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Fonctionnement pompe à chaleur

Les pompes à chaleur ou PAC sont des appareils qui servent à pomper des calories d’une source extérieure pour les restituer dans un milieu intérieur, bien isolé. Plusieurs sources d’énergie sont utilisées par les PAC. De fait, il existe différents types de PAC : les PAC air-air, les PAC sol-eau, les PAC air-eau et les PAC eau-eau. Leur fonctionnement se fait suivant un certain principe que nous vous présentons dans la suite.

Fonctionnement général des pompes à chaleurs

La capacité d’une PAC à retirer la chaleur d’une source externe (air, sol, eau) pour la transmettre à une source froide (l’habitat) se fait grâce à un dispositif intégré. Ce dispositif est composé d’un générateur à compresseur, d’un évaporateur, d’un détendeur et d’un condensateur.

En effet :

  • le fluide frigorifique de la pompe à chaleur prélève les calories présentes dans une source extérieure de chaleur. Cette récupération de la chaleur externe augmente la température du fluide et le fait passer de l’état liquide à l’état d’ébullition puis à l’état gazeux à -5 °C, parfois à -25 °C pour les pompes à chaleur les plus performantes.
  • Le compresseur de la PAC, alimenté par un moteur électrique, aspire, compresse et chauffe la vapeur créée puis l’envoie sous une haute pression au condensateur.
  • Le condensateur à son tour récupère directement ou par le biais d’un circuit d’échange d’eau, les calories de la vapeur sous haute pression du liquide réfrigérant. Par condensation, le gaz repasse à l’état liquide.
  • À ce niveau, le détendeur diminue la pression du fluide frigorigène et peut donc activer la phase d’évaporation. La chaleur acquise est alors distillée à l’intérieur d’un logement.

Nous distinguons aussi des pompes à chaleur qui fonctionnent avec des capteurs solaires. Le principe reste le même. L’accumulation de chaleur captée par le panneau solaire est récupérée par le fluide caloporteur, et transmise vers un circuit de stockage d’eau chaude, ou par le processus détaillé plus haut, permet de chauffer un local.

Spécificités du fonctionnement des différentes pompes à chaleur

Puisqu’il existe différents types de pompes à chaleur, le mode d’aspiration de la chaleur est influencé par la source d’énergie et le système de diffusion thermique.

  • Les PAC air-air chauffent directement l’air intérieur d’un logement en retirant les calories de l’air extérieur. En savoir plus le fonctionnement de la pompe à chaleur air-air.
  • Les PAC air-eau utilisent la chaleur présente dans l’air ambiant pour chauffer l’eau du circuit de chauffage pour la production d’eau chaude sanitaire. En savoir plus le fonctionnement de la pompe à chaleur air-eau.
  • Les PAC piscine utilisent principalement l'air extérieur. En savoir plus sur le fonctionnement de la pompe à chaleur piscine.
  • Les PAC sol-eau puisent la chaleur du sol pour chauffer l’eau de leur circuit de chauffage. Leur installation nécessite la mise en place d’une sonde géothermique qui peut être verticale ou horizontale et de longueur plus ou moins importante. Il faut par ailleurs la disponibilité d’une nappe ou d’un point d’eau à proximité.
  • Quant aux PAC eau-eau, le chauffage de l’eau du circuit de chauffage se fait par extraction de la chaleur contenue dans un cours d’eau, une rivière, une nappe d’eau souterraine, un lac, etc.

Le fonctionnement d’une PAC eau-eau et d’une PAC air-eau nécessite l’installation de radiateurs à basse température et/ou d’un plancher chauffant.