Comment fonctionne une pompe à chaleur ?

Fonctionnement d’une pompe à chaleur

On dit souvent que le fonctionnement d’une pompe à chaleur est le même que celui d’un réfrigérateur, mais en sens inverse. Le réfrigérateur extrait la chaleur de son environnement intérieur et l’envoie à l’extérieur. De manière exactement contraire, la pompe à chaleur puise la chaleur dans l’environnement extérieur et la transfère à l’intérieur de votre maison pour la chauffer. 

Comme le réfrigérateur, elle le fait avec un réfrigérant. Ce faisant, elle extrait l’énergie thermique ou les « calories » de l’air, du sol ou des eaux souterraines. Même par des températures négatives, il y a des calories dans l’environnement, de sorte qu’une pompe à chaleur peut également fonctionner quand il gèle.  

Le « cœur de la pompe à chaleur » est le compresseur. Celui-ci comprime le réfrigérant liquide, ce qui le rend gazeux et augmente sa température. Avez-vous déjà approché le doigt de l’orifice d’une pompe à vélo ? Vous savez dans ce cas qu’il fait chaud à cet endroit lorsque vous actionnez la pompe – un bel exemple de la façon dont la pression ou la compression augmente la température.

La chaleur générée par le compresseur est transmise au ballon d’eau chaude et à votre système de chauffage. Ce système distribue la chaleur dans votre habitation par convection de l’air ou par l’eau de chauffage dans votre chauffage par le sol, vos radiateurs ou vos ventilo-convecteurs.
 

Comment fonctionnent les différentes pompes à chaleur ?

Le fonctionnement des pompes à chaleur géothermiques, air/air, air/eau et hybrides est identique. Les différents types de pompes à chaleur ont simplement une source de chaleur différente : air, terre ou eau souterraine. Les pompes à chaleur hybrides fonctionnent également comme les autres, mais en combinaison avec une chaudière, qui intervient lorsqu’il fait extrêmement froid dehors ou pour amener votre eau sanitaire à une température élevée. 

Il existe des pompes à chaleur qui fonctionnent au gaz, mais la plupart fonctionnent à l’électricité. C’est surtout le compresseur qui consomme de l’électricité, pour utiliser l’énergie ambiante gratuite afin de générer la chaleur nécessaire au chauffage de votre maison et de votre eau. Certaines pompes à chaleur peuvent faire fonctionner leur compresseur à l’envers pour refroidir votre maison. Par conséquent, en mode refroidissement, elles fonctionnent exactement comme un réfrigérateur : elles prennent la chaleur de l’intérieur et l’envoient à l’extérieur.

Schéma d’une pompe à chaleur pour le chauffage :

La pompe à chaleur puise l’énergie dans l’environnement grâce à un échangeur de chaleur contenant du réfrigérant. En utilisant l’électricité, elle la convertit en chaleur pour chauffer votre maison et votre eau sanitaire.

Schéma d’une pompe à chaleur pour le refroidissement :

Pour refroidir activement, la pompe à chaleur extrait la chaleur de votre habitation par le biais d’un échangeur de chaleur, puis l’évacue à l’extérieur, refroidissant ainsi votre maison. 

Chauffer avec de l’énergie gratuite

L’électricité consommée par une pompe à chaleur pour son fonctionnement dépend du type de pompe à chaleur et de la température ambiante. En moyenne, les pompes à chaleur fonctionnent avec environ 75 % d’énergie gratuite et 25 % d’électricité. 

Toutefois, le rendement d’une pompe à chaleur n’est pas exprimé en pourcentage, mais par un chiffre. Ce chiffre indique le nombre de kilowatts de chaleur qu’elle produit avec 1 kilowatt d’électricité. Par exemple, un rendement de 5 signifie que la pompe à chaleur produit 5 kilowatts de chaleur avec 1 kilowatt d’électricité. 

Les rendements de pompes à chaleur sont désignés de 3 façons selon la base sur laquelle ils sont calculés.

• COP : le « coefficient of performance » ou coefficient de performance représente le rendement dans un environnement d’essai à une température stable, pour générer une température de chauffage donnée. Un COP de A7/W35, par exemple, indique le rendement à une température de l’air de 7 °C pour chauffer de l’eau à 35 °C.
• SCOP : le « seasonal coefficient of performance » ou coefficient de performance saisonnier représente le rendement moyen dans un environnement d’essai à une température moyenne sur une année complète, dans une région donnée, avec un système d’émission de chaleur donné.   
• SPF : le « seasonal performance factor » ou facteur de performance saisonnier est celui qui se rapproche le plus du rendement réel. Son calcul est basé sur le SCOP et des facteurs environnementaux spécifiques associés à votre installation individuelle.

Plus le COP, le SCOP ou le SPF de votre pompe à chaleur sont élevés, plus votre facture d’énergie sera réduite. 

Si votre pompe à chaleur fonctionne grâce à l’électricité verte gratuite de vos panneaux solaires, vous chauffez votre maison de manière neutre en énergie.