Quels sont les différents types de pompe à chaleur ?

Les pompes à chaleur offrent une alternative économe en énergie aux chaudières et aux climatiseurs pour tous les climats. Comme votre réfrigérateur, les pompes à chaleur utilisent l’électricité pour transférer la chaleur d’un espace froid à un espace chaud, rendant l’espace froid plus frais et l’espace chaud plus chaud. Pendant la saison de chauffage, les pompes à chaleur déplacent la chaleur de la fraîcheur extérieure vers la chaleur de votre maison.  Pendant la saison de refroidissement, les pompes à chaleur déplacent la chaleur de votre maison vers l’extérieur. Parce qu’elles transfèrent la chaleur plutôt que de la générer, les pompes à chaleur peuvent fournir efficacement des températures confortables à votre maison tout en réduisant la consommation d’énergie. C’est en cela que les pompes a chaleurs sont plus écologiques. 

En un clin d’oeil : tous les types de pompe à chaleur

Capables à la fois de chauffer et de refroidir, les systèmes de pompe à chaleur fonctionnent comme un réfrigérateur, en utilisant l’électricité pour pomper la chaleur d’un espace froid vers un espace chaud afin de déplacer l’air chaud à l’intérieur en hiver, et vice versa en été. Comme ils déplacent la chaleur au lieu de la générer, les coûts d’exploitation sont considérablement réduits. Et pour tout savoir sur les pompes à chaleur, commençons déjà par dresser l’inventaires des technologies de pompes.

Les 3 principaux types de Pompe à Chaleur

La pompe à chaleur aérothermique ou pompe à chaleur à air – Peu coûteuses à installer et couramment utilisées, les pompes à chaleur à air fonctionnent bien dans les climats modérés, utilisant l’air extérieur comme moyen d’échange de chaleur.

La pompe à chaleur hydrothermique ou pompe à chaleur à eau – Les pompes à chaleur à eau dissipent la chaleur par l’eau plutôt que par l’air. Elles nécessitent l’accès à un puits, un lac ou une autre source d’eau et ne sont pas aussi courantes.

Pompe à chaleur géothermique – Les pompes à chaleur géothermiques tirent parti de l’énergie thermique stockée dans le sous-sol et transfèrent la chaleur de la même manière que les pompes à chaleur à air. En raison de la température constante du sol, elles offrent un fonctionnement beaucoup plus efficace, mais leur installation est plus coûteuse et plus compliquée en raison de la nécessité de creuser et d’installer des tuyaux souterrains.

Je vois que vous commencez à comprendre que choisir la pompe à chaleur qu’il vous faut ne va pas être simple comme une petite recherche Google…. Et comme je suis cruel, je vais vous ajouter encore quelques lignes de choix, avec la liste des sous-types de pompes à chaleur.

Les sous-types de pompe à chaleur

Pour vous déconcerter davantage dans le processus de sélection, il existe également des sous-types de systèmes de pompe à chaleur :

Pompe à chaleur hybride – Dans les climats qui vont du très chaud en été au très froid en hiver, deux types de systèmes hybrides sont disponibles pour augmenter l’efficacité…

Les combinaisons de pompes à chaleur géothermiques et aérothermiques, les systèmes aérothermiques étant les plus performants lorsque l’air est chaud à l’extérieur, mais passant aux systèmes géothermiques lorsque les températures baissent.

Combinaison de pompe à chaleur et de chaudière gaz/fioul, où le fonctionnement simultané peut offrir une chaleur plus constante à un niveau d’efficacité plus élevé. (Couramment utilisé dans les maisons équipées d’un système de chaudière existant).

Pompe à chaleur solaire – Utilisées conjointement avec les pompes à chaleur air et géothermiques, les pompes à chaleur solaires intègrent des panneaux solaires pour alimenter le système en électricité. Avec une installation géothermique solaire, il est donc possible de chauffer/refroidir toute votre maison grâce à une énergie renouvelable.

Pompe à chaleur à absorption ou à gaz – Alimentés par une autre source de chaleur que l’électricité (solaire/géothermique/gaz), ces systèmes sont plus typiques des applications industrielles.

Les différentes formes de la pompe à chaleur au sein de la maison

Il existe également plusieurs façons d’installer les systèmes de pompe à chaleur, notamment…

Système bibloc – L’installation la plus courante des systèmes à conduits, avec une unité d’évaporation intérieure située sur le mur (le split) et le condenseur et le compresseur situés à l’extérieur dans une grande boîte métallique tout à fait inesthétique (mais c’est bon pour la planète, alors…).

Système monobloc – Tous les composants mécaniques sont logés dans une grande boîte métallique extérieure. (Seuls les conduits sont situés dans la maison).

Mini-split ou  » sans conduit – Idéales pour les maisons sans conduits, ces pompes fonctionnent comme les pompes à chaleur à air, mais à plus petite échelle. Elles se branchent directement sur une fenêtre et se caractérisent par le fait qu’elles ne forment qu’un seul bloc qui donne à la fois sur l’extérieur et sur l’intérieur. Par contre j’espère que vous aimez les boules quies et que vous ne comptez pas l’installer dans la chambre à coucher. 

Détail des principales pompes à chaleur

Pompes à chaleur air/air et air/eau

Le type de pompe à chaleur le plus courant est la pompe à chaleur à air, qui transfère la chaleur entre votre maison et l’air extérieur. La pompe à chaleur d’aujourd’hui peut réduire votre consommation d’électricité pour le chauffage d’environ 50 % par rapport au chauffage par résistance électrique. Les pompes à chaleur à haut rendement déshumidifient également mieux que les climatiseurs centraux standard, ce qui permet de réduire la consommation d’énergie et d’améliorer le confort de climatisation pendant les mois d’été. Les pompes à chaleur à air sont utilisées depuis de nombreuses années dans presque tous les pays du monde à l’exception des climats les plus froids (voir quelle est la température extérieure optimale pour ma pompe à chaleur ?).

Cependant, ces dernières années, la technologie des pompes à chaleur à air a progressé de telle sorte qu’elle offre désormais une alternative légitime au chauffage même dans les régions plus froides (enfin jusqu’a -20°).

Pompes à chaleur hybrides

Un système hybride est en fait une pompe à chaleur associée à une autre source d’énergie, comme une chaudière à gaz, qui fournissent ensemble une source de chaleur plus constante à un niveau d’efficacité plus élevé. Elle présente l’avantage que les personnes disposant d’une source de chaleur existante, comme une chaudière à gaz ou à mazout, n’ont pas besoin de changer leurs radiateurs si elles l’installent.

Une autre configuration hybride consiste à avoir un mélange de pompes à chaleur géothermiques et aérothermiques qui fonctionnent à plein rendement à différents moments de la journée ou même tout au long de l’année. Ainsi, lorsque l’air est plus froid à l’extérieur, la pompe à chaleur géothermique est sollicitée et lorsque l’air est plus chaud, elle fonctionne en sens inverse.

Pompes à chaleur mini-split sans conduits

Les pompes à chaleur mini-split sont des unités individuelles qui peuvent être fixées au mur et utilisées pour des pièces particulières. Elles ont l’avantage de ne pas nécessiter de conduits pour faire passer la chaleur dans les pièces et sont également adaptées à la rénovation des maisons. Ce type d’appareil fonctionne essentiellement de la même manière que les pompes à chaleur à air normales, mais à plus petite échelle.

Pompes à chaleur géothermiques

Les pompes à chaleur géothermiques (à partir du sol ou de l’eau) atteignent des rendements plus élevés en transférant la chaleur entre votre maison et le sol ou une source d’eau à proximité. Bien qu’elles coûtent plus cher à l’installation, les pompes à chaleur géothermiques ont de faibles coûts de fonctionnement car elles tirent parti de la température relativement constante du sol ou de l’eau. Les pompes à chaleur géothermiques (ou géothermiques) présentent des avantages majeurs. Elles peuvent réduire la consommation d’énergie de 30 à 60 %, contrôler l’humidité, être robustes et fiables, et s’adapter à une grande variété de maisons. Le choix d’une pompe à chaleur géothermique dépend de la taille de votre terrain, du sous-sol et du paysage. Les pompes à chaleur géothermiques ou à eau peuvent être utilisées dans des climats plus extrêmes que les pompes à chaleur à air, et la satisfaction des clients à l’égard de ces systèmes est très élevée.

Pompes à chaleur à absorption

Un type de pompe à chaleur relativement nouveau pour les systèmes résidentiels est la pompe à chaleur à absorption, également appelée pompe à chaleur à gaz. Les pompes à chaleur à absorption utilisent la chaleur comme source d’énergie et peuvent être alimentées par une grande variété de sources de chaleur.

Quelles caractéristiques rechercher dans une pompe à chaleur

Un certain nombre d’innovations permettent d’améliorer les performances et avantages des pompes à chaleur.

Les pompes à chaleur à compression variable – Contrairement aux compresseurs standard qui ne peuvent fonctionner qu’à pleine capacité, les compresseurs à deux vitesses permettent aux pompes à chaleur de fonctionner à un niveau proche de la capacité de chauffage ou de refroidissement nécessaire pour une température extérieure donnée, ce qui permet d’économiser de l’énergie en réduisant les opérations de marche/arrêt et l’usure du compresseur. Les pompes à chaleur à deux vitesses fonctionnent également bien avec les systèmes de contrôle de température par zone.Ces systèmes permettent à la pompe à chaleur de maintenir différentes pièces à des températures différentes aui correspondent à leur usage (on chauffe plus la salle de bain que l’entrée par exemple).

Certaines pompes à chaleur à haut rendement sont équipées d’un condenseur-désurchauffeur, qui récupère la chaleur perdue en mode refroidissement de la pompe à chaleur et l’utilise pour chauffer l’eau. Une pompe à chaleur équipée d’un désurchauffeur peut chauffer l’eau 2 à 3 fois plus efficacement qu’un chauffe-eau électrique ordinaire.

Pompes à chaleur à compresseur à spirale (ou spiro-orbital pour briller dans les diners), qui se compose de deux spirales. L’une reste immobile, tandis que l’autre tourne autour d’elle, comprimant le réfrigérant en le forçant à pénétrer dans des zones de plus en plus petites. Par rapport aux compresseurs à piston classiques, les compresseurs à spirale ont une durée de vie plus longue et sont plus silencieux. Selon certains rapports, les pompes à chaleur équipées de compresseurs scroll (autre doux nom des compresseurs à spirale) fournissent un air plus chaud de 5,6 à 8,3 °C en mode chauffage, par rapport aux pompes à chaleur existantes équipées de compresseurs à piston.

Les pompes à chaleur peuvent également être équipées d’une chaudière à gaz, parfois appelée système bicarburant ou hybride, pour compléter la pompe à chaleur. Cela permet de résoudre le problème du fonctionnement moins efficace de la pompe à chaleur à très basse température et de réduire sa consommation d’électricité. Peu de fabricants de pompes à chaleur intègrent les deux types de chaleur dans un seul boîtier, de sorte que ces configurations sont souvent deux systèmes standard plus petits, côte à côte, partageant le même conduit. 

Explication des types de pompe à chaleur par système d’échange calorifique

Les pompes à chaleur Air

Pompe à Chaleur Air / Air

Le modèle le plus classique. Il s’agit d’une pompe à chaleur Air (sans blague !) et donc aérothermique (pour faire briller les yeux de vos invités, car ce terme sent vraiment la technologie !). C’est un concept classique : on prend les calories dehors et on les réinjectent dans l’air dedans. Bref, la plus classique des pompes à chaleur qui souffle de l’air chaud dedans et froid dehors (ou l’inverse si vous la mettez en mode clim)/ Bien sur les sorties d’air au sein de votre logement peuvent être dans le sol, sur les murs avec le split, ou derrière des grilles au plafond, comme dans les hôtels. Ce n’est donc pas forcément laid.

La pompe à chaleur Air / Eau :

C’est le même principe que la pompe à chaleur Air / Air mais cette fois ci les calories sont réinjectées dans de l’eau qui assurera alors le chauffage via les radiateurs mais aussi l’eau chaude sanitaire.

Les pompes à chaleur géothermiques ou Hydrothermique

Pompe à Chaleur Sol / Eau

C’est la pompe à chaleur géothermique. Elle pompe la chaleur dans le sol et restitue les calories dans de l’eau qui passera dans vos radiateurs / votre système de chauffage au sol. Le réseau de captation sera horizontal si vous avez beaucoup de terrain (on fait passer de long tuyaux a 2mètres de profondeurs pour faire circuler l’air). Ou vertical, la on fore pour faire passer l’air… dans des tuyaux verticaux. Attention néanmoins, le forage coûte cher !

Pompe à Chaleur Eau / Eau 

En version géothermique, cette pompe va prendre la chaleur dans l’eau souterraine qui est constante entre 7 et 12° selon sa profondeur. Les calories de cette eau sont récupérées et réinjectées chez vous de la même manière qu’avec la pompe géothermique Sol/eau. La pompe à chaleur Eau/Eau peut aussi, quand les variations de températures de votre région sont plus faibles, puiser ses calories dans une source d’eau « à l’air libre”. Par exemple un lac. Mais il faudra une certaine profondeur pour que la couche d’eau pompée soit insensible aux variations de températures en surface.