Comment fonctionne une pompe à chaleur air-air ?

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

Un équipement aérothermique

La pompe à chaleur air-air fait partie des équipements de chauffage de la famille des pompes à chaleur (ou PAC) aérothermiques . Celles-ci puisent la chaleur dans l’air ambiant, contrairement aux PAC géothermiques qui captent les calories dans le sol ou dans l’eau.

La PAC air-air utilise un fluide frigorigène

Le fonctionnement d’une pompe à chaleur air-air est relativement simple. Il repose sur un fluide frigorigène, sous forme liquide puis sous forme gazeuse, qui circule dans le circuit de la PAC. Il va récupérer les calories contenues dans l’air, à l’extérieur ou à l’intérieur du logement.

Le mécanisme de la pompe à chaleur air-air augmente ensuite la température du fluide pour le transformer en vapeur haute pression. Cette chaleur est alors récupérée pour être diffusée et assurer le chauffage de l’habitation.

Pompe à chaleur air-air : les avantages

Du fait de son mode de fonctionnement, la pompe à chaleur offre de nombreux avantages :

• un excellent rendement, parmi les meilleurs du marché ;
• une modulation de la température pièce par pièce ;
• une chaleur agréable, douce et homogène ;
• une installation rapide et discrète ;
• la possibilité de connecter la pompe à chaleur à un système domotique…

S’appuyant sur une ressource gratuite (l’énergie contenue dans l’air extérieur) et illimitée, la pompe à chaleur permet de réaliser d’importantes économies sur les factures énergétiques. L’investissement que l’installation d’un tel appareil représente est ainsi, en général, amorti en moins de 10 ans, sans tenir compte des aides publiques auxquelles il est possible de prétendre.

Le fonctionnement d’ une pompe à chaleur air-air

Quatre mécanismes pour la transformation des calories

Le fonctionnement d’une pompe à chaleur air-air impose de disposer d’une alimentation électrique, d’un emplacement à l’extérieur pour installer une unité extérieure (équipée d’un compresseur), et d’un emplacement à l’intérieur du logement. La transformation du fluide frigorigène est rendue possible par quatre mécanismes, et autant de phases :

• Le fluide frigorigène, à l’état liquide, récupère les calories de l’air ambiant situé à proximité de l’unité extérieure. Grâce aux calories récupérées , sa température augmente. I l se transforme alors en gaz et s’évapore.
• Le compresseur, alimenté par un moteur électrique, aspire et compresse le fluide frigorigène qui se trouve alors gazeux, chaud et sous haute pression.
• La condensation du fluide frigorigène sous haute pression permet de transmettre la chaleur à l’air intérieur, alors que le gaz repasse à l’état liquide.
• Le détendeur fait chuter la pression du fluide frigorigène et prépare le fluide liquide avant la phase d’évaporation.

 La diffusion de la chaleur avec une PAC air-air

Pour diffuser la chaleur générée par la pompe à chaleur air-air, il est nécessaire d’installer des ventilo-convecteurs. Ces appareils de chauffage fonctionnent à l’électricité. Ils peuvent être fixés au mur comme des radiateurs traditionnels, mais peuvent aussi être encastrés au plafond ou dans un mur.

L’air chaud transite dans les pièces grâce à un réseau de conduits aérauliques et est diffusé par les ventilo-convecteurs. Il est aussi possible d’ opter pour un diffuseur centralisé, installé dans une chaufferie ou une buanderie, qui conduit l’air chaud à travers des gaines calorifugées jusqu’à des grilles placées dans les différentes pièces de la maison.

Une efficacité qui dépend des conditions climatiques

Les pompes à chaleur air-air sont préconisées dans les régions disposant d’un climat tempéré, où les variations thermiques ne sont pas trop importantes d’une saison à l’autre. Dès lors, ce système de chauffage s’avère confortable et économique. Notez, en revanche, que dans les régions où les hivers sont rigoureux, les performances des PAC air-air sont largement diminuées. La température extérieure joue en effet un rôle déterminant sur le coefficient de performance (COP) des pompes à chaleur air-air.

Un chauffage d’appoint parfois nécessaire

Même en optant pour la meilleure pompe à chaleur air-air, il est souvent nécessaire de conserver un chauffage d’appoint pour ne pas manquer de chauffage en période de grand froid. En effet, si la majorité des pompes à chaleur air-air voient leurs performances se réduire lorsque les températures deviennent négatives, certains modèles s’arrêtent complètement. La présence d’un chauffage d’appoint devient alors indispensable.

Des pompes à chaleur air-air réversibles

De nombreuses pompes à chaleur air-air sont réversibles, disposant d'une fonction permettant d'inverser leur système pour puiser la chaleur à l'intérieur de votre logement et la rejeter à l'extérieur. Cela signifie que votre équipement peut également vous servir de climatiseur en période estivale.

Attention, la pompe à chaleur air-air et le climatiseur n’en restent pas moins deux appareils différents. Si la première peut rafraîchir une pièce, et donc avoir les mêmes fonctions que le second pendant l’été, l’inverse n’est pas vrai : le climatiseur ne produira pas de chaleur en hiver !