Aérothermie : puiser de la chaleur dans l’air extérieur
La source froide d’une pompe à chaleur aérothermique est l’air extérieur au bâtiment, ou à la maison. Il y a également des pompes qui fonctionnent avec l’air extrait de la maison, mais ce sont des systèmes particuliers dont nous ne parlerons pas ici, qui en général ne suffisent pas à assurer seuls les besoins de chauffage.
La pompe à chaleur air-air, refroidit donc l’air extérieur pour chauffer l’air intérieur, selon le principe général des pompes à chaleur, de transfert d’une source à l’autre. L’atmosphère étant un réservoir très large et très fluide, ce refroidissement local n’a pas d’influence sur la quantité de calories disponibles pour la pompe. Nous verrons dans un prochain guide que ceci n’est pas toujours vrai pour d’autres technologies : le sol peut ainsi se refroidir durablement autour des sondes d’une pompe à chaleur géothermique, diminuant progressivement son rendement au cours d’un hiver.
Par contre, le rendement énergétique d’une pompe à chaleur diminue lorsque l’écart de température augmente entre la source froide (l’air extérieur) et la source chaude (l’intérieur de la maison). Lorsqu’il fait très froid en hiver, la performance d’une pompe à chaleur aérothermique peut donc chuter de manière importante. En terme d’économies de chauffage, il est raisonnable de ne s’orienter vers cette solution que dans les régions où la température extérieure ne passe que rarement en dessous de -5° Celsius. En montagne, où dans une région au climat continental, vous économiserez plus d’argent avec une autre solution de chauffage, bois, gaz ou géothermie.
L’air extérieur comme source de chaleur
Les composants d’une pompe à chaleur aérothermique
Une installation classique de pompe à chaleur air-air sera composée d’un module extérieur, qui intégre l’évaporateur, soit l’échangeur de captation de l’énergie dans l’air ambiant, et le compresseur du cycle frigorifique, d’un circuit de fluide frigorigène qui transmettra l’énergie thermique à l’intérieur de la maison, et d’émetteurs de chaleur qui la répartiront dans les différentes pièces.
Chaque partie devra être installée avec soin, et les composants principaux devront être choisis avec soin, en fonction des besoins thermiques et de confort dans l’habitation.
Le module extérieur est la partie principale de la pompe à chaleur air-air. C’est lui qui assure l’essentiel du cycle thermodynamique. C’est la partie la plus technique, celle aussi qui est soumise au maximum de contraintes. Un module extérieur de pompe à chaleur aérothermique va subir une partie des rigueurs du climat, et c’est aussi souvent l’appareil le plus cher de l’installation.
Le circuit de fluide frigorigène intérieur devra ensuite être conçu pour limiter au maximum les déperditions de chaleur, et les risques de fuites. Les canalisations devront être aussi courtes que possible, et bien isolées. Quant aux fuites, on se retrouve dans une situation classique de tuyaux et de raccords (les moins nombreux possible) véhiculant un fluide sous pression. La réparation et le rechargement du fluide perdu ne seront pas forcément extrêmement chers en cas de problème, par contre les conséquences environnementales sont graves.
Quant à la répartition de la chaleur dans les différents volumes de la maison, plusieurs solutions sont disponibles, ventilo-convecteurs, planchers chauffants, répartitions centralisées, diversement onéreuses, et plus ou moins adaptées à la rénovation ou à la construction. Dans tous les cas, il faudra s’intéresser aux performances en termes de rendement énergétique (donc de régime de la pompe à chaleur) et de confort de chauffage.
Les composants d’une pompe à chaleur air-air
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