Sommaire
Toutes les pompes à chaleur (PAC) ont le même principe de fonctionnement. Elles puisent les calories présentes dans l’air, l’eau et la terre, puis les transfèrent à l’intérieur d’un lo-gement pour le chauffer et produire son eau chaude sanitaire. L’utilisation de cette énergie gratuite, disponible et inépuisable, permet de répondre aux besoins énergétiques d’un logement à moindre coût : 75% d’économies d’énergie minimum. Le tout, en préservant un niveau de confort intérieur optimal.
Différents types de PAC en mode production de chaleur
Il existe une multitude de PAC, mais toutes sont classées en trois grandes familles :
- Les PAC à aérothermie qui puisent l’énergie dans l’air.
- Les PAC sur boucle d'eau qui interagissent avec une boucle d'eau.
- Les PAC à géothermie qui puisent l’énergie dans le sol.
AÉROTHERMIE
AIR/EAU
3. L’eau va chauffer l’ECS et le circuit de chauffage
1. Puiser dans l’air extérieur les calories
2. Utiliser un fluide pour transmettre la chaleur à l’eau du réseau de l’habitat
AIR/AIR
1. Puiser dans l’air extérieur les calories
2. Utiliser un fluide pour transmettre la chaleur à l’air de l’habitat
3. L’air va chauffer l’air ambiant
BOUCLE D'EAU
EAU/AIR
1. Puiser dans l’eau de la boucle les calories
2. Utiliser un fluide pour transmettre la chaleur à l’air de l’habitat
3. L’air va chauffer l’air ambiant
EAU/EAU
1. Puiser dans l’eau de la boucle les calories
2. Utiliser un fluide pour transmettre la chaleur à l’eau chaude sanitaire de l’habitat
GÉOTHERMIE
EAU glycolée/EAU Sur sol
3. L’eau va chauffer l’ECS et le circuit de chauffage
1. Puiser dans le sol les calories (horizontal ou vertical)
2. Utiliser un fluide pour transmettre la chaleur à l’eau du réseau de l’habitat
EAU glycolée/EAU Sur nappe phréatique
3. L’eau va chauffer l’ECS et le circuit de chauffage
1. Puiser dans une nappe phréatique les calories (sonde verticale)
2. Utiliser un fluide pour transmettre la chaleur à l’eau du réseau de l’habitat
Le circuit thermodynamique
Une pompe à chaleur fonctionne avec un fluide frigorigène. Le cycle thermodynamique implique une série d'étapes au cours desquelles le fluide passe de l'état liquide à l'état gazeux, puis revient à l'état liquide. En parallèle, des variations de pression sont induites pour engendrer soit de la chaleur, soit du rafraîchissement en fonction des besoins.
- Les calories puisées dans l'air sont transférées vers le fluide frigorigène.
L'air refoulé est 5°C moins élevé environ.
Comment ? Grâce aux ailettes de l’évaporateur qui permettent aux calories de chauffer le fluide contenu dans le circuit de la PAC. C’est ce transfert de chaleur qui permet son évaporation. - Le fluide à l’état gazeux est compressé afin de monter en pression et en température.
Comment ? Via un effet de pompe à vélo du compresseur qui échauffe le fluide caloporteur de façon significative en le faisant basculer de l’état gazeux basse pression à l’état gazeux haute pression. - Le condenseur transfère les calories contenues dans le fluide vers le circuit hydraulique.
Conséquences ? Le fluide se condense et passe de l'état gazeux à liquide. La liaison hydraulique profite de ce changement d'état pour se charger en calories (environ +5°C). Elle part ensuite de la PAC vers l’unité intérieure pour chauffer le circuit de chauffage et d’eau chaude sanitaire. - Le fluide baisse en pression et est très nettement refroidi grâce à un détendeur (détente adiabatique).
L’intérêt ? Lui permettre de se recharger en calories dès la prochaine étape ! La boucle est bouclée.
Le saviez-vous ?
Ce procédé vertueux ne date pas d’hier !
C’est en 1987, à travers sa marque France Energie, que le Groupe intuis fait le choix stratégique d’investir dans les énergies renouvelables.
Comment ? En mettant, avec la technologie de la boucle d’eau, la thermodynamique au cœur de son dispositif. Une (r)évolution qu’il propose en premier lieu au tertiaire et à l’industrie. En 2009, une autre marque d’intuis fondée il y a 130 ans, Auer, prend elle aussi, le virage de la thermodynamique. Grâce à des solutions technologiques vertueuses et à la pointe de la performance, Auer est alors catégorisée comme « acteur innovant » pour le résidentiel individuel, le collectif et le petit tertiaire.
Les indicateurs de performance d'une PAC : COP, SCOP et ETAS
Le COP est le coefficient d’une PAC. Un coefficient qui représente le rapport entre l’énergie restituée et l’énergie consommée. Plus ce coefficient est élevé, plus la PAC est performante !
Un mode de calcul unique :
…qui repose sur différents critères :
La quantité d’énergie produite dépend de la température d’air extérieur et de la température d’eau souhaitée dans le réseau de chauffage. La norme EN14511 permet de déterminer les conditions et les méthodes d'essais.
La quantité d’énergie consommée va pour sa part varier selon :
- La température extérieure, qui implique une activité plus importante de la PAC en saison hivernale.
- La température intérieure de confort souhaitée, qui dépend des habitudes des utilisateurs.
- La déperdition du logement et donc son isolation.
- L’état du circuit de chauffage. Moins il est entretenu (absence de désembouage, par exemple), plus la PAC doit forcer son fonctionnement pour atteindre les besoins souhaités et risque d’être endommagée.
- La configuration de l’installation, c’est-à-dire les distances entre les éléments et la longueur du circuit.
- Le nombre d’habitants qui résident dans l’habitat et leurs habitudes, notamment dans l’utilisation de l’ECS.
- Le taux d’occupation du logement sur une année.
- L’altitude et la zone géographique où se trouve l’installation.
Quel COP pour les PAC intuis ?
En conditions tempérées : air extérieur à +7°C et eau chauffée à +35°C (norme EN 14511)
- Les PAC intuis sont parmi les plus performantes du marché avec un COP supérieur à 4,8 pour les HTi70.
En situation hivernale : -7°C à l’extérieur et eau à 35°C
- Les PAC intuis HTi70 8kW affichent un COP de 3. Traduction ? Elles produisent encore 3 fois plus d’énergie qu’elles n’en consomment.
Dans un contexte extrême : -20°C à l’extérieur et eau à 35°C
- Le COP est proche de 2,2 ce qui permet toujours d’allier confort et économies d’énergie.
Une performance à toute épreuve !
- Avec une eau à haute température (65°C) et +7°C à l’extérieur, les PAC intuis conservent tout de même un COP supérieur à 2,3.
2 termes à connaître
- Le COP saisonnier dit SCOP représente le fonctionnement sur une saison de chauffe. C’est lui qui définit la classe énergétique du système de chauffage (A++, A+, etc.).
- L’ETAS évalue sous forme de pourcentage l’Efficacité Énergétique Saisonnière. Il permet d’obtenir les économies d’énergie sur une année, et facilite la comparaison entre les différents modèles.
Les Fluides
Le fluide a un rôle essentiel dans le procédé de la thermodynamique. Il en existe plusieurs dizaines, mais chacun possède ses avantages et inconvénients. La prise de conscience quant à l'impact environnemental de ces fluides a conduit les États, il y a quelques années, à adapter leur réglementation - notamment au niveau européen avec la mise en place du règlement dit F-Gas (Règlement 517-2014) qui vise à réguler l’emploi des fluides. Comment ? En bannissant pour commencer les fluides frigorigènes fluorés (HFC) - principalement utilisés dans les secteurs du froid et de la climatisation.
Objectif : diviser par 5, d’ici à 2030, les émissions globales de gaz à effet de serre (GES) des fluides par rapport à 2015 ! Ambitieux, mais indispensable pour l’environnement.
Pour agir efficacement, la réglementation F-GAS a défini une unité qui permet de mesurer concrètement l’impact d’un fluide sur l’environnement. Ce dernier est appelé PRG « Potentiel de Réchauffement Global » ou GWP (Global Warming Potential). Plafond à ne pas dépasser : 150 à l’horizon 2030, soit 80% de moins que le R32.
Le saviez-vous ?
intuis a fait le choix, dès 2009, d’utiliser le fluide sans HFC R290 pour ses équipements. Le R290, aussi appelé propane, est un fluide dont l’impact carbone est évalué à 3 pour des performances exceptionnelles d’un point de vue thermique. Un choix visionnaire, innovant et précurseur auxquels adhèrent aujourd’hui la plupart des acteurs du marché !
Impact des gaz frigorigènes sur l’environnement (en GWP*)
*GWP = Global Warming Potential (PRG Potentiel Réchauffement Global). Se calcule en tonne équivalent CO2 pour le rejet d’un gaz à effet de serre dans l’environnement.