Les systèmes de pompes à chaleur

Les différents types de pompes à chaleur diffèrent en termes d’efficacité, de source d’énergie et de prix. Ce que vous devez prendre en considération.

La chaleur de l’environnement

L’air ou l’eau est utilisé pour absorber et émettre la chaleur. Il en résulte différents types de pompes à chaleur, par exemple une pompe à chaleur air/air. La première partie du nom signifie absorption de chaleur, la seconde, émission de chaleur. Les pompes à chaleur sont très économiques car elles utilisent la chaleur qui est déjà disponible. Cependant, le facteur décisif pour l’efficacité d’une pompe à chaleur n’est pas la température réelle de la source de chaleur, mais seulement la différence de température entre le moyen d’absorption (air, eau, antigel) et la source de chaleur. Plus cette différence est importante, plus une pompe à chaleur fonctionne efficacement. Même si la « source de chaleur » est à moins 10 °C, la chaleur peut toujours être récupérée.

Les pompes à chaleur ne nécessitent donc pas de combustible et peuvent fonctionner entièrement avec des énergies renouvelables – propres et respectueuses de l’environnement. La maison n’a pas besoin de cheminée, de tuyau de gaz ou de réservoir de mazout.

Le principe de fonctionnement

Le principe de fonctionnement d’une pompe à chaleur est le même que celui d’un réfrigérateur – mais à l’inverse. Dans le cas d’une pompe à chaleur, la chaleur extraite de l’intérieur d’un réfrigérateur est fournie à la maison. Bien sûr, le processus fonctionne aussi dans l’autre sens : une maison peut aussi être refroidie par une pompe à chaleur.

Le schéma ci-dessous explique le principe de base d’une pompe à chaleur.

Évaporation par absorption de chaleur : La chaleur de l’air, de l’eau ou du sol chauffe le caloporteur via un échangeur thermique. Le caloporteur est un liquide qui s’évapore même à basse température.
Concentration de chaleur par compression : La densité thermique du fluide caloporteur évaporé est augmentée en le comprimant au moyen d’un compresseur. Cela augmente la température. Métaphoriquement parlant, c’est à peu près comme si l’on pelletait du gravier sur un tas : Il y a maintenant plus de gravier dans moins d’espace – plus de chaleur dans le cas de la pompe à chaleur.
Condensation par émission de chaleur : Le fluide caloporteur libère sa chaleur à un utilisateur de chaleur, par exemple un circuit de chauffage ou un réservoir de stockage thermique. En conséquence, le fluide caloporteur se condense et se liquéfie à nouveau.
Expansion par réduction de la pression : Le fluide caloporteur, maintenant refroidi et à nouveau liquide, est toujours sous pression. Cette pression est réduite par une valve. Le fluide caloporteur se refroidit alors davantage. Le cycle peut recommencer.

Comme un réfrigérateur, mais inversement : le principe de fonctionnement des pompes à chaleur.

Les systèmes

Chaque système a des atouts différents. Voici un premier aperçu :

Description	Absorption de chaleur	Emission de chaleur	Efficacité	Coûts	Autre
Pompe à chaleur air/air	Air entrant	Air sortant	Élevé	Moyen
Pompe à chaleur air/eau	Air extérieur	Circuit de chauffage	Élevé	Moyen
Pompe à chaleur saumure/eau	Sol	Circuit de chauffage	Très élevé	Plutôt élevé	Peut nécessiter une autorisation pour les forages géothermiques
Pompe à chaleur eau/eau	Eau souterraine	Circuit de chauffage	Très élevé	Plutôt élevé	Nécessite une autorisation

Pompe à chaleur air/air

Un échangeur de chaleur qui extrait la chaleur de l’air entrant et la transfère à l’air sortant. En conséquence, un système de ventilation pour la maison est nécessaire. Le processus est efficace, mais l’énergie transférable est limitée. Les maisons Minergie-P constituent l’application idéale pour ce type de projet.

Pompe à chaleur air/eau

Les pompes à chaleur air/eau sont un remplacement idéal pour les systèmes de chauffage existants. Ils ne nécessitent pas de travaux de transformation importants et peuvent être mis en service rapidement. Ce type de pompe à chaleur utilise la chaleur de l’air extérieur. En conséquence, la température extérieure peut jouer un rôle (fonctionnement possible jusqu’à -20 °C).

Pompe à chaleur saumure/eau

Ce type absorbe la chaleur du sol. Pour ce faire, elle a besoin soit d’une sonde géothermique (posée à une profondeur de 100 à 300 m), soit de collecteurs proches de la surface. En raison de ces mesures de construction nécessaires, les pompes à chaleur saumure/eau sont particulièrement intéressantes pour les nouvelles constructions. La grande force du système réside dans le fait que les températures ambiantes ne sont pas pertinentes pour le fonctionnement.

Pompe à chaleur eau/eau

La pompe à chaleur eau/eau utilise une source d’eau existante pour l’absorption de la chaleur. Il s’agit généralement des eaux souterraines (permis de forage requis). Grâce à la stabilité de la température des eaux souterraines tout au long de l’année, elles constituent une source de chaleur idéale. Les nouvelles pompes à chaleur eau/eau peuvent également utiliser les eaux résiduaires ou les eaux de surface comme source de chaleur.

Voici à quoi peut ressembler une pompe à chaleur air/eau.

Les conditions

Une pompe à chaleur peut en principe fonctionner dans n’importe quelle maison. Pour les nouveaux bâtiments, les pompes à chaleur eau/eau ou saumure/eau sont particulièrement intéressantes, car des travaux de génie civil doivent de toute façon être effectués. Les préparatifs nécessaires pour les pompes à chaleur peuvent être effectués à peu de frais.

Les pompes à chaleur qui utilisent l’air comme source de chaleur (pompes à chaleur air/air et air/eau) se prêtent particulièrement bien à la modernisation ultérieure. L’efficacité d’une pompe à chaleur dépend principalement des températures requises et des caractéristiques de la maison. Idéalement, la maison devrait être équipée d’un chauffage au sol ou d’autres convecteurs (radiateurs) de grande surface. En effet, les pompes à chaleur ne travaillent pas avec des températures très élevées.

Une procédure simple permet de vérifier si une pompe à chaleur dans une maison peut convertir la puissance thermique requise : Par une froide journée d’hiver, le chauffage conventionnel est réglé à 50 °C, après quoi les radiateurs sont mis en marche. Cela simule à peu près la situation avec une pompe à chaleur. Si l’appartement se réchauffe jusqu’à une température confortable, rien n’empêche l’installation immédiate d’une pompe à chaleur. Si la puissance thermique ne peut pas être convertie, une extension de la surface du corps de chauffe – par exemple des convecteurs plus nombreux ou plus grands – peut être une solution. D’un point de vue financier, cet investissement supplémentaire est généralement amorti au bout de quelques années. Du point de vue du bien-être, l’investissement est immédiatement rentable : une chaleur plus agréable et mieux répartie et un air moins sec.

Les caractéristiques des pompes à chaleur en un coup d’œil

Les pompes à chaleur ont beaucoup de sens, tant du point de vue financier qu’écologique. Les coûts de chauffage et la pollution de l’environnement sont réduits de manière drastique. L’investissement initial légèrement plus élevé par rapport à un système de chauffage au gaz ou au mazout s’amortit en quelques années seulement. Il est important de vous fournir en électricité à partir de sources écologiques garanties, de préférence sur votre propre toit. Vous pouvez découvrir comment faire ici.

Meilleur rapport qualité-prix sur toute la durée de vie
Réduction des coûts énergétiques
Réduction de la dépendance aux combustibles fossiles
Renforcer la sécurité d’approvisionnement et la sécurité des prix
Énergie entièrement renouvelable (avec installation solaire)
Pas d’émissions de CO2
Pas d’odeur / autre pollution de la qualité de l’air
Peu d’espace requis

Programmes de promotion des pompes à chaleur

« Le Programme Bâtiments » de la Confédération soutient les programmes cantonaux et fixe les conditions-cadres. Chaque canton, cependant, conçoit son programme de promotion individuellement. Il existe également quelques programmes au niveau communal. C’est pourquoi il existe parfois de grandes différences entre les cantons et les communes. Toutefois, les cantons ont convenu d’une subvention minimale en 2015.

Dans le cas d’un remplacement de chauffage (mazout/gaz), il s’agit d’une contribution de base de 1600 CHF et d’un supplément de 60 CHF/kW. Une pompe à chaleur d’une puissance de 9 kW est ainsi subventionnée à hauteur de 2140 CHF. Toutefois, de nombreux cantons vont bien au-delà de cette subvention minimale, comme le canton de Berne, qui subventionne à hauteur de 10’000 CHF (max. 35 % des coûts réels).

Conclusion

Les pompes à chaleur ont un sens dans presque toutes les maisons, surtout en combinaison avec un système photovoltaïque. Ce lien est important : si l’électricité n’est pas produite à partir de sources renouvelables, mais provient d’une centrale au charbon ou nucléaire, les avantages d’une pompe à chaleur sont considérablement réduits. Les installations solaires, en revanche, produisent de l’électricité exclusivement de manière durable. Vous pouvez en savoir plus sur la durabilité des installations solaires ici.

En combinaison avec une installation solaire, une pompe à chaleur devient beaucoup plus rentable. Cela est dû au fait que la production d’énergie solaire est très économique. Vous pouvez en apprendre davantage sur la rentabilité des systèmes solaires ici.

Il est maintenant important d’avoir une vue d’ensemble plus claire de votre propre situation. Cela se fait facilement et gratuitement avec le SolarReport. Vous le recevrez grâce au calculateur solaire, qui tient compte de votre situation individuelle – et aussi d’une pompe à chaleur. Le SolarReport convient parfaitement comme base de décision pour vos démarches ultérieures. Pour en savoir plus, cliquez ici.

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