Pompes à Chaleur
TYPES DE POMPES À CHALEUR
Les pompes à chaleur sont une solution innovante pour le chauffage et la climatisation économiques et efficaces des bâtiments domestiques et administratifs. Les pompes à chaleur peuvent être classées comme une source d'énergie renouvelable, car elles utilisent des ressources inépuisables telles que l'air, l'eau et la terre. Il s'agit d'une solution moderne et écologique qui prend en compte les besoins humains et protège l'environnement.
Les pompes à chaleur sont l'une des méthodes les moins courantes mais les plus efficaces pour le chauffage ou la climatisation. Ce sont des circuits fermés qui utilisent l'énergie gratuite de l'environnement et nécessitent presque aucun coût d'entretien et d'utilisation. De plus, la consommation électrique est minimale car elle est utilisée uniquement pour le transport de la chaleur d'un endroit à un autre. Bien qu'elles nécessitent un investissement initial plus élevé, les pompes à chaleur ont une consommation d'énergie beaucoup plus faible à long terme par rapport à tout autre type de système. L'efficacité énergétique des pompes à chaleur est de la plus haute classe.
Un autre avantage est que les pompes à chaleur sont entièrement automatiques, compactes, fiables, sûres et faciles à utiliser. Elles offrent un chauffage, une climatisation et une production d'eau chaude domestique complexes et toute l'année.
Pour évaluer l'efficacité et choisir entre différents types de pompes à chaleur, deux coefficients sont utilisés :
COP - Coefficient de Performance, qui montre le rapport entre la production de chaleur et l'électricité consommée. Une valeur de COP plus élevée signifie une pompe à chaleur plus efficace. EER - Energy Efficiency Ratio montrant le même rapport mais en mode refroidissement. Selon la réglementation de l'UE 206/2012, ces anciens coefficients ont été remplacés par de nouveaux, et les fabricants sont tenus de les déclarer sur les étiquettes.
SEER - Seasonal Energy Efficiency Ratio, montrant l'efficacité en mode refroidissement. SCOP - Seasonal Coefficient of Performance, qui montre le rapport entre la production de chaleur générée pendant la saison de chauffage et l'électricité consommée pendant toute la saison.
La classification des pompes à chaleur est basée sur la manière dont elles utilisent les ressources naturelles, c'est-à-dire la source d'énergie thermique. Les types les plus courants extraient la chaleur de l'air, de l'eau ou du sous-sol.
Pompes à chaleur aérothermiques
Elles extraient l'énergie de l'air ambiant. Leur avantage est le prix relativement bas et le COP élevé, mais ce coefficient est fortement influencé par les conditions atmosphériques et varie en fonction de la température extérieure. Les pompes à chaleur aérothermiques n'assurent pas un chauffage uniforme des pièces en raison de la circulation de l'air et peuvent être bruyantes.
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Pompes à chaleur air-air : elles sont constituées de deux sections ventilateurs distinctes (externe et interne). Elles fonctionnent de la même manière qu'un climatiseur et peuvent être monobloc ou en système split. Ce type de pompes à chaleur a un SCOP de 10% à 30% inférieur par rapport aux autres types. En période hivernale, en raison des températures plus basses, il est possible de former de l'air sur la surface de l'évaporateur.
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Pompes à chaleur air-eau : également appelées refroidisseurs. Elles sont composées d'un échangeur de chaleur externe (évaporateur) installé à l'extérieur et d'un échangeur de chaleur interne (condenseur). Elles fonctionnent de la même manière qu'un réfrigérateur en transformant l'énergie à basse température de l'air extérieur en énergie à haute température pour le chauffage et les besoins domestiques.
En fonction de la température maximale de l'eau circulant dans l'installation, les pompes à chaleur air-eau peuvent être :
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Pompes à chaleur basse température (température de l'eau jusqu'à 60 °C).
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Pompes à chaleur haute température (température jusqu'à 80 °C).
En fonction de leur conception, ces pompes à chaleur peuvent être :
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Pompes à chaleur basse température de type split. Ces pompes à chaleur ont un corps externe (où le compresseur est installé) et un corps interne (hydrobox). La connexion entre les deux parties se fait avec du fréon circulant à travers des tuyaux.
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Pompes à chaleur basse température de type monobloc. Ce type n'a pas de corps interne, ce qui constitue son plus grand avantage. Ces pompes à chaleur chauffent l'eau dans le corps extérieur qui est directement connecté au système de chauffage central du bâtiment. Ce type de pompes à chaleur a un investissement initial plus faible, une grande efficacité, elles sont sûres et ont une longue durée de vie.
Le principal inconvénient des pompes à chaleur monobloc est que l'eau circule à l'extérieur du bâtiment et, si les températures sont très basses (et que la pompe à chaleur ne comporte pas de dispositifs de sécurité intégrés), l'eau peut geler. Il est recommandé d'utiliser des solutions d'eau spéciales, un fonctionnement continu ou un élément chauffant électrique pour éviter le gel. Dans les pays et les régions où la température ne descend pas en dessous de -20°C pendant de longues périodes, elles constituent une très bonne option.
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Pompes à chaleur haute température de type split. Elles sont principalement utilisées pour se connecter à des installations existantes, elles ne peuvent fonctionner qu'en mode chauffage et peuvent fournir de l'eau chaude domestique toute l'année.
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Pompes à chaleur de système central. Elles sont utilisées pour chauffer et climatiser de grands bâtiments, et un corps externe peut alimenter plusieurs maisons. L'avantage est un faible nombre de corps externes et des modules internes séparés (hydroboxes) pour chaque maison.
Pompes à chaleur hydrothermiques
Elles extraient la chaleur des masses d'eau souterraines qui ont une température constante de 7°C à 14°C à des profondeurs de 20 à 30 mètres. Ce type de pompes à chaleur a une très grande efficacité énergétique, mais leur installation nécessite une étude géothermique approfondie et éventuellement une autorisation pour forer de l'eau souterraine. Dans certaines zones protégées, l'utilisation de pompes à chaleur hydrothermiques est interdite.
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Pompes à chaleur eau-air : elles sont composées d'un échangeur de chaleur à travers lequel passe l'eau à température terrestre et d'un système de ventilation interne.
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Pompes à chaleur eau-eau : la source de chaleur est l'eau souterraine ou le sol. Elles ont deux échangeurs de chaleur distincts dans un seul corps. L'un fait passer l'eau souterraine et l'autre est connecté au système de chauffage central du bâtiment.
Pompes à chaleur géothermiques
Elles extraient la chaleur du sol ou de profondeurs importantes. L'énergie thermique dans le sol est pratiquement illimitée même avec des températures atmosphériques très basses. Le sol est un très bon accumulateur de chaleur car sa température est presque constante toute l'année. C'est pourquoi les pompes à chaleur géothermiques sont une manière très fiable de chauffer pendant les froids jours d'hiver. En plus de chauffer votre maison, vous pouvez compter sur les installations géothermiques pour la refroidir en été. L'utilisation de pompes à chaleur pour le refroidissement en climatisation dans le secteur domestique et industriel est une bonne alternative aux systèmes conventionnels de chaudières et de refroidisseurs. L'énergie économisée grâce aux pompes à chaleur géothermiques peut atteindre jusqu'à 75%. Pratiquement chaque pompe à chaleur utilisant une vanne est capable d'inverser les fonctions de l'évaporateur et du condenseur, ce qui signifie qu'elle fournira de la chaleur en hiver et du froid en été. Ce type de pompes à chaleur est très efficace et a une période de retour sur investissement très courte. Les pompes à chaleur géothermiques peuvent fournir de l'eau chaude domestique toute l'année avec des températures pouvant atteindre 60 °C, même pendant l'été.
Comment choisir une pompe à chaleur appropriée?
Le choix d'une pompe à chaleur dépend de plusieurs facteurs :
- Type de source d'énergie (air, eau, sol) ;
- Conditions climatiques ;
- Taille de l'espace à chauffer ;
- Budget pour l'installation et l'entretien ;
Questions fréquemment posées sur les pompes à chaleur
Comment fonctionne une pompe à chaleur ?
Les pompes à chaleur utilisent un compresseur et un fluide frigorigène pour transférer la chaleur de l'environnement extérieur vers l'intérieur de la maison.
Une pompe à chaleur peut-elle être utilisée pour le refroidissement ?
Oui, certaines pompes à chaleur disposent d'une fonction de refroidissement pour l'été.
Qu'est-ce qui est nécessaire pour l'installation d'une pompe à chaleur géothermique ?
Des forages et l'installation de tuyaux dans le sol sont nécessaires.
Quelle est la durée de vie d'une pompe à chaleur ?
Avec un entretien adéquat, elles peuvent durer 15 à 20 ans ou plus.
Qu'est-ce que le COP (coefficient de performance) ?
C'est un indicateur de l'efficacité de la pompe à chaleur qui montre le rapport entre l'énergie produite et l'énergie utilisée.
Les pompes à chaleur peuvent-elles remplacer complètement les systèmes de chauffage traditionnels ?
Dans de nombreux cas, oui, elles peuvent entièrement remplacer les systèmes de chauffage conventionnels.
Quel est le niveau sonore d'une pompe à chaleur en fonctionnement ?
Les pompes à chaleur modernes sont très silencieuses, mais il est toujours bon de vérifier les spécifications du modèle choisi.
Les pompes à chaleur peuvent-elles être intégrées aux systèmes de chauffage existants ?
Oui, certains modèles peuvent être combinés avec des systèmes existants pour plus de flexibilité et d'efficacité.
Pompes à chaleur aérothermiques