La pompe à chaleur est une solution qui existe depuis longtemps, mais son marché a connu une vraie émergence ces vingt dernières années. Pourquoi ? Elle fait valoir ses arguments comparée aux solutions thermiques classiques tant d’un point de vue économique qu’écologique. Son faible coût d’exploitation compense l’investissement de départ relativement onéreux.
Adaptée pour les projets du neuf que dans la rénovation, la pompe à chaleur est un système de chauffage qui peut fonctionner avec différents émetteurs de chaleur (plancher chauffant, radiateur, ventilo convecteur, etc.).
Dans cet article, nous vous proposons de découvrir :
- les origines de la pompe à chaleur,
- le fonctionnement des pompes à chaleur (en aérothermie et en géothermie),
- les types de PAC,
- le centre de compétence international PAC.
Histoire de la pompe à chaleur
La notion d’un appareil qui fonctionne à cycle thermodynamique a été introduite en 1835 par Jacob Perkins. Cependant, le vrai précurseur de la pompe à chaleur est William Thomson (Lord Kelvin).
En 1853, il présente son travail "De l'économie du chauffage ou du rafraîchissement des bâtiments au moyen d'écoulements d'air" qui explique le fonctionnement de la pompe à chaleur tel qu’il a été repris depuis.
Des événements historiques comme la Deuxième Guerre mondiale ont fait croître l’intérêt de ce système en Suisse. À cette époque, l’Allemagne ne pouvait plus satisfaire les besoins du marché suisse en combustibles. Par conséquent, la recherche de solutions alternatives a été initiée et une pompe à chaleur a été rapidement installée comme un système à compression de vapeur dans une piscine.
La mise en application a évolué depuis, surtout aux Etats-Unis où la technologie a été exploitée à plusieurs reprises comme un système de chauffage. Elle est revenue en Europe en 1938 pour continuer son développement avant de devenir la solution énergétique du futur pour la majorité des pays européens.
Alors, comment fonctionne cet appareil de nos jours ? Nous vous proposons de découvrir le fonctionnement actuel de la pompe à chaleur.
Comment fonctionne une pompe à chaleur aujourd'hui ?
Une pompe à chaleur est un système de chauffage et de rafraîchissement qui effectue des travaux mécaniques pour transférer l’énergie d’un environnement externe vers un logement.
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Pompe à chaleur - le système et ses sources d’énergie
En fonction des différentes sources calorifiques, on distingue la pompe à chaleur aérothermique de la pompe à chaleur géothermique.
Dans le premier cas de figure, le système puise des calories de l’air extérieur, utilisable et disponible partout. Cette énergie est gratuite et inépuisable. Cependant, pour faire fonctionner l'appareil, l'énergie gratuite est complétée par l'électricité. Ainsi, l’énergie électrique consommée est moins importante que celle produite par la PAC.
Dans le cas de la géothermie, la source d’énergie peut être l’eau ou le sol. Le sol est très efficace pour produire de la chaleur en raison de sa température relativement stable tout au long de l’année. La chaleur est captée par une sonde verticale ou par un capteur horizontal.
Si la PAC utilise des nappes phréatiques pour fonctionner, l’amplitude de la température extérieure est la plus faible des trois sources d’énergie. Cependant, la pompe à chaleur géothermique ne peut pas être installée partout. Elle est surtout adaptée aux projets de maisons neuves qui disposent d’une grande surface de captage.
Fonctionnement des pompes à chaleur aérothermiques
La pompe à chaleur aérothermique est équipée d’un ventilateur placé dans l’unité extérieure. Elle a comme objectif d’aspirer l’air qui est conduit vers l’évaporateur, en charge de vaporiser le fluide frigorigène par absorption de l’énergie. Le compresseur permet à la température de monter avant que le condenseur transforme en liquide la chaleur transmise dans le circuit de chauffage central. Enfin, le détendeur fait baisser la température de ce fluide frigorigène avant de le véhiculer de nouveau vers l’évaporateur. Ce cycle recommence en continu.
Fonctionnement de la pompe à chaleur géothermique
Comme nous l’avons précédemment abordé, dans ce cas la pompe à chaleur ira chercher la chaleur dans le sol ou dans l’eau. Que les capteurs soient posés verticalement ou horizontalement, du liquide glycolé circule dans un tube plastique. Son rôle est de capter la chaleur contenue dans le sol jusqu'à une profondeur de 100 mètres. En effet, la pompe à chaleur capte la chaleur grâce à l’humidité du sol. Plus il est humide, meilleure sera l’extraction.
Différents systèmes de pompe à chaleur
En aérothermie, nous distinguons deux types de systèmes - la pompe à chaleur air air et la pompe à chaleur air eau :
- Pompe à chaleur air air : la quantité de chaleur nécessaire pour le bon fonctionnement est récupérée dans l’air extérieur et restituée à l’intérieur toujours sous forme d’air grâce à un ventilo-convecteur. Attention, c’est le seul type qui ne bénéficie pas d’aide financière de l'État.
- Pompe à chaleur air eau : les calories d’énergie sont puisées à l’extérieur grâce à un ventilateur, mais cette fois-ci elle est injectée directement dans le circuit de chauffage sous forme liquide pour ainsi chauffer, rafraîchir ou produire de l'eau chaude sanitaire.
En géothermie, on fait la différence entre les installations eau eau et les PAC sol/eau :
- Pompe à chaleur eau eau : son fonctionnement est basé sur le principe de l’aquathermie : la chaleur est captée sous terre, dans l’eau des nappes phréatiques, des lacs ou des rivières pour servir les besoins de chauffage et d’eau chaude sanitaire de votre foyer.
- Pompe à chaleur sol eau : le chauffage de votre logement est assuré par l’énergie puisée dans le sol.
Enfin, la pompe à chaleur hybride connaît un vrai succès ces dernières années. C’est une PAC qui utilise une chaudière comme chauffage d’appoint. Lors des jours de grands froids, l’autre générateur prend le dessus pour assurer le confort thermique dans le logement pour un meilleur rendement.
On parle aussi de pompe à chaleur réversible. Cette fonction vise les appareils qui sont capables d’assurer une double fonction : chauffage et rafraîchissement. Elle peut être aérothermique ou géothermique.
De Dietrich - pionnier dans la fabrication de pompes à chaleur
Moins de trente ans après le retour de la pompe à chaleur en Europe, De Dietrich commence à développer cette technologie. Pionnier sur le marché de la pompe à chaleur en France, nous avons conçu notre premier produit de ce type en 1981. En 2008, nous avons lancé une production de masse.
Fort de son expérience et compétences dans le domaine, notre équipe concentre tous ses efforts pour développer des pompes à chaleur puissantes et modernes qui garantissent des économies d’énergie importantes. Pour soutenir les recherches autour de la PAC, nous avons créé en 2017 le Centre de Compétence International “Pompe à chaleur”, la première structure de ce type.
Depuis, ce centre concentre tous nos savoir-faire pour fabriquer des modèles aboutis issus d’une réflexion approfondie en recherche et développement, industrialisation, achats et marketing.
Toujours inspirées par les besoins du marché, nos gammes de produits anticipent les attentes des consommateurs. Elles offrent des avantages majeurs qui les distinguent de la concurrence : performance énergétique remarquable, puissance de chauffe élevée, compacité et connectivité.
Vous voulez aller plus loin ?
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