des valeurs extrêmes, surtout pour les pompes à chaleur aérothermiques.
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Le fonctionnement de la pompe à chaleur est différent de celui des autres systèmes de chauffage. Au lieu de transformer une énergie en chaleur, elle récupère de la chaleur à un endroit et la transmet à un autre. En pratique, elle transfère l'énergie calorifique de l'extérieur pour réchauffer l'intérieur de l'habitat. La pompe à chaleur utilise de l'électricité pour son fonctionnement et ses détracteurs pointent du doigt cette utilisation d'énergie non propre. Cependant, l'énergie produite par rapport au peu d'énergie consommée en fait un système de chauffage très performant pouvant atteindre des rendements supérieurs à 400 % et beaucoup plus écologique que les chauffages conventionnels.
On peut identifier 4 étapes distinctes dans le fonctionnement d'une pompe à chaleur, à savoir :
Au cours de la première étape, la PAC récupère les calories contenues dans l'air, dans l'eau ou dans le sol qui fait s'évaporer le fluide frigorigène dans l'évaporateur, accumulant ainsi de l'énergie. Ensuite, le compresseur rentre en action pour augmenter la pression de la vapeur. C'est là que l'énergie électrique est utilisée pour alimenter le mouvement mécanique qui comprime la vapeur, entrainant une hausse de sa température. Une fois la vapeur compressée, elle passe dans le condensateur où le fluide frigorigène reprend son état liquide. En se condensant, le fluide perd de l'énergie et c'est cette énergie qui permet de chauffer le logement.
Le liquide à haute pression continue son chemin dans le circuit fermé et sa pression est diminuée dans le détendeur avant de repasser par l'évaporateur et de recommencer un cycle. Une pompe à chaleur peut être utilisée pour autre chose que l'alimentation des radiateurs, elle peut par exemple permettre de chauffer une piscine ou de produire l'eau chaude sanitaire. Dans le cas d'une Pompe à chaleur réversible, ce circuit peut prendre le sens inverse et permettra d'évacuer la chaleur de l'intérieur.
La pompe à chaleur Air Air fait partie des pompes à chaleur aérothermiques, le premier des deux grands types de pac. C'est le modèle le plus couramment installé. Elle récupère l'énergie de l'air ambiant extérieur pour réchauffer ou refroidir au besoin l'air intérieur. Cette pompe à chaleur est reliée à un ventilo-convecteur qui rejette l'air chaud à l'intérieur de l'habitat. Les modèles de pompe à chaleur Air Air réversible fonctionnent sur le même principe, mais permettent en plus de capter l'air chaud à l'intérieur de la maison pour l'évacuer vers l'extérieur et ainsi climatiser son logement.
La PAC Air Air est très simple à mettre en place. Au cours de l’installation, vous n’avez pas besoin de fournir de dossiers administratifs, ou de demander de permis de construire. Que ce soit dans un appartement ou dans une maison, vous pouvez installer une pompe à chaleur Air Air, il suffit d'avoir un accès à l'air extérieur, elle est adaptée à tout type d’habitation. Le coût d’une PAC Air Air dépend de la superficie de l’espace que vous voulez chauffer. Cela s’explique par le nombre de diffuseurs que les techniciens doivent mettre en place pour pouvoir couvrir la surface habitable. La pompe à chaleur Air Air est la moins chère des différentes PAC et elle est éligible à la prime énergie. Proposant un rendement inférieur aux modèles Air Eau ou Eau Eau, elle compense ce déficit par sa versatilité en pouvant jouer le rôle de climatiseur dans les périodes de grande chaleur.
Malgré ses nombreux avantages, la PAC Air Air a quand même quelques points faibles. Premièrement, puisque la pompe à chaleur capte directement l'énergie calorifique de l'air ambiant, son rendement est fonction de la température extérieure. Plus exactement, la PAC est moins performante si l'air qu'elle capte est froid. Dans une ville ou une région un peu chaude, la PAC Air Air est moins performante pour la production de chaleur. Dans le cas de températures trop basses, la pompe à chaleur consommera plus d'énergie pour chauffer le fluide et perdra alors une grande partie de son intérêt écologique. Dans certaines situations, il peut tout de même être intéressant de combiner une pompe à chaleur Air Air et une chaudière écologique, de type condensation ou biomasse, qui remplacera la PAC Air Air lorsque la température extérieure ne permet pas un bon rendement.
La pompe à chaleur Air Eau est assez similaire à la pompe à chaleur Air Air si ce n'est qu'au lieu d'être directement rejetée dans l'air de l'habitat, la chaleur captée sert à chauffer l’eau qui alimente les radiateurs du logement. A l’instar de la pac Air Air, elle rentre dans la catégorie des pompes à chaleur aérothermiques et se compose de deux unités distinctes. L'unité extérieure est là pour capter l'énergie, elle peut être posée sur un balcon, dans un jardin ou même une cours. L'unité intérieure quant à elle est connectée au réseau de chauffage central et permettra d'alimenter en eau chaude les radiateurs de la maison. La liaison entre les deux se fait là aussi grâce au fluide frigorigène qui permet de transférer la chaleur de l'air environnant au réseau de chauffage.
L'installation d'une pompe à chaleur Air Eau ne nécessite aucune démarche administrative. Elle est également simple à installer, seul le raccordement au réseau de chauffage central peut s'avérer fastidieux. Son prix est légèrement supérieur à celui de la PAC Air Air mais en plus d'être éligible à la prime énergie, elle est éligible au crédit d'impôt 2014 qui permet de bénéficier d'avantages fiscaux pouvant aller jusqu'à 25 % du prix des travaux, les deux aides au financement étant cumulables il est possible de profiter d'une PAC Air Eau à bon prix. Les plus performantes des pompes à chaleur Air Eau peuvent fonctionner jusqu'à une température extérieure de -20 °C et à température normale ; avec une bonne isolation thermique, elles peuvent, grâce à des rendements dépassant les 400 %, intégralement chauffer un logement avec une consommation d'électricité dérisoire.
Quelques inconvénients ont été constatés sur l’utilisation de la PAC Air Eau. La performance de ce système a tendance à baisser lors des périodes de grand froid. La baisse de rendement qui en découle force à réalimenter de manière classique le chauffage. Le recours à une résistance électrique est dans ce cas recommandé, mais peut générer un surplus de consommation d’électricité. Il est également possible d’opter pour une chaudière écologique comme une chaudière à condensation ou une chaudière à granulés pour prendre le relais lors des températures extrêmes. Certains modèles de pompes à chaleur Air Eau peuvent émettre des bruits gênants et nécessitent donc d'être installés loin des pièces à vivre. Une machine insonorisée permet d’éviter ce désagrément mais coûte plus cher à l'achat.
Les pompes à chaleur air eau et les pompes à chaleurs air air sont des appareils qui permettent de vraies économies d'énergie et valorisent réellement les énergies renouvelables. De nombreuses aides financières existent pour l'installation de ces produits et permettent d'accéder à un chauffage écologique à moindres frais.
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