Pompes à chaleur | Tout savoir

Les pompes à chaleur (PAC) sont les appareils de premier choix pour ceux qui souhaitent réduire leur facture de chauffage et produire de la chaleur de manière plus écologique. En effet, l'environnement fournit gratuitement et sans limite l'énergie nécessaire au chauffage par pompe à chaleur. Cette installation de chauffage à part entière a besoin de peu d'électricité pour rendre l'énergie de la nature utilisable. Une pompe à chaleur fonctionne indépendamment des combustibles fossiles et contribue activement à la réduction des émissions de CO₂ et à la protection du climat.

Quels sont les types de pompes à chaleur ?

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Pompes à chaleur air/eau

Pompes à chaleur air/air

Pompes à chaleur géothermiques

Pompes à chaleur pour eau chaude

Pompes à chaleur hybrides

Comment fonctionne une pompe à chaleur : le principe de fonctionnement du réfrigérateur

La pompe à chaleur est un appareil qui fonctionne selon un principe simple et étonnamment efficace. En termes simplifiés, ce système de chauffage fonctionne comme un réfrigérateur, mais à l'envers. Alors qu'un réfrigérateur dirige la chaleur vers l'extérieur, les pompes à chaleur prélèvent l'énergie de l'air, du sol ou de la nappe phréatique et la transfèrent dans l'espace habitable via le système de chauffage.

Le circuit frigorifique des pompes à chaleur Viessmann

La conception du circuit frigorifique est déterminante pour l'efficacité d'une pompe à chaleur. Viessmann utilise pour cela les composants les plus avancés (compresseurs et autres). Ils se caractérisent par un fonctionnement silencieux, de faibles vibrations et une durée de vie extrêmement longue. Pour produire de la chaleur, l'énergie thermique est extraite de l'environnement et utilisée pour évaporer un fluide frigorigène qui bout à basse température. Le compresseur à entraînement électrique comprime le gaz ainsi créé et le porte à un niveau de température plus élevé. Un échangeur de chaleur transfère l'énergie du gaz chauffé vers le circuit de chauffage. Le fluide frigorigène, encore sous pression, se condense à nouveau et est détendu dans une vanne d'expansion. Ce faisant, la température diminue fortement. Le cycle, et avec lui le chauffage par pompe à chaleur, recommence alors.

Principe de fonctionnement d'une pompe à chaleur

En savoir plus sur le fonctionnement d'une pompe à chaleur

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Les types de pompes à chaleur diffèrent en fonction de la source d'énergie

Les pompes à chaleur utilisent l'énergie environnementale pour chauffer les pièces et l'eau sanitaire. La meilleure source de chaleur pour la pompe à chaleur dépend dans chaque cas des conditions locales, de votre logement et de la demande de chaleur. Les pompes à chaleur Viessmann sont présentes sur le marché depuis les années 1970 et utilisent différentes sources d'énergie : air, sol ou eau.

Les utilisateurs ont un large choix de pompes à chaleur Viessmann, avec des modèles adaptés à toutes les sources de chaleur et à tous les besoins, en neuf comme en rénovation. Avec la technologie Viessmann appropriée, vous pouvez maintenir vos coûts de chauffage à un niveau bas dès le premier jour, et réduire la charge sur l'environnement.

Cliquez sur les types de pompes à chaleur ci-dessous pour en savoir plus :

L'air est disponible partout et il est gratuit. En outre, l'air ambiant contient toujours de la chaleur, même s'il fait froid dehors. La limite inférieure, physique de la température est de -273,15°C. Cela signifie que toute température supérieure à cette limite contient encore de l'énergie thermique qui peut être utilisée. Même si cela est possible en théorie, le fonctionnement économique d'une pompe à chaleur air/eau ne peut être atteint que jusqu'à environ -20°C. La pompe à chaleur air/eau peut être placée aussi bien à l'intérieur qu'à l'extérieur.

La figure montre une maison équipée d'une pompe à chaleur à air Viessmann, d'un chauffe-eau et d'un ballon tampon.

Chaleur de l'air
[1] Pompe à chaleur Vitocal
[2] Ballon d'eau chaude sanitaire (ECS)
[3] Ballon tampon

Une pompe à chaleur air/air (également appelée climatiseur) extrait les calories de l'air ambiant et les transporte vers l'extérieur. Semblable à une pompe à chaleur air/eau, la base est un circuit de réfrigérant - uniquement en sens inverse.

Avec un système de climatisation, vous pouvez non seulement rafraîchir les pièces de vie, mais aussi les chauffer pendant la période de transition, soutenir les générateurs de chaleur existants ou les remplacer.

Une énorme quantité d'énergie dort dans la terre et elle est presque inépuisable. Cette source de chaleur permet d'obtenir des températures relativement élevées et constantes. À partir d'une profondeur d'environ 10 mètres, ces températures restent relativement élevées, même en hiver. Plus la profondeur augmente, plus les températures augmentent, et avec elles, la quantité d'énergie thermique. À l'aide d'une pompe à chaleur eau glycolée/eau, une partie de cette énergie peut être utilisée pour le chauffage central et l'ECS.

Il existe deux méthodes courantes pour fournir de la chaleur à la pompe à chaleur. Les capteurs géothermiques, tels que les capteurs de surface et les capteurs en cunette ou les nattes d'absorption d'énergie, sont posés près de la surface et absorbent l'énergie thermique sur leurs grandes surfaces pour la transférer ensuite à la pompe à chaleur. Les sondes géothermiques, quant à elles, sont enfoncées dans le sol verticalement ou en biais et extraient l'énergie thermique à une profondeur de 40 à 100 mètres. Par conséquent, elles nécessitent moins d'espace que les capteurs géothermiques.

Par rapport aux pompes à chaleur air/eau, les pompes à chaleur eau glycolée/eau atteignent généralement des efficacités plus élevées, quelle que soit la méthode d'extraction de la chaleur. En revanche, l'effort de planification est plus important en raison de la grande surface nécessaire ou de l'autorisation officielle. Pour plus d'informations sur cette source de chaleur, voir la section dédiée au fonctionnement la pompe à chaleur eau glycolée/eau.

La figure montre une maison équipée d'une pompe à chaleur eau glycolée/eau Viessmann, d'une sonde, d'un chauffe-eau et d'un ballon tampon

Chaleur du sol (sonde)
[1] Pompe à chaleur Vitocal
[2] Ballon d'eau chaude sanitaire (ECS)
[3] Ballon tampon

L'eau souterraine est également un excellent accumulateur d'énergie, fournissant des températures constantes de plus de 10°C tout au long de l'année. Pour pouvoir utiliser l'énergie thermique, une installation de puits composée de puits d'alimentation et de puits de retour est nécessaire. Un aspect essentiel lors de la planification de ce type de pompe à chaleur est la protection de l'eau. Dans certaines circonstances, les autorités responsables peuvent refuser d'accorder une autorisation pour une pompe à chaleur eau/eau. Il est important de se renseigner auprès de l'autorité concernée avant d'acheter.

Mais même dans les régions où une installation de puits est autorisée, cela ne signifie pas automatiquement un fonctionnement économique. En effet, la composition de l'eau a une influence décisive sur le bon fonctionnement et l'efficacité de la pompe à chaleur. Si l'utilisation d'une pompe à chaleur eau/eau n'est pas possible, la pompe à chaleur eau glycolée/eau avec accumulateurs de glace ou capteurs géothermiques est une bonne alternative dans la pratique.

La figure montre une maison équipée d'une pompe à chaleur eau/eau Viessmann, d'un chauffe-eau et d'un ballon tampon

Chaleur de la nappe phréatique
[1] Pompe à chaleur Vitocal
[2] Ballon d'eau chaude sanitaire (ECS)
[3] Ballon tampon

Les pompes à chaleur n'intéressent pas seulement les propriétaires de maisons individuelles et d'immeubles d'habitation. Les entreprises commerciales, les collectivités locales et l'industrie misent également sur cette technologie efficace et propre. Des installations très efficaces sont utilisées, conçues pour répondre à des exigences élevées permanentes et offrant différentes puissances. Les pompes à chaleur de grande puissance Viessmann couvrent des plages de puissance de 50 à 600 kW et peuvent également supporter des températures de départ élevées, jusqu'à 90°C.

Outre le sol, les eaux souterraines et l'air extrait peuvent également être utilisés comme source de chaleur. Dans les applications industrielles en particulier, la chaleur perdue peut également servir de fournisseur d'énergie. Dans tous les cas, les pompes à chaleur de grande puissance utilisent au maximum les sources d'énergie gratuites. Les pompes à chaleur de grande puissance sont encore plus efficaces lorsqu'elles sont utilisées en combinaison avec un accumulateur d'énergie de la glace, combinant ainsi les forces de différentes sources de chaleur. Comme la plupart des pompes à chaleur de la gamme de puissance inférieure, de nombreuses pompes à chaleur de grande puissance peuvent également être utilisées à des fins de rafraîchissement.

Modernisation des pompes à chaleur de grande puissance dans un système bimode

Contrairement à la croyance populaire, les pompes à chaleur ne sont pas uniquement utilisées dans les projets de construction neuve relatifs aux secteurs industriel et commercial ou aux collectivités locales. Les propriétaires d'installations de chauffage peuvent également les utiliser dans le cadre de projets de rénovation. En effet, une pompe à chaleur de grande puissance Viessmann peut être parfaitement combinée aux installations de chauffage existantes. Ainsi, les installations de chauffage traditionnelles au fioul ou au gaz peuvent être complétées par une pompe à chaleur. La pompe à chaleur est utilisée pour prendre en charge la charge de base de l'ECS et de l'énergie de chauffage. En cas de pic de charge, la chaudière à gaz ou au fioul peut alors être mise en marche pour couvrir la demande. Cette forme d'installation de chauffage en milieu industriel permet non seulement de réduire efficacement les coûts de chauffage, mais aussi les émissions de CO₂ et constitue donc un point positif absolu en matière de protection du climat.

Une phase de préparation et de planification complètes est importante

Il existe un large choix de pompes à chaleur pour les utilisations commerciales et les collectivités locales. Chaque cas a ses propres exigences. Afin de trouver le modèle qui vous convient, nous vous recommandons une phase de préparation et de planification complètes. L'un de nos partenaires Viessmann compétents se tient à votre disposition pour vous aider.

L'image montre une cascade de pompes à chaleur Viessmann.

Cascade de pompes à chaleur Vitocal 300-G Pro

En savoir plus sur les pompes à chaleur de grande puissance

Pompes à chaleur split ou monobloc ?

Pompes à chaleur split

Pompes à chaleur monobloc

Quels sont les avantages de la pompe à chaleur ?

Un système de chauffage plus écologique, qui contribue à la réduction des émissions de CO₂

Une plus grande indépendance vis-à-vis des combustibles fossiles, tels que le fioul ou le gaz

Le recours aux énergies renouvelables qui ne sont pas soumises aux fluctuations de prix que connaissent les combustibles fossiles

Un système de chauffage plus économique grâce à des COP performants

Des aides financières importantes pour vous aider à financer le remplacement de votre système de chauffage actuel

Présentation de la pompe à chaleur évolutive de Viessmann

Solutions avancées et individuelles Viessmann

Les pompes à chaleur Viessmann offrent des avantages supplémentaires. L'unité extérieure Vitocal, par exemple, se caractérise par un fonctionnement particulièrement silencieux grâce à une conception acoustique avancée. En outre, la plupart des pompes à chaleur Viessmann disposent des fonctions de rafraîchissement actif et de rafraîchissement naturel. En plus de leur utilisation classique en tant que générateurs de chaleur par temps froid, elles peuvent également créer un climat ambiant agréable en été en apportant de l'air frais dans la maison. Le fonctionnement détaillé de cette fonction est expliqué dans la section dédiée au rafraîchissement.

La vaste gamme de produits Viessmann permet de trouver la pompe à chaleur adaptée à vos besoins précis. Les conditions de votre habitation ainsi que vos préférences personnelles en terme de chaleur peuvent être prises en compte. En plus d'un fonctionnement efficace en mode mono, les pompes à chaleur peuvent être utilisées avec des installations solaires, et même avec une installation de chauffage au fioul ou au gaz existant dans une installation polyvalente. Cela vous permet d'avoir une solution 100% adaptée à vos exigences.

Les différentes installations de chauffage nécessitent des températures différentes. Le chauffage par des radiateurs, par exemple, nécessite des températures allant jusqu'à 70°C. Le chauffage par le sol, quant à lui, fonctionne avec une température de départ de seulement 35°C. Pour assurer le fonctionnement le plus économique, l'ensemble de l'installation de chauffage est important. Les pompes à chaleur Viessmann peuvent alimenter en chaleur suffisante à la fois le chauffage par le sol et les radiateurs. Elles conviennent donc aussi bien à la rénovation d'un bâtiment existant qu'aux projets de construction neuve.

COP : qu'est-ce que cela signifie ?

Se chauffer avec les pompes à chaleur Viessmann, c'est faire confiance à une technologie éprouvée tout en préservant l'environnement. En effet, tous les appareils sont dotés de composants soigneusement adaptés et d'un COP élevé. Le COP (coefficient de performance) est un instantané du rapport entre la chaleur utile produite et l'énergie motrice utilisée.

Lors de la conception d'une installation, il est toutefois important de prendre en compte le fonctionnement prévu sur une année entière. Pour ce faire, la quantité de chaleur fournie est calculée par rapport à la demande électrique totale de l'installation de pompe à chaleur, en tenant compte de la puissance des pompes, des unités de commande... Le résultat est appelé le facteur de performance saisonnier ou SCOP.

En termes simples, le coefficient de performance est une valeur caractéristique importante pour les pompes à chaleur. Plus ce COP est élevé, plus la pompe à chaleur fonctionne efficacement !

Les fluides frigorigènes utilisés

Une PAC a besoin de fluide frigorigène afin de pouvoir fonctionner. Les pompes à chaleur actuelles contiennent principalement des gaz à effet de serre fluorés. Ces gaz sont soit nocifs pour le climat (HFC, qui veut dire Hydrofluorocarbones), soit polluants pour l'environnement en raison de la pollution de l'eau (HFO, qui veut dire Hydrofluoro-oléfines). Il est donc important d'en diminuer l'utilisation et de basculer progressivement vers des fluides frigorigènes plus verts.

Les réfrigérants naturels (par exemple le propane / R290) constituent une alternative intéressante qui va dans le sens du développement durable. Dans les rapports sur les substances chimiques per- et polyfluorées (PFAS), les réfrigérants des pompes à chaleur ont été qualifiés de "toxiques", mais cela ne s'applique qu'aux HFO. Les fluides frigorigènes naturels dont le R290 et les HFC, ne sont pas toxiques. Viessmann est en train de convertir toutes ses pompes à chaleur aux réfrigérants naturels (R290). L'utilisation des fluides HFC R32, R410A ou R407C est aujourd'hui de plus en plus limitée.

L'Union Européenne renforce les règles relatives aux réfrigérants pour une meilleure protection du climat et de l'environnement. Viessmann soutient activement un passage direct et accéléré aux réfrigérants naturels, sans "détour" par les HFO. Une nouvelle réglementation ambitieuse n'est pas un frein pour les objectifs en matière de pompes à chaleur (comme le prétendent souvent de nombreux acteurs de l'industrie chimique ou de l'air conditionné) : au contraire, elle crée une sécurité juridique pour les milliards investis dans les pompes à chaleur et favorise une montée en puissance rapide de machines propres et respectueuses de l'environnement.

Guide complet sur les pompes à chaleur

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