Pompe à chaleur air eau : fonctionnement et avantages

La pompe à chaleur est une machine qui, en utilisant différentes formes d’énergie, est capable d’extraire et de transférer de l’énergie thermique. Parmi les différentes types de pompes à chaleur, il y a celle air-eau qui peut assurer à la fois le chauffage et la climatisation de l’environnement intérieur, en fonction des saisons et des températures extérieures.

Il s’agit d’une technologie hautement efficace qui permet d’obtenir des économies d’énergie en garantissant des performances optimales en toute saison.

Pour évaluer l’efficacité effective d’une pompe à chaleur air-eau, en plus du Coefficient de performance, qui est purement indicatif, il convient de prendre en compte le coefficient de performance saisonnier qui évalue le fonctionnement en fonction de différentes températures extérieures et indique le rapport entre les besoins annuels et la consommation électrique annuelle dédiée au chauffage.

Le coefficient de performance saisonnier ne peut être mesuré qu’après l’installation, mais il peut également être estimé par un concepteur, en utilisant un logiciel thermo technique qui met en corrélation les données de conception du bâtiment, les conditions climatiques du lieu d’installation et les performances de la pompe à chaleur dans différentes conditions de fonctionnement.

Analysons en détail le fonctionnement d’une pompe à chaleur air-eau et les avantages de son installation.

Qu’est-ce qu’une pompe à chaleur

Avant d’analyser les caractéristiques d’une pompe à chaleur air-eau, il est nécessaire de donner d’abord une définition de pompe à chaleur. La pompe à chaleur est une machine capable de transférer de l’énergie d’un environnement à basse température vers un autre à température plus élevée.

Les pompes à chaleur sont disponibles en 3 types : 

• pompes à chaleur eau-eau ;
• pompes à chaleur géothermiques ;
• pompes à chaleur à air.

Les pompes à chaleur à air, à leur tour, se divisent en : pompes à chaleur air-air et pompes à chaleur air-eau.

Pompe à chaleur air eau : qu’est-ce que c’est

La pompe à chaleur air-eau est un générateur de chaleur qui produit de l’énergie thermique en exploitant l’air extérieur au bâtiment. Ce système permet de produire de la chaleur pour le chauffage en hiver et de rafraîchir les espaces en été.

Il s’agit d’une alternative écologique aux systèmes de chauffage traditionnels car elle utilise des énergies renouvelables en prélevant la chaleur déjà présente dans la nature.

L’efficacité de ce type de pompe à chaleur est influencée par la température extérieure et les caractéristiques du bâtiment dans lequel elle est utilisée. Contrairement à la pompe à chaleur air-air, la pompe à chaleur air-eau maintient de bonnes performances même par basses températures extérieures.

Comment fonctionne une pompe à chaleur air eau

Le fonctionnement d’une pompe à chaleur air-eau est similaire à celui des systèmes air-air, avec la différence importante que la chaleur est transférée à l’eau du système de chauffage. Il s’agit d’un point clé car c’est ce qui permet à ces systèmes de fonctionner également avec les radiateurs ou le plancher chauffant.

En effet, ces installations ont besoin d’eau chaude pour fonctionner et les pompes à chaleur air-eau sont conçues pour la produire et être compatibles avec ces types d’installations.

Le fonctionnement d’une pompe à chaleur air-eau pour le rafraîchissement repose sur 4 phases principales : 

• à travers une unité extérieure au bâtiment, la chaleur contenue dans l’air est prélevée et, par le biais d’un échangeur de chaleur, elle est absorbée par un fluide caloporteur capable de vaporiser même à basse température ;
• la vapeur générée est ensuite comprimée davantage par un compresseur, augmentant ainsi sa température. L’énergie électrique alimente le compresseur et les autres composants du système ;
• dans le condenseur, le fluide redevient liquide, cédant la chaleur qu’il avait collectée jusqu’alors au circuit d’eau, qui entrera dans le système hydrique pour être utilisée comme eau chaude sanitaire et/ou pour le chauffage ;
• le fluide, grâce à la vanne d’expansion, est refroidi pour pouvoir reprendre le cycle.

Le cycle se répète continuellement tant que la pompe à chaleur reste en fonctionnement.

En ce qui concerne le chauffage, la pompe à chaleur air-eau utilise les mêmes processus que pour le rafraîchissement. Mais dans ce cas, la pompe à chaleur extrait l’énergie thermique de l’environnement extérieur à travers le réfrigérant qui, à son tour, en se condensant, la transfère au système de chauffage et/ou à la production d’eau chaude sanitaire.

Schéma installation pompe à chaleur air eau

Ci-dessous un schéma de fonctionnement d’une pompe à chaleur air-eau.

Pompe à chaleur air-eau

Quels sont les avantages d’une pompe à chaleur air eau

Les avantages découlant de l’utilisation d’une pompe à chaleur air eau sont multiples : 

• polyvalence : les pompes à chaleur air eau sont très polyvalentes et peuvent être utilisées à la fois pour le chauffage et la climatisation de bâtiments de différentes tailles ;
• économie d’énergie : les pompes à chaleur air eau exploitent principalement l’énergie thermique pour leur fonctionnement, de sorte que la consommation d’électricité est seulement partielle. L’efficacité énergétique d’une pompe à chaleur dépend de divers facteurs, tels que le coefficient de performance, la classe énergétique de l’appareil et les caractéristiques de l’habitation (type de chauffage, isolation, exposition, etc.) ;
• respect de l’environnement : les pompes à chaleur air eau sont une solution durable et respectueuse de l’environnement, car leur fonctionnement repose sur le transfert de chaleur à partir d’une source d’énergie propre et renouvelable, à savoir l’air extérieur. De cette manière, il est possible de réduire au minimum l’impact environnemental ;
• incitations : les pompes à chaleur air eau peuvent bénéficier d’incitations.

Les pompes à chaleur air eau présentent certains inconvénients à prendre en compte avant de procéder à l’achat. Parmi ceux-ci, le coût initial et celui de l’installation sont certainement significatifs. Cependant, il est important de noter que ces coûts peuvent être amortis à court terme grâce aux économies d’énergie offertes par ces pompes.

Une autre limitation des pompes à chaleur air eau est leur moindre efficacité dans des conditions climatiques extrêmes, qui pourraient nécessiter le recours à des systèmes de chauffage de secours. Cependant, en Italie, grâce au climat principalement doux, ce problème est moins significatif.

Enfin, la maintenance régulière des pompes à chaleur air eau peut entraîner des coûts supplémentaires. Il est cependant important de noter qu’une maintenance régulière est essentiel pour garantir le bon fonctionnement et la durabilité de tout système.