Fonctionnement d’une pompe à chaleur : tout ce qu’il faut savoir

Vous songez à remplacer votre ancien système de chauffage au gaz ou au fioul par un équipement performant ? La pompe à chaleur s’impose comme étant le meilleur choix : elle vous permet de bénéficier d’un système de chauffage efficace pour votre logement et qui fonctionne grâce à l’énergie renouvelable de l’air, de l’eau ou du sol. Avant de vous lancer, vous souhaitez comprendre le fonctionnement d’une pompe à chaleur et connaître les particularités des différents types de PAC ? On vous explique comment ça marche. 

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Quel est le fonctionnement d’une pompe à chaleur ?

Une pompe à chaleur (PAC) est composée de 4 éléments : un compresseur, un condenseur, un détendeur et un évaporateur. Le fonctionnement d’une PAC n’est pas si complexe que cela : la pompe à chaleur puise l’énergie à l’extérieur (via l’eau, le sol ou l’air) et transforme cette énergie en chaleur, à la température souhaitée pour le logement et/ou en production d’eau sanitaire.
Quelles sont les étapes du circuit de chauffage d’une pompe à chaleur ?

  • Le fluide frigorigène capture les calories de l’extérieur (dans l’eau, l’air ou le sol) au niveau de l’évaporateur, pour les transmettre au liquide caloporteur.
  • D’abord à l’état liquide, les calories passent ensuite en état d’ébullition.
  • À travers le compresseur, la pression des vapeurs augmente et celles-ci se dirigent vers le compresseur.
  • Le rôle du compresseur est de transmettre les calories à l’intérieur du logement, sous forme de chaleur (ou de chauffer le ballon d’eau chaude).
  • Le détendeur, quant à lui, réduit la chaleur des vapeurs et le liquide frigorigène retrouve son état initial à basse température pour repartir en direction de l’évaporateur, et ainsi de suite.

Les avantages d’une pompe à chaleur sont nombreux : utilisation d’une énergie gratuite et renouvelable, économies sur les factures d’énergie, possibilité d’avoir une pompe à chaleur réversible et participation à la transition énergétique.

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Fonctionnement des différents types de pompes à chaleur

Il existe plusieurs types de pompes à chaleur (aérothermique, géothermique et hydrothermique). On vous explique le fonctionnement de chaque type de PAC afin de savoir laquelle choisir selon vos besoins et votre logement. 

La pompe à chaleur aérothermique

Les pompes à chaleur aérothermiques fonctionnent grâce à l’air. On y retrouve 2 sous-types :

C’est le type de pompe à chaleur le plus fréquent. Les pompes à chaleur air/air puisent les calories nécessaires à leur fonctionnement dans l’air et les transmettent ensuite dans le logement, sous forme de chaleur. Elle peut être réversible, afin de climatiser votre logement en été. Une pompe à chaleur air/eau est similaire, mais elle transmet la chaleur dans un circuit d’eau chaude, à travers les radiateurs ou un plancher chauffant. La pompe à chaleur air/eau est monobloc ou multisplit. Elle peut également servir pour la production d’eau chaude sanitaire, ce qui n’est pas le cas de la PAC air/air. C’est le type de pompe à chaleur pour piscine le plus courant.

La pompe à chaleur géothermique

Les deux sous-types de pompes à chaleur géothermiques sont :

  • la pompe à chaleur sol/sol ;
  • la pompe à chaleur sol/eau.

Le principe de fonctionnement d’une PAC géothermique est de puiser son énergie dans le sol grâce à des capteurs thermiques. C’est un système efficace et sûr si vous pouvez réaliser des travaux dans votre jardin. Une PAC sol/sol ou sol/eau utilise l’énergie thermique pour le chauffage et pour l’eau chaude sanitaire.

La pompe à chaleur hydrothermique

Surtout destinées aux constructions neuves, les pompes à chaleur eau/eau sont très performantes, mais nécessitent un grand terrain et des travaux importants. Elles sont plus silencieuses que les PAC aérothermiques, dont le bruit est le point négatif qui ressort le plus souvent. Le fonctionnement d’une pompe à chaleur eau est similaire au système géothermique. Un réseau de tuyaux et de capteurs sont enterrés jusqu’à un point d’eau souterrain afin d’y puiser l’énergie nécessaire. Avec une PAC eau, il est possible de chauffer des radiateurs, un plancher chauffant ou un chauffe-eau.

Comment choisir la pompe à chaleur adaptée ?

La pompe à chaleur et son fonctionnement n’a plus de secret pour vous ? Il est temps de songer au type de PAC que vous allez choisir pour votre habitation. Il est important de prendre en compte plusieurs critères et de comparer les modèles. Quels sont les principaux critères pour choisir sa pompe à chaleur ?

  • La puissance de la pompe à chaleur : il est indispensable de vérifier le coefficient de performance (cop) qui correspond au rapport entre l’énergie restituée et l’énergie nécessaire au fonctionnement de la PAC.
  • Le prix de la pompe à chaleur : les prix varient de 5 000 € à 20 000 € pour l’installation d’une pompe à chaleur, suivant le modèle choisi, le prix de la pose et les travaux à effectuer.
  • L’utilisation : avec chauffage d’appoint ou non, avec des panneaux solaires, etc.
  • Les travaux nécessaires : le système d’air pour pompe à chaleur nécessite moins de travaux qu’un système eau pour pompe à chaleur.
  • Les aides dont vous pouvez bénéficier : MaPrimeRénov’, l’éco-prêt à taux zéro (ou éco-PTZ), le prêt Avance Rénovation, la TVA à taux réduit de 5,5 %, le chèque énergie, les aides régionales, etc.
  • Les caractéristiques de votre logement : surface, nombre d’occupants, chauffages d’appoint, système de chauffage, etc.

Si vous souhaitez faire installer une PAC chez vous, n’hésitez pas à demander des devis à des professionnels qualifiés. 


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Foire aux questions sur le fonctionnement d’une pompe à chaleur 

Quel que soit le type de pompe à chaleur (PAC air/air, PAC air/eau, PAC sol/eau ou PAC eau/eau), on retrouve toujours 4 éléments : l’évaporateur, le compresseur, le condenseur et le détendeur. Pour produire de la chaleur, la pompe capte l’énergie extérieure (dans le sol, l’air ou l’eau), transforme l’air en vapeur pour la restituer à l’intérieur du logement.

Les prix des pompes à chaleur peuvent varier de plusieurs milliers d’euros. Suivant le type de PAC, les caractéristiques du logement et les travaux à effectuer, les prix peuvent doubler ou tripler. L’installation complète d’une pompe à chaleur coûte au minimum 5 000 €, pour les modèles de base sans travaux, jusqu’à 20 000 € pour des modèles perfectionnés qui nécessitent des travaux importants.

S’il est possible d’installer soi-même une pompe à chaleur de chauffage air/air, il est fortement recommandé de passer par un professionnel afin de garantir l’installation et d’être sûr de son bon fonctionnement. Pour profiter des aides de l’État et pour garantir la sécurité de votre logement, la pompe à chaleur doit être installée par un professionnel qualifié RGE.