En hiver, la pompe à chaleur prélève la chaleur de l’air extérieur et l’amène à un niveau de température compatible pour pouvoir chauffer le logement au travers de planchers chauffants, de ventilo-convecteurs, de radiateurs à basse température ou encore par des systèmes avec diffusion d’air. Bien que les performances se réduisent avec la baisse de la température extérieure, le coefficient de performance reste nettement supérieur à 2  (pour une température extérieure de -7°C et avec un plancher chauffant). Certaines pompes à chaleur sont capables de fonctionner jusqu'à des températures extérieures pouvant descendre jusqu’à –20°C. En dessous de cette température, la pompe à chaleur s’arrête et l’appoint assure le chauffage du logement.

 

Les pompes à chaleur sur l’air extérieur sont dimensionnées pour couvrir entre 60 et 80% de la puissance nécessaire pour la température de base (les jours les plus froids). Lorsque la puissance n’est plus suffisante, un appoint de chaleur permet d’assurer le complément nécessaire. Ce dimensionnement permet de couvrir jusqu’à 100 % des besoins en énergie avec la pompe à chaleur. 

En été, suivant le matériel, il est possible de rafraîchir le logement en inversant le sens de fonctionnement. La chaleur indésirable est puisée à l’intérieur du logement pour être rejetée à l’extérieur. C’est la réversibilité. Ce mode de fonctionnement n’est pas possible avec des radiateurs comme émetteurs.

 

La pompe à chaleur est un appareil capable de capter cette énergie thermique (chaleur) de l’environnement extérieur (énergie gratuite) pour la restituer à l’intérieur d’un bâtiment dans le but de le chauffer.

 

La pompe à chaleur peut être un ensemble monobloc installé à l’extérieur ou à l’intérieur du bâtiment. Elle peut aussi être constituée de plusieurs modules séparés.

 

La pompe à chaleur est composée de 4 éléments principaux : 

• le compresseur ;
• deux échangeurs l’un pour capter l’énergie à l’extérieur (évaporateur), l’autre pour la restituer à l’intérieur (condenseur) ;
• le détendeur.

En quelques mots :

La compression : le compresseur va aspirer le fluide frigorigène qui est sous forme de gaz à basse température. En comprimant le gaz, sa température va s’élever en même temps que sa pression. Nous aurons donc à la sortie du compresseur un gaz chaud à une pression élevée.

Diffusion de la chaleur au condenseur : Le gaz chaud va être dirigé vers un échangeur (appelé condenseur) dans lequel circule un fluide à réchauffer (eau du réseau de chauffage par exemple ou air intérieur). Le gaz chaud va donc transmettre une partie de son énergie au fluide à chauffer dont la température va augmenter. Ce faisant, le gaz frigorigène va condenser, c’est à dire qu’il va passer de l’état gazeux à l’état liquide (d’où le nom de condenseur).

La détente : Le frigorigène à l’état liquide, qui est toujours à pression élevé, va être ensuite détendu au travers du détendeur. C’est à dire que la pression va chuter abaissant ainsi la température du frigorigène qui reste à l’état liquide. A la sortie du détendeur, la température du frigorigène beaucoup plus basse et est inférieure à la température de la source de récupération.

Récupération de la chaleur de l’environnement par l’évaporateur : Le frigorigène, froid et à l’état liquide, va traverser un deuxième échangeur (appelé évaporateur) dans lequel circule le fluide extérieur (air extérieur, eau de nappe ou eau échangeant avec un capteur enterré dans le sol) qui est plus chaud que le frigorigène. Ce dernier va donc récupérer l’énergie (les calories) de ce fluide extérieur. En récupérant cette énergie, le frigorigène va entrer en ébullition et donc se transformer en gaz (évaporation) d’où le nom d’évaporateur. Le gaz ainsi formé est ensuite aspiré par le compresseur pour un nouveau cycle.

La chaleur de l’environnement présente dans l’air, le sol et l’eau souterraine est une énergie toujours disponible, gratuite et sans cesse renouvelée grâce au rayonnement solaire et aux pluies.

La pompe à chaleur permet de prélever cette chaleur présente dans l'environnement et de la transfèrer à un niveau de température plus élevé dans les logements afin de les chauffer.