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Principe de la pompe à chaleur (PAC)

Bon à savoir

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Des calories gratuites

Une pompe à chaleur (PAC) prélève des calories gratuites et renouvelables dans l'air, l'eau ou le sol, et les transmet au système de chauffage de la maison : unité intérieure de la PAC, plancher chauffant et/ou radiateurs à basse température et parfois, également, à la production d'eau chaude sanitaire.

Une PAC est un générateur thermodynamique dont le fonctionnement repose sur un circuit frigorifique à compression. Fermé et étanche, ce circuit utilise un fluide frigorigène qui change d'état physique, tantôt vapeur, tantôt fluide, selon la pression à laquelle il est soumis dans chaque partie du circuit. Ce phénomène provoque d'un côté l'absorption de chaleur (vapeur), et de l'autre un dégagement de chaleur (fluide). Pour réaliser ce transfert, le circuit comporte deux échangeurs (un évaporateur et un condenseur), un compresseur et un détendeur.

Elle fonctionne selon le même principe qu'un réfrigérateur. Ce dernier puise la chaleur des aliments entreposés à l'intérieur, ce qui en abaisse la température, et la rejette à l'extérieur, dans l'air de la cuisine. Une PAC, quant à elle, transfère la chaleur captée sur une source froide (air, eau ou sol) à une source chaude (installation de chauffage). Pour simplifier, on peut dire qu'une PAC prélève des calories dans le milieu naturel, augmente leur température, et restitue une chaleur plus élevée dans l'habitation.


Quelles sont les performances énergétiques des PAC ?

Le compresseur et le(s) ventilateur(s) du système consomment de l'énergie électrique pour fonctionner. Cependant, comme les calories prélevées sont gratuites et qu'une grande partie de l'électricité fournie au compresseur est transformée en chaleur, la PAC consomme moins d'énergie qu'elle n'en fournit. Par exemple, pour 1 kWh d'électricité consommé, elle restitue 3 kWh de chauffage. Cette performance s'exprime par le Coefficient Opérationnel de Performance (COP), qui dépend de la puissance calorifique de la PAC, de la consommation d'électricité (puissance absorbée), et du milieu où sont prélevées les calories.

Ces valeurs sont mesurées en fonction d'une température extérieure (par exemple + 7° C) et de la température de l'eau chaude restituée aux émetteurs de chaleur (par exemple + 35 °C). Les performances et les valeurs annoncées dans les catalogues des fabricants ne sont pas toujours comparables, car mesurées différemment. Ainsi, à + 7° C/35° C, le COP sera supérieur à 3. À – 7° C/+ 35° C, il sera inférieur à 2. Pour les PAC annonçant un fonctionnement jusqu'à – 15, voire – 20° C, le COP sera proche de 1. Il faut choisir des produits certifiés Eurovent (ou NF PAC) pour avoir connaissance des puissances et des performances des PAC selon les normes européennes. On retrouve ces indications sur les étiquettes “énergie”, affichées obligatoirement sur les appareils de moins de 12 kW, ainsi que l'EER, Efficacité Énergétique Frigorifique, représentant la performance énergétique de la PAC fonctionnant en mode rafraîchissement.


Basse ou haute température

Les PAC autres que air/air fournissent de l'eau chaude à basse température, égale ou inférieure à 50° C, ce qui implique des émetteurs de chaleur en conséquence : plancher chauffant en neuf ou en rénovation lourde et/ou radiateurs à “chaleur douce” (basse température).

Dans une maison existante, en remplacement ou en complément d'une chaudière, la PAC doit fournir une température d'eau supérieure. Il faut choisir une PAC à “moyenne température” (60° C) lorsque les radiateurs ne sont pas trop anciens (moins de 20 ans) et en acier. Sinon, il existe des PAC à “haute température” qui délivrent une température de chauffage jusqu'à 65° C, ou à “très haute température”, 75° C, voire 85° C pour les plus performantes.

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Principe de la pompe à chaleur (PAC) : 2 conseils pour bien choisir