Types de pompes à chaleur et le duo de rêve avec les installations solaires
Introduction : La bonne pompe à chaleur pour chaque usage
Chaque bâtiment est unique et exige un système de chauffage sophistiqué. Les pompes à chaleur n'existent pas seulement en une seule version – il existe de nombreux types différents pour chaque domaine d'application.
Les trois types de pompes à chaleur les plus courants :
- Pompe à chaleur air-eau
- Pompe à chaleur géothermique (sol-eau)
- Pompe à chaleur air-air
La désignation révèle toujours :
- Premier mot : Source de chaleur (d'où vient la chaleur ?)
- Deuxième mot : Vecteur de chaleur (avec quoi la chaleur est-elle distribuée ?)
Pompe à chaleur air-eau
La variante la plus populaire en Allemagne. Elle extrait la chaleur de l'air extérieur et la transmet à l'eau de chauffage.
Principe de fonctionnement
Air extérieur (source de chaleur)
│
▼ Ventilateur aspire l'air
│
Évaporateur (absorption de chaleur)
│
▼ Circuit frigorigène
│
Condenseur (libération de chaleur)
│
▼
Eau de chauffage → Chauffage au sol / RadiateursStructure
- Unité extérieure : Évaporateur avec ventilateur
- Unité intérieure : Compresseur, condenseur, régulation
- Construction split : Unité extérieure et intérieure séparées (fréquent)
- Monobloc : Tout dans un seul appareil (plus compact)
Avantages
La pompe à chaleur air-eau convainc surtout par sa facilité d'installation :
| Avantage | Explication |
|---|---|
| Installation économique | Pas de forage ni de terrassement |
| Utilisable partout | Pas d'exigences particulières de terrain |
| Montage rapide | Installée en quelques jours |
| Rétrofit possible | Adaptée aux bâtiments existants |
Inconvénients
L'utilisation de l'air extérieur comporte aussi quelques inconvénients :
| Inconvénient | Explication |
|---|---|
| Efficacité par grand froid | Moins efficace à basses températures |
| Émissions sonores | Unité extérieure audible |
| Esthétique | Unité extérieure visible |
| Performance fluctuante | Dépend de la température extérieure |
Quand est-ce judicieux ?
- Solution standard pour la plupart des maisons individuelles
- Si pas de terrassement possible
- Avec budget limité pour l'installation
- Pour les rétrofits dans l'existant
Pompe à chaleur géothermique (sol-eau)
Cette pompe à chaleur utilise la température constante du sol comme source de chaleur. Également connue comme pompe à chaleur géothermique.
Qu'est-ce que la « saumure » ?
Saumure = Eau + Antigel
Ce mélange circule dans des tubes dans le sol et transporte la chaleur vers la pompe à chaleur.
Deux variantes
Capteurs horizontaux
- Tubes posés à faible profondeur (1–1,5 m)
- Grande surface nécessaire
- Règle empirique : 1 m² de surface de capteur = ~25 W de puissance
La surface de capteur nécessaire dépend de la puissance de chauffage souhaitée :
| Puissance de chauffage | Surface nécessaire |
|---|---|
| 5 kW | ~200 m² |
| 8 kW | ~320 m² |
| 10 kW | ~400 m² |
Sondes géothermiques (verticales)
- Forages profonds (40–150 m)
- Moins d'encombrement
- Température plus constante en profondeur
- Règle empirique : 1 mètre de profondeur = 40–80 W de puissance
La profondeur de forage nécessaire varie selon la nature du sol et la puissance souhaitée :
| Puissance de chauffage | Profondeur de forage |
|---|---|
| 5 kW | 60–125 m |
| 8 kW | 100–200 m |
| 10 kW | 125–250 m |
Avantages
L'utilisation de la chaleur constante du sol offre des avantages décisifs :
| Avantage | Explication |
|---|---|
| Haute efficacité | Température du sol constante (~10°C) |
| Constante toute l'année | Indépendante de la température extérieure |
| Très silencieuse | Pas d'unité extérieure avec ventilateur |
| Longue durée de vie | Les capteurs durent des décennies |
| SPF le plus élevé | Souvent supérieur à 4,5 |
Inconvénients
La haute efficacité s'obtient cependant avec quelques contraintes :
| Inconvénient | Explication |
|---|---|
| Coûts d'installation élevés | Terrassement ou forage coûteux |
| Autorisation obligatoire | Souvent nécessaire pour les forages |
| Encombrement | Capteurs nécessitent grande surface |
| Pas possible partout | Nature du sol importante |
Quand est-ce judicieux ?
- Nouvelle construction avec grand terrain (capteurs)
- Sous-sol adapté aux forages
- Investissement à long terme prévu
- Efficacité maximale souhaitée
Pompe à chaleur air-air
La pompe à chaleur air-air transfère la chaleur directement par l'air – sans eau de chauffage.
Connue comme : Climatisation !
Les climatisations dans les hôtels ou les pays chauds sont des pompes à chaleur air-air. Elles peuvent :
- Chauffer (chaleur de l'extérieur vers l'intérieur)
- Refroidir (chaleur de l'intérieur vers l'extérieur)
Deux variantes principales
Installation split
- Unité extérieure : Évaporateur/Condenseur
- Unité intérieure : Libération de chaleur directement dans la pièce
- Reliées par des conduites frigorigènes
Chauffage par air avec récupération de chaleur
- Utilise l'air extrait comme source de chaleur
- L'air frais est réchauffé avec la chaleur résiduelle
- Souvent utilisé dans les maisons passives
Avantages
La pompe à chaleur air-air offre des avantages surtout dans les bâtiments bien isolés :
| Avantage | Explication |
|---|---|
| Refroidissement possible | Climatisation en été |
| Réaction rapide | Chaleur directement dans l'air |
| Installation économique | Pas de système de chauffage nécessaire |
| Régulation par pièce | Chaque pièce individuellement |
Inconvénients
Comme système de chauffage par air pur, ce système a aussi des limitations :
| Inconvénient | Explication |
|---|---|
| Pas d'eau chaude | Solution supplémentaire nécessaire |
| Courants d'air possibles | Air chaud insufflé |
| Poussière et allergènes | Filtration importante |
| Moins efficace | Qu'air-eau pour le chauffage |
Quand est-ce judicieux ?
- Maisons passives avec ventilation contrôlée
- Chauffage d'appoint pour certaines pièces
- Si refroidissement aussi souhaité
- Dans les bâtiments très bien isolés
Comparaison des types de pompes à chaleur
Les trois types de pompes à chaleur se distinguent sur plusieurs caractéristiques importantes :
| Critère | Air-eau | Géothermique | Air-air |
|---|---|---|---|
| SPF typique | 3,0–4,0 | 4,0–5,0 | 2,5–3,5 |
| Coûts d'installation | Moyens | Élevés | Bas |
| Coûts d'exploitation | Moyens | Bas | Moyens |
| Encombrement | Faible | Élevé | Faible |
| Eau chaude | Oui | Oui | Non |
| Refroidissement possible | (Avec option) | (Avec option) | Oui |
| Bruit | Moyen | Très silencieux | Moyen |
| Autorisation | Rarement | Souvent | Rarement |
Le duo de rêve : Pompe à chaleur + Installation solaire
Qu'y a-t-il de mieux qu'une technologie durable ? Deux technologies durables combinées !
La combinaison de pompe à chaleur et installation solaire peut chauffer sa propre maison de façon complètement neutre en CO2.
Pourquoi ça fonctionne si bien ensemble ?
Les deux technologies se complètent idéalement, comme le montre cet aperçu :
| Composant | Fournit | Nécessite |
|---|---|---|
| Installation solaire | Électricité | Soleil |
| Pompe à chaleur | Chaleur | Électricité |
L'installation solaire produit de l'électricité pendant la journée – exactement quand la pompe à chaleur travaille !
Fonctionnement de la combinaison
Modules solaires
│
▼ Électricité solaire
│
Onduleur ──────┬──► Pompe à chaleur
│
├──► Ménage
│
└──► Stockage batterie (optionnel)Avantages de la combinaison
La combinaison des deux systèmes apporte de nombreux avantages :
| Avantage | Explication |
|---|---|
| Chauffage neutre en CO2 | Avec sa propre électricité solaire |
| Coûts d'exploitation réduits | Sa propre électricité coûte moins cher |
| Indépendance | Moins de prélèvement sur le réseau |
| Subventionnable | Aides publiques |
| Symbiotique | Les systèmes se complètent optimalement |
Inconvénients de la combinaison
La combinaison n'est cependant pas sans défis :
| Inconvénient | Explication |
|---|---|
| Investissement élevé | Deux systèmes à acquérir |
| Problématique hivernale | Moins d'électricité solaire quand le chauffage est le plus nécessaire |
| Complexité | Plus de composants à gérer |
Résoudre le problème hivernal
En hiver, les besoins en chauffage sont élevés, mais la production solaire basse. Solutions :
- Installation PV plus grande – encore assez de production en hiver
- Stockage batterie – stocker l'énergie
- Comportement de charge optimisé – charger la batterie en journée, chauffer le soir
- Électricité réseau comme backup – besoin restant du réseau (éventuellement électricité verte)
Dimensionnement pour la combinaison
Règle empirique pour installation PV avec pompe à chaleur :
Taille PV normale + 2–3 kWc supplémentaires pour la pompe à chaleur
Selon la puissance de la pompe à chaleur, l'installation PV devrait être dimensionnée plus grande :
| Puissance pompe à chaleur | PV supplémentaire |
|---|---|
| 5 kW | +2 kWc |
| 8 kW | +3 kWc |
| 12 kW | +4–5 kWc |
Configuration exemple
Une maison individuelle typique pourrait être équipée ainsi :
| Composant | Dimensionnement |
|---|---|
| Surface habitable | 150 m² |
| Pompe à chaleur | 10 kW (air-eau) |
| Installation PV | 10 kWc (incluant besoins pompe à chaleur) |
| Stockage batterie | 10 kWh |
| Autarcie attendue | 60–70% |
Conclusion
| En bref: Le choix du type de pompe à chaleur dépend de nombreux facteurs : La décision pour un type de pompe à chaleur dépend de différents facteurs : | Facteur | Meilleur type |
|---|---|---|
| Espace limité | Air-eau | |
| Efficacité maximale | Géothermique | |
| Refroidissement aussi | Air-air | |
| Bâtiment existant | Air-eau | |
| Nouvelle construction + jardin | Géothermique |
La combinaison avec une installation solaire est le duo de rêve pour un chauffage durable. Avec sa propre électricité solaire, la pompe à chaleur devient un système de chauffage sans CO2.
La série complète « Pompes à chaleur »
- L'anti-réfrigérateur : Comment fonctionne une pompe à chaleur ? – Fondamentaux
- Les composants : Échangeur de chaleur, compresseur et détendeur – Composants
- Indicateurs clés et dimensionnement des pompes à chaleur – COP, SPF et plus
- Modes de fonctionnement : Monovalent, bivalent et hybride – Modes d'exploitation
- Types de pompes à chaleur et le duo de rêve avec les installations solaires – Vous êtes ici
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