Types de pompes à chaleur: faire le choix

Dans l'article précédent, vous avez déjà lu les tenants et aboutissants du fonctionnement et de l'efficacité d'une pompe à chaleur, le système de distribution qui lui convient le mieux et les cas où il est préférable de faire installer une pompe à chaleur ou de choisir une installation hybride. Bien que les pompes à chaleur fonctionnent selon le même principe, il en existe différents types, en fonction de l'endroit d'où elles tirent leur énergie. Nous passons en revue les systèmes que vous pouvez choisir.

 

Système air-eau

Principe

Les systèmes air-eau convertissent l’air extérieur d’une manière économe en énergie en eau chaude. Une unité extérieure extrait de l’énergie thermique de l’air extérieur pour chauffer de l’eau jusqu’à environ 35 °C et transmettre ensuite cette température à l’intérieur aux éléments de chauffage raccordés ou aux conduites d’eau.

Son fonctionnement le rend idéal pour le chauffage par le sol et par les murs, car l'eau de la pompe à chaleur est chauffée à une température relativement basse, tout comme le chauffage par le sol distribue l'eau à la même basse température. L'unité extérieure est placée dans un endroit abrité ou peut être montée sur un mur. L'unité intérieure (si vous n'avez pas un systeme monobloc) est idéalement située dans le local technique.

Les pompes à chaleur air/eau sont également utilisées pour l'eau chaude sanitaire et pour le chauffage de l'eau des piscines, car elles peuvent être facilement raccordées à des conduites d'eau.

Avantages

Ce type de pompe à chaleur convient aussi bien aux projets de rénovation qu'aux nouvelles constructions. L'installation d'une pompe à chaleur air/eau ne nécessite aucun travail de creusement ou de forage, la chaleur est extraite de l'air extérieur. Son installation est donc assez simple et beaucoup moins chère que les pompes à chaleur géothermiques. Après tout, il peut facilement être raccordé à des appareils de chauffage existants sans travaux de démolition. L'installation d'une pompe à chaleur air/eau ne nécessite aucune notification ou autorisation.

Il existe des pompes à chaleur air-eau qui peuvent également refroidir pendant les périodes plus chaudes, mais pas de manière passive (comme c'est le cas des pompes à chaleur géothermiques).

Inconvénients

L'air est une source d'énergie simple, rapide et bon marché, mais en même temps moins efficace que les sources d'énergie telles que les eaux souterraines ou le sol. Notre besoin de chaleur est également le plus important lorsque la température de la source d'énergie est au plus bas. Pendant les mois d'hiver, l'air peut devenir très froid et doit être chauffé (électriquement ou autrement) avec une chaudière à condensation.

 

Système air-air

Principe

Comme une pompe à chaleur air/eau, une pompe à chaleur air/air se compose d’une unité intérieure et d’une unité extérieure. A l’extérieur, de l’air est aspiré avec un ventilateur. Cet air est amené à température avec le réfrigérant, qui est comprimé et chauffé par le compresseur. L’unité intérieure aspire ensuite l’air chaud et le souffle dans l’habitation. Vous pouvez également inverser cette opération pour refroidir une pièce.

Les pompes à chaleur air/air sont particulièrement intéressantes pour les maisons où il n'y a pas de chaudière (et donc pas d'eau de chauffage central) ou seulement un chauffage électrique. Ainsi, vous pouvez connecter plusieurs unités intérieures à une unité extérieure et réguler la température séparément dans chaque pièce.

Avec ce système, l'unité extérieure est placée au sol, montée sur une façade ou montée sur un toit plat.

Avantages

Le grand avantage des pompes à chaleur air/air est leur prix par rapport aux autres pompes à chaleur. De plus, comme les pompes à chaleur air/eau, elles sont faciles à installer sans travaux majeurs de démolition, de forage ou d'excavation. Vous n'avez pas besoin de permis, et il n'y a pas d'obligation ou de déclaration nécessaire. Les pompes à chaleur air/air peuvent également être utilisées aussi bien dans les nouveaux constructions que dans les rénovations. Les systèmes air/air peuvent également être utilisés comme systèmes de refroidissement, ce qui en fait un bon moyen de réguler rapidement et facilement la température d'une pièce.

Inconvénients

Le problème est le même que pour les pompes à chaleur air/eau: en période de froid, ce type de pompe à chaleur n'est pas aussi économique et il faut donc penser à un chauffage d'appoint. Comme il ne s'agit pas d'eau de chauffage central, une pompe à chaleur air/air n'est pas compatible avec les radiateurs ou le chauffage par le sol.

 

Système géothermique

Principe

Dans le cas d’une pompe à chaleur sol-eau, la chaleur est extraite du sol. Un réseau de tuyaux horizontal ou vertical est placé dans le sol. Le fluide caloporteur se trouvant dans ces tuyaux est chauffé par la chaleur géothermique.

Le compresseur, l’évaporateur et le condenseur dans la pompe amènent l’eau à une température plus élevée. Un échangeur thermique délivrera la chaleur au système de chauffage dans la maison.

Refroidissement

Une pompe à chaleur géothermique peut également être utilisée comme système de refroidissement selon le principe du refroidissement passif: l'énergie (qui est fournie au système de chauffage pendant l'hiver) peut être stockée dans le sol en été pour être réutilisée la saison de chauffage suivante, sans que la pompe à chaleur n'effectue de travail supplémentaire.

Par conséquent, l'efficacité du système sera également élevée. Ce système peut être utilisé aussi bien pour les nouvelles constructions que pour les projets de rénovation.

 

Captation horizontale

Dans le cas d’une pose horizontale, les tuyaux sont placés à 1,20 m de profondeur dans le sol. A partir de là, le sol est suffisamment chaud et il n’y aura pas de gel autour des tuyaux. Le réseau de tuyaux équivaudra à environ deux fois la surface de l’habitation.

S’il est trop petit, le fluide risque tout de même de geler dans les tuyaux. Si plus d’antigel doit être prévu de ce fait, le fluide sera plus difficile à pomper, ce qui exigera à nouveau plus d’énergie de la pompe et ne favorisera pas le rendement.

 

Captation verticale

Si la superficie disponible est insuffisante pour placer des tuyaux horizontaux, on opte pour une captation verticale de la chaleur géothermique. Pour cela, des trous sont forés jusqu’à 100 à 150 m de profondeur. On y place ensuite les tuyaux en contact avec l’évaporateur.

HORIZONTAL VERSUS VERTICAL
L’avantage majeur du système vertical par rapport au système horizontal, c’est que la chaleur extraite du sol est – en raison de la profondeur – bien plus stable. Le rendement annuel sera donc plus élevé. Dans le cas du système vertical, il faut toutefois forer bien plus profondément, ce qui se soldera par un coût plus élevé. Dans le cas d'un système vertical, vous devez également faire effectuer au préalable une étude du sol.

 

Système eau-eau

Principe

Les systèmes eau/eau extraient de l’énergie thermique de l’eau (souterraine) pour chauffer une autre eau. On peut, de ce fait, récupérer de la chaleur ou extraire de l’eau souterraine via des circuits d’eau dans des couches de sol, des trous ou des eaux de surface. Avec ce système, on passe donc de l’eau à un agent caloporteur, pour revenir ensuite à l’eau. Les systèmes eau/eau peuvent également être utilisés pour le refroidissement pendant les mois d'été.

 

Système ouvert

Lorsque l'on travaille avec un système ouvert, l'eau est pompée d'un étang ou d'une rivière proche, passe par le système de pompe à chaleur et est renvoyée dans l'étang ou la rivière - avec un bon système de filtrage, bien sûr.

 

Système fermé

Dans un système fermé, deux puits sont creusés près de l’habitation à une profondeur comprise entre 25 et 150 m: un puits de pompage et un puits d’évacuation. Afin d’éviter le calcaire et l’oxydation, l’eau ne peut pas entrer en contact avec la lumière extérieure et ces puits doivent donc être bien étanchés.

Avantages

Parmi toutes les pompes à chaleur, ce système est celui réalisant le rendement le plus élevé grâce à la température constante de l’eau souterraine à la profondeur où elle est pompée. Peu importe qu'il fasse chaud ou froid dehors. Les systèmes eau-eau peuvent aussi servir de système de refroidissement en été, étant donné que la température de l’eau souterraine est alors moins élevée que la température intérieure moyenne.

Inconvénients

Ce système est le plus cher de tous les systèmes de pompes à chaleur, car il faut procéder à des forages profonds. C'est pourquoi il n'est pas intéressant pour les maisons privées. Il faut, en outre, une autorisation pour pouvoir pomper de l’eau souterraine.