Échangeur d'une PAC aérothermique captant des calories dans l’air extérieur (©Marguier)
La pompe à chaleur aérothermique constitue un moyen de chauffage alternatif à l’électricité et aux autres moyens de chauffage traditionnels (bois, gaz, etc.). Elle peut aussi refroidir des pièces.
Principes
L’air contient toujours de la chaleur, y compris à des températures négatives (jusqu’au zéro absolu, soit-273,15°C). L’aérothermie consiste à exploiter cette chaleur dans l’air, tout comme la géothermie consiste à exploiter la chaleur du sous-sol terrestre ou l’aquathermie celle de l’eau.
Ce procédé est éco-énergétique et économique, car il utilise une source d'énergie renouvelable et peut fournir plus d'énergie qu'il n'en consomme, réduisant ainsi les coûts de fonctionnement par rapport aux systèmes de chauffage et de climatisation traditionnels.
Chauffage par aérothermie
L’énergie calorifique contenue dans l’air est récupérée par l’intermédiaire d’une pompe à chaleur dite aérothermique avec des cycles compression/décompression.
A l’intérieur de la pompe à chaleur, un fluide frigorigène qui a pour principale propriété de bouillir à basse température circule à une température inférieure à celle de l’air extérieur. Les calories présentes dans cet air extérieur sont captées et transmises :
- à l’air intérieur (pompe à chaleur air / air) ;
- ou à un circuit d’eau (pompe à chaleur air / eau) alimentant par exemple un plancher chauffant ou des radiateurs.
La performance d’un tel système peut diminuer avec la baisse de la température de l’air extérieur. Dans certains cas, un chauffage d’appoint est parfois nécessaire pour prendre le relais de ce type de pompe à chaleur. Notons que la plupart des modèles de pompes à chaleur aérothermiques sont désormais réversibles et permettent également de climatiser le logement si besoin.
Climatisation par aérothermie
La climatisation par aérothermie utilise l'énergie thermique de l'air extérieur pour refroidir ou chauffer l'intérieur d'un bâtiment. Ce système fonctionne grâce à un cycle thermodynamique qui extrait la chaleur de l'air extérieur à l'aide d'un fluide frigorigène, même à basse température, pour la rejeter à l'intérieur en mode chauffage ou l'évacuer à l'extérieur en mode climatisation.
La plupart des pompes à chaleur air-air ont un mode chaud et froid.
PAC air-air
La pompe à chaleur air-air fonctionne en captant l'énergie thermique de l'air extérieur pour la transférer à l'intérieur d'un bâtiment, permettant ainsi de chauffer ou de refroidir les espaces de vie. Ce système utilise un fluide frigorigène pour extraire la chaleur de l'air extérieur, même par temps froid, et la distribuer à l'intérieur via des unités intérieures soufflantes. En été, le processus peut être inversé pour évacuer la chaleur intérieure vers l'extérieur, assurant ainsi une fonction de climatisation. La PAC air-air est particulièrement appréciée pour son efficacité énergétique et sa capacité à fournir une température confortable tout au long de l'année, tout en réduisant la consommation d'énergie par rapport aux systèmes de chauffage et de climatisation traditionnels.
L'installation de la PAC air-air est relativement simple et ne nécessite pas de réseau de distribution complexe, ce qui la rend adaptée à une variété de bâtiments résidentiels et commerciaux. Cependant, son efficacité peut varier en fonction des conditions climatiques, et elle peut être moins performante par temps très froid.
Toutefois, les utilisateurs doivent être conscients du bruit potentiel des unités extérieures et intérieures, bien que les modèles modernes tendent à être plus silencieux.
PAC air-eau
La pompe à chaleur air-eau fonctionne en captant la chaleur de l'air extérieur pour la transférer à un circuit d'eau, utilisé ensuite pour le chauffage des espaces intérieurs ou la production d'eau chaude sanitaire. Ce système utilise un cycle thermodynamique similaire à celui de la PAC air-air, mais au lieu de diffuser la chaleur via des unités d'air soufflé, elle l'achemine à travers un système hydraulique, comme des radiateurs, un plancher chauffant ou des ventilo-convecteurs.
L'un des principaux avantages de la PAC air-eau est sa capacité à fournir à la fois du chauffage et de l'eau chaude sanitaire, offrant une solution complète pour les besoins énergétiques domestiques. Elle est particulièrement adaptée aux climats modérés, mais des modèles avancés peuvent fonctionner efficacement même par basses températures. L'installation peut être plus complexe et coûteuse par rapport à la PAC air-air, en raison de la nécessité de connecter le système à un réseau de distribution d'eau. Cependant, les économies d'énergie réalisées sur le long terme en font une option attrayante pour les propriétaires cherchant à améliorer l'efficacité énergétique de leur domicile.
Coefficient de Performance (COP)
Le Coefficient de Performance des pompes à chaleur est une mesure de leur efficacité énergétique, définie comme le rapport entre la quantité de chaleur produite et l'énergie électrique consommée. Par exemple, une PAC avec un COP de 4 génère 4 kWh de chaleur pour chaque kWh d'électricité consommé.
Un COP élevé indique une meilleure efficacité, ce qui signifie des coûts énergétiques réduits.
Différence avec la géothermie
La géothermie et l'aérothermie diffèrent principalement par la source de chaleur qu'elles exploitent. Les pompes à chaleur géothermiques utilisent la chaleur stable du sol ou des nappes phréatiques pour chauffer et rafraîchir les bâtiments, ce qui implique généralement l'installation de capteurs enterrés ou de forages. En revanche, les pompes à chaleur aérothermiques puisent la chaleur de l'air extérieur.
Alors que la géothermie offre une performance plus constante tout au long de l'année, indépendamment des variations climatiques, les PAC aérothermiques voient leur efficacité diminuer par temps très froid. La géothermie tend à être plus coûteuse à installer en raison des travaux de forage, mais elle peut offrir des économies énergétiques significatives et une grande fiabilité à long terme.
