Pompe à chaleur : principes, modèles, avantages

Pompe à chaleur : principes, modèles, avantages

Qu’est-ce qu’une pompe à chaleur ? 

La pompe à chaleur est un appareil thermodynamique qui chauffe l’intérieur d’un logement. Elle peut rafraîchir l’intérieur en été en remplaçant une climatisation en plus de vous réchauffer en hiver.
Elle se compose d’une unité extérieure – elle réagit un peu comme un système de ventilation en aspirant les calories de l’air – et intérieure. 

Pour un bon fonctionnement, il est nécessaire qu’elle ait 4 éléments : 

  •     L’évaporateur : récupère les calories à l’extérieur et les transmet au fluide frigorigène qui prendra une forme gazeuse. 
  •     Le compresseur : il augmente la pression du gaz et le comprime pour le faire monter en température. 
  •     Le condenseur : distribue la chaleur du gaz à l’air ambiant ou à l’eau d’un radiateur pour le rendre fluide. 
  •     Le détendeur : abaisse la pression du fluide. 

La pompe à chaleur est un système de chauffage essentiellement alimenté par des énergies renouvelables. Cela peut être utile si on prend en compte l’augmentation des prix des énergies qui subissent des variations importantes. Prenons l’exemple de l’électricité : en 10 ans, le prix a augmenté de 60 %. La pompe à chaleur permet d’économiser. Cette solution s’adapte aussi bien au neuf qu’à la rénovation. 

Les types de pompes à chaleur  

Pompe à chaleur aérothermique

On estime le prix d’une PAC aérothermique entre 4 000 et 17 000 euros : 

  •     Air/air : c’est un système dit autonome qui récupère l’air extérieur qui est alors insufflé dans votre logement. Il n’est pas raccordé au chauffage central. Elle ne permet pas d’alimenter des radiateurs à eau ou un plancher chauffant. 
  •     Air/eau : Elle récupère également l’énergie présente à l’extérieur. La chaleur quant à elle se propage dans le circuit hydraulique. L’énergie sera transmise au chauffage central ainsi qu’au circuit d’eau chaude (plancher chauffant, ballon d’eau chaude ou encore radiateur à eau). 

Une grande majorité des Français la choisissent, car ils y retrouvent plus de facilités. 

Avantages : Idéale dans les régions tempérées, la pompe à chaleur aérothermique s’adapte à de nombreux logements. Elle permet de réchauffer votre logement en hiver et de le rafraîchir en été. Son prix est moins cher que la pompe à chaleur Géothermique. De lourds travaux ne sont pas indispensables pour cette installation.

 Inconvénients : La pompe à chaleur à aérothermie ne permet pas d’alimenter des radiateurs à eau ou un plancher chauffant. Elle fonctionne à l’aide d’un ventilateur ce qui peut faire du bruit. Le volume sonore se situe autour de 55 décibels en extérieur et de 35 décibels en intérieur. Vous veillerez, dans ce cas, à l’installer le plus loin des fenêtres de vos voisins. Lors des durs froids d’hiver, il est possible que votre pompe à chaleur ne chauffe pas correctement et pour cause, il est optimal au-dessus des -7 °C. Il faudra donc prévoir un chauffage d’appoint.   

 Pompe à chaleur géothermique

On estime le prix d’une pompe à chaleur à géothermie entre 7 000 et 20 000 euros : 

  •     Eau/Eau : Elle récupère de la chaleur présente directement dans le sol la nappe phréatique. La chaleur est ensuite distribuée dans le réseau d’eau chaude. C’est l’idéal pour chauffer un plancher chauffant et même l’eau chaude sanitaire. 
  •     Sol/Sol : Elle récupère l’énergie thermique naturellement présente dans le sol. Soit dans les nappes phréatiques, soit dans le sol directement. Elle distribue la chaleur à l’aide du chauffage central. 

Avantages : Convient aux émetteurs de chaleur à basse température. C’est une technologie performante à faible impact sur l’environnement. Elle convient aux régions froides. 

Inconvénients : Le budget est assez élevé. Les travaux d’installation nécessitent un espace conséquent et une autorisation spécifique qu’il est obligatoire de demander. Il faudra déclarer les travaux auprès de vos mairies et de la DRIRE (Direction Régionale de l’Industrie, de la Recherche et de l’Environnement).

La meilleure pompe à chaleur ?

Chaque logement est différent. Et les budgets de l’un n’est pas le même pour une autre personne. Pour savoir quelle serait la meilleure pompe à chaleur, il est nécessaire de déterminer vos besoins à l’aide d’une étude thermique. Elle permettra de déterminer les déperditions de chaleur de votre habitation. L’installateur vérifie : 

  •     L’isolation de l’habitation 
  •     Les habitudes de consommation 
  •     Les installations disponibles 
  •     L’âge de la maison 
  •     La hauteur sous plafond 

Cette étape est obligatoire dans le cas d’une construction neuve pour l’obtention du permis de construire RE 2020. Elle se révèle également indispensable pour l’obtention de l’Éco-Prêt à taux zéro. 

Par la suite, il faudra choisir la bonne puissance, le dimensionnement. C’est l’étape qui permet de déterminer la puissance de la pompe à chaleur. L’installateur se base sur la superficie de la zone à équiper, la température moyenne et extérieure, l’habitude de consommation, le diagnostic électrique et les émetteurs (radiateurs, planchers…). Il faudra également prendre en compte le terrain extérieur pour l’installation du récepteur, la localisation l’habitation et le résultat de l’étude thermique. 

Une PAC (pompe à chaleur) sous-dimensionnée n’apportera pas la chaleur nécessaire et une PAC surdimensionnée coûtera plus cher. Il est alors nécessaire de passer par toutes ces étapes pour trouver celle qui vous convient le plus. 

Dimensionnement d’une pompe à chaleur 

Il existe une manière pour vous de savoir quelle dimension sera la plus adaptée en fonction de votre situation. Quand on parle de dimension, on porte l’intérêt sur la taille et la puissance en rapport avec les besoins de chauffage du logement. Car une PAC surdimensionnée vous coûtera beaucoup plus cher sans de réelles raisons valables, créera des nuisances acoustiques et n’aura donc pas l’effet escompté. À l’inverse, une PAC sous-dimensionnée sera quasi inutile. 

Ces outils vous éclaireront dans vos choix et permettront notamment : 

  •      de faire une estimation de vos besoins ;
  •     de déterminer lesquels vous serviront à juste titre ;
  •     de schématiser de la manière la plus réelle votre PAC ;
  •     de connaître le montant qui vous sera demander pour les futurs travaux ;
  •     de savoir les estimations de consommation et les potentielles économies qui pourront être faits ;
  •     une illustration finale de votre objectif.

Logiciel dimensionnement pour pompe à chaleur : l’application pratique

Le dimensionnement se fait par rapport à un calcul mathématique, mais pas de panique pour ceux qui n’aiment pas les maths, il existe des outils dédiés. Ainsi, le programme PROFEEL « met à disposition des installateurs de pompes à chaleur l’application PAC’Réno [pour] faciliter le dimensionnement et le choix des pompes à chaleur lors d’une opération de rénovation d’habitat individuel. » Cette application est gratuite, vous la trouverez sur IOS comme sur Android. Elle se base sur six axes solides : faciliter, réaliser, faire, choisir, générer et améliorer. 

Un tel logiciel de dimensionnement vous permettra de connaître les typologies d’installations liées à l’aménagement d’une nouvelle PAC qu’elles soient air/air, air/eau, eau/eau. Vous aurez également la possibilité de pouvoir évaluer différentes approches, ou encore de faire des tests qui vous permettront de mieux choisir la PAC qui vous convient. Vous aurez droit à une démarche détaillée qui vous décrira les conditions d’utilisation et il vous sera possible de remarquer tous les changements nécessaires dans chaque pièce.

Le but de l’application est vraiment de pouvoir vous montrer ce qu’il adviendra de votre logement.  

Puissance pompe à chaleur pour 300 m²

La puissance de la pompe à chaleur se calcule en fonction du volume à chauffer, du coefficient de construction, de la température ambiante et de la température extérieure de base. 

Si on se base sur une surface de 300 m², on prendra dans un premier temps en considération le volume à chauffer. Ce calcul s’effectue en multipliant la surface par la hauteur sous plafond. 

Ensuite, il s’agira pour vous de connaître votre température extérieure de base. Cette dernière est définie selon une zone géographique qui est prise durant 5 jours consécutifs, ce sera la plus basse enregistrée. Elle est mise sous forme de tableau établie par la norme NF EN 12837. Ce tableau est composé de 9 zones (de A à I). 

Une fois ces informations prises, il faudra vous décider sur la température ambiante que vous désirez avoir chez vous. Généralement, on estime cette température entre 19 °C et 21 °C. Il sera nécessaire par la suite de connaître le coefficient de construction du logement, car cela permettra de calculer la puissance pour chauffer celle-ci. Entrera donc en compte la qualité de l’isolation thermique et les déperditions. Il faudra vous référer à la norme de régulation thermique (RT2012). 

Lorsque que vous aurez pris tous les éléments cités en compte, le calcul de la puissance de la pompe à chaleur pourra commencer. 

Formule : Puissance de la PAC = volume à chauffer X le coefficient de la construction X (température ambiante souhaitée – température extérieure de base) 

Exemple :
Pour une maison de 300 m², avec une hauteur sous plafond de 2,5 m, le volume est de 750 m³.
Température extérieure : en Ile-de-France donc zone D, altitude entre 400 m et 600 m = -9
Température ambiante : 20 °C
Coefficient de construction – RT : 0,7
Puissance de la PAC = 750 X 0,7 X ( 20 – ( -9 ) ) = 15225 watts

La puissance nécessaire sera donc de 15,22 Kw.

Existe-t-il des subventions ? 

Sur notre site, vous pouvez retrouver un article entièrement dédié aux subventions qu’il vous est possible d’obtenir. Cela ira des aides de l’État jusqu’aux aides régionales et/ou communales. Certaines sont cumulables entre elles. Et d’autres dépendent des revenus du foyer.

Logement

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