Pompe à Chaleur Air-Eau

Qu’est-ce qu’une PAC Air-Eau (Aérothermique) ?

Une pompe à chaleur (PAC) aérothermique est un système de chauffage et de climatisation qui capte les calories présentes dans l’air extérieur, pour les transférer à l’intérieur d’un bâtiment afin de le chauffer en hiver ou de le rafraîchir en été.

Fonctionnement en hiver :

1. Le ventilateur extérieur aspire de l’air qui va se refroidir au contact de l’échangeur. L’air rejeté par le ventilateur est donc plus froid.

2. L’énergie captée est transférée à l’intérieur de la maison et le fluide frigorigène est compressé pour atteindre 40 à 50°C.

3. La chaleur est distribuée aux émetteurs : radiateurs, plancher chauffant, ventilo-convecteurs, …

4. Le ballon d’eau chaude de 190 litres est intégré à l’unité intérieure

Au choix…

Dans la plupart des cas, le ballon d’eau chaude est intégré à la pompe à chaleur. Dans certains cas, on peut choisir l’option de le déporter. C’est notamment le cas lorsque la hauteur sous plafond est inférieure à 2m ou que les besoins en eau chaude sont importants et nécessitent un plus gros ballon.

Fonctionnement en été :

1. Le ventilateur extérieur aspire de l’air qui va se réchauffer au contact de l’échangeur. L’air rejeté par le ventilateur est donc plus chaud.

2. Le froid capté est transféré à l’intérieur de la maison et le fluide frigorigène est détendu pour atteindre 15 à 20°C.

3. Le froid est distribué aux émetteurs du bâtiment : ventilo-convecteurs ou plancher chauffant.

4. Lorsqu’il y a besoin d’eau chaude, la pompe à chaleur fonctionne alors comme en hiver pendant un certain temps. 

Produire du froid, c’est simple, distribuer le froid c’est compliqué

Si vous chauffez votre maison avec un plancher chauffant, alors il est très simple d’injecter de l’eau fraîche dans le plancher pour refroidir pendant l’été. La sensation de frais sera beaucoup plus agréable qu’avec une climatisation classique air/air. 

Cependant, si votre maison est chauffée par des radiateurs, il est impossible d’envoyer de l’eau froide dans ceux-ci au risque d’obtenir beaucoup de condensation. Il faudra donc que nous ajoutions un nouveau réseau d’émetteurs : des ventilo-convecteurs. 

Attention : la qualité d’exécution du circuit de distribution de froid (réseau de ventilo-convecteurs) est primordiale pour éviter la condensation. Nous portons une attention particulière au calorifugeage pour cette raison et pour améliorer les performances. 

Fonctionnement du circuit frigorifique

Une pompe à chaleur c’est un peu magique… on arrive à prélever de la chaleur dans l’air extérieur à 0°C et chauffer de l’eau à 50°C avec cette énergie. Cette magie, c’est en fait de la physique : la thermodynamique. On compresse et décompresse un fluide frigorigène et ce processus produit 3 fois plus d’énergie qu’une chaudière classique. 

Évaporateur : Absorption de chaleur de l’air extérieur => Évaporation du fluide frigorigène.

Compresseur : Compression du fluide frigorigène => Augmentation de la température et de la pression.

Condenseur : Dégagement de chaleur au système de chauffage => Condensation du fluide frigorigène.

Détendeur : Diminution de la pression et de la température du fluide frigorigène.

1. L’air extérieur est aspiré par un ventilateur qui le redirige vers l’évaporateur.

2. L’air extérieur fait évaporer un fluide frigorigène contenu dans l’évaporateur, absorbant ainsi la chaleur de l’air.

3. La pression du fluide frigorigène est augmentée par le compresseur, la température augmente.

4. Le fluide frigorigène chaud passe ensuite dans un condenseur, où il cède sa chaleur à l’intérieur du bâtiment via un circuit d’eau chaude (pour une PAC air-eau).

5. La pression est abaissée par le détendeur ce qui refroidit le fluide et le cycle recommence à l’évaporateur.

Différences entre PAC Géothermique et PAC Aérothermique

Source de chaleur :

• PAC Aérothermique : Utilise l’air extérieur comme source de chaleur, elle capte l’énergie thermique de l’air permettant de chauffer le fluide frigorigène du circuit.
• PAC Géothermique : Utilise la chaleur du sol, elle capte l’énergie thermique contenue dans le sol permettant de chauffer le fluide frigorigène

Performances :

• PAC Aérothermique :

  • Efficacité dépendante de la température extérieure
  • COP (Coefficient de Performance) dépendant des conditions climatiques : en général le COP global est proche de 3

• PAC Géothermique :

  • Efficacité plus stable et généralement plus élevée 
  • COP plus élevé en moyenne par rapport aux PAC aérothermiques : en général, le COP global est proche de 5

Durée de vie et entretien :

• PAC Aérothermique :

  • Durée de vie typique de 15 à 20 ans
  • Nécessite un entretien tous les ans, notamment pour le nettoyage des filtres

• PAC Géothermique :

  • Durée de vie plus longue, souvent 15 à 25 ans
  • Nécessite un entretien tous les 2 ans, aucune pièce n’est exposée aux climat extérieur

Attention : les données constructeur concernant les coefficient de performance des PAC air/eau sont systématiquement surestimés

Le coefficient de performance (COP), c’est le rendement d’une pompe à chaleur par rapport à un chauffage électrique classique. Les constructeurs affichent habituellement des COP entre 4 et 5 pour les PAC air/eau et eau/eau. 

Cependant, les conditions dans lesquelles sont déterminés ces COP ne sont pas les mêmes pour les pompes à chaleur air/eau et eau/eau. Pour une pompe à chaleur air/eau, la référence est A7-W35 (air 7°C et eau 35°C) alors qu’une pompe à chaleur eau/eau géothermique aura son COP calculé sur la référence B0-W35 (eau 0°C en entrée, eau 35°C en sortie). 

Au final : Une pompe à chaleur air/eau aura toujours un rendement légèrement inférieur aux valeurs annoncées par le constructeur alors qu’une pompe à chaleur eau/eau (géothermique) aura un meilleur rendement que celui du constructeur.

Nous mesurons toujours des valeurs de COP globales, qui prennent en compte la consommation des auxiliaires sur la totalité de l’année et pas seulement le COP de la pompe à chaleur dans des conditions de laboratoire.