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POMPES à CHALEUR
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Les POMPES à CHALEUR |
(le contenu de cette page a été écrit avec l'aimable autorisation de P. de Haut et du site Ecologie-Appliquée)
Les pompes à chaleur ou PAC existent depuis longtemps et peuvent alimenter divers types de diffuseurs de chauffage : plancher chauffant-rafraîchissant, split et multisplit, chauffage central à eau, système centralisé à air ou ventilo-convecteurs.
Quelque soit le système choisi, et selon son rendement et les températures extérieures, d'indéniables économies sont réalisables !
 Principe
1) récupérer les calories diffuses dans l'air, la terre ou l'eau,
2) les concentrer,
3) les transmettre et les transporter grâce à un liquide ou gaz calorifère,
4) les restituer par l'intermédiaire d'un radiateur (nom générique pour un diffuseur de chaleur) à la zone à chauffer.
Les pompes réversibles (ou inverter) sont capables de faire l'inverse, en mode rafraîchissement : elles récupérent les calories de l'intérieur pour les diffuser à l'extérieur.
Le fluide traverse l'unité intérieure pour récupérer la chaleur de la pièce.
Grâce à cet apport d'énergie, il passe de l'état liquide à l'état gazeux puis largue ses calories à travers l'unité extérieure en retrouvant sa forme liquide.
Un ventilateur les disperse alors dans l'air ambiant.
Les différents systèmes
On classe les pompes à chaleur selon la source de captage de ces calories ambiantes :
- Récupération de la chaleur dans l'air extérieur
La pompe à chaleur prélève la chaleur dans l'air extérieur et la transfère à un niveau de température plus élevé dans l'air ambiant du logement ou dans le circuit d'eau chaude de l'installation du chauffage. Suivant les modèles, la pompe à chaleur peut être installée à l'intérieur ou à l'extérieur du logement.
Un chauffage d'appoint est généralement prévu au moment de l'installation pour fournir un complément à la pompe à chaleur. Cette pompe à chaleur récupérant la chaleur dans l'air extérieur est simple à mettre en oeuvre.
- Récupération de la chaleur dans le sol
La chaleur est prélevée dans le sol à l'aide :
- Soit d'un capteur horizontal composé d'un réseau de tubes enterré dans le sol à faible profondeur (de 0,60 m à 1,20 m). Pour cela, vous devez disposer d'une surface de terrain d'environ 1,5 fois la surface à chauffer sur laquelle aucune plantation avec des racines profondes ne pourra être réalisée.
- Soit d'un capteur vertical composé de sondes qui peuvent atteindre une profondeur jusqu'à environ 100 mètres.
La pompe à chaleur prélève la chaleur dans le sol et la transfère à un niveau de température plus élevée dans le circuit d'eau chaude de l'installation du chauffage. La pompe à chaleur s'installe généralement à l'intérieur du logement (cave, buanderie, garage). Très performant, cet appareil peut chauffer l'ensemble d'un logement.
L'installation des sondes verticales est soumise, selon la région, à déclaration ou à autorisation préalables. Pour plus d'informations, adressez-vous à la Direction Régionale de l'Industrie, de la Recherche et de l'Environnement (D.R.I.R.E.) de votre région ou auprès de la préfecture de votre département.
- Récupération de la chaleur dans l'eau
La chaleur est prélevée dans un puits, une nappe phréatique, un lac ou un cours d'eau.
La pompe à chaleur prélève la chaleur dans l'eau et la transfère à un niveau de température plus élevé dans le circuit d'eau chaude de l'installation du chauffage.
La pompe à chaleur s'installe généralement à l'intérieur du logement (cave, buanderie, garage) ; très performant, cet appareil est capable de chauffer l'ensemble du logement.
Pompe à chaleur air/air
Il s'agit d'un système économique... puisque pendant que le moteur consomme 1 kWh d'électricité, il fournit environ de 1 à 3 kWh de chaleur dans votre logement, selon la température extérieure.
C'est à dire qu'en moyenne selon les caractéristiques de votre projet (type de pompe à chaleur installée, zone géographique...), la chaleur nécessaire pour chauffer votre habitat provient pour 2/3 de l'environnement et pour 1/3 de l'énergie électrique pour faire fonctionner la pompe à chaleur.
La purification de l'air
Les pompes à chaleur air/air modernes possèdent un préfiltre purificateur lavable et un filtre anti-particules pour un usage intensif.
Ainsi, la filtration solide élimine : pollen, poussières et acariens...
Tandis que le filtre anti-particules traite les odeurs de tabac et autres effluves indésirables.
La déshumidification de l'air
La PAC air/air supprime l'humidité dans l'air et la buée, les moisissures.
Si besoin, une bonne installation air/air peut éliminer de votre air jusqu'à 2,8 litres d'eau par heure.
Attention !
En deça d'une certaine température froide extérieure, le bilan énergétique peut être négatif, car la PAC utilise plus d'énergie pour dégivrer le radiateur que les thermies qu'elle produit...
Les pompes à chaleur air-eau
Prévoir une pompe à chaleur air-eau avec un tampon d'une capacité de 1500 litres est suffisant pour chauffer une maison de type pavillon.
L'installation comporte un vase d'expension relativement gros car il doit être proportionnel au volume d'eau du circuit de chauffage.
Un ensemble collecteur solaire de 4 m² permet de chauffer l'eau sanitaire en économisant près de 60 % d'énergie par année.
La pompe à chaleur air-eau capte les calories contenues dans l'air environnant pour chauffer la maison et produire l'eau chaude sanitaire, même s'il n'y a pas de soleil.
La PAC et l'installation solaire sont régulés électroniquement, c'est simple et fiable.
Attention !
Comme pour les PAC Air/Air et pour les mêmes raisons, en deça d'une certaine température froide extérieure, le bilan énergétique peut être négatif, car la PAC utilise plus d'énergie pour dégivrer le radiateur que les thermies qu'elle produit...
Les pompes à chaleur géothermiques
Parmi tous les types de pompes à chaleur existantes, les PAC géothermiques sont très performantes.
en France, ce sont les installations avec capteurs horizontaux qui sont les plus répandues :
- ces systèmes sont les moins coûteux
- ils nécessitent cependant de disposer d'une surface de terrain suffisante.
- ils sont surtout réservés au chauffage des maisons individuelles.
Les installations verticales sont très bien développées à l'étranger et l'on commence à en voir en France :
- ces systèmes sont plus coûteux,
- ils sont plus performants,
- leur emprise au sol est nettement plus réduite,
- ils satisfont aux besoins de chauffage des maisons individuelles, mais aussi de petits ensembles de logements et d'immeubles de bureaux qui sont limités par la surface environnante.
- il est nécessaire de faire appel à une entreprise de forage qualifiée (le bureau de recherches géologiques et minières - BRGM - gère une liste de foreurs engagés dans une démarche de qualité) et de respecter les procédures administratives concernant la protection des sous-sols.
Dans la plupart des cas, chacune de ces installations permet aujourd'hui le chauffage intégral de la maison + l'eau sanitaire sans apport d'énergie auxiliaire.
Les procédés mis en oeuvre sont bien au point, robustes et fiables.
Pour les habitations individuelles ou les petits immeubles, la plupart des pompes à chaleur géothermiques captent l'énergie du sol par un circuit constitué de tuyaux de polyéthylène enterrés...
Attention : dans certains cas, ce type d'installation a complètement déséquilibré le sous-sol en créant des désordres très important pour les constructions du voisinage (maisons qui se fissurent ou s'affaissent...)
Pompe à chaleur géothermie horizontale/gaz
Variante intéressante de la pompe à chaleur géothermique /eau, la pompe à chaleur à détente directe est une solution utilisant du gaz qui fonctionne comme un réfrigérateur inversé.
La meilleure application consiste à l'utiliser couplée avec un plancher chauffant basse température.
PAC à détente directe
Variante intéressante de la pompe à chaleur géothermique à eau, la pompe à chaleur à détente directe est une solution utilisant du gaz qui fonctionne comme un réfrigérateur inversé.
Le fluide frigorigène circule dans les capteurs et le plancher chauffant basse température. Les constructeurs parlent alors de PAC "sol / sol".
Ce procédé n'est utilisable qu'avec des capteurs horizontaux.
PAC à fluide intermédiaire
De l'eau additionnée d'antigel circule dans des capteurs et de l'eau circule dans les émetteurs de chauffage.
Le fluide frigorigène reste confiné dans la PAC.
On parle de PAC de type "eau glycolée / eau" ; le procédé est utilisable en capteurs horizontaux ou verticaux.
Pour ceux qui ne sont pas encore équipés
Nous vous recommandons l'ouvrage suivant qui présente en détail les différents systèmes de pompes à chaleur :
Editions Eyrolles - prix librairie 9 €. |
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