Quelle est la composition d’une pompe à chaleur air-air ?

L’installation d’une pompe à chaleur air-air demeure profitable pour les occupants d’un logement. Sur le plan économique et écologique, cet appareil coche en effet toutes les cases de l’investissement énergétique du futur. En détaillant la composition d’une pompe à chaleur air-air, puis en comprenant le fonctionnement de cette PAC, il est facilement compréhensible d’apprécier l’apport d’un tel appareil.

La pompe à chaleur air-air se décompose généralement en deux unités, l’une extérieure, l’autre intérieure. Un circuit se forme entre elles. Celui-ci contient plusieurs éléments, tous fondamentaux pour assurer le bon fonctionnement de la PAC air-air.

Le fluide frigorigène est une composante essentielle au bon fonctionnement de la pompe à chaleur air-air. Ce type de liquide est caloporteur. Autrement dit, le fluide frigorigène possède la capacité de transporter la chaleur. Le liquide réagit rapidement au contact des calories de l’air extérieur : il se transforme en gaz à basse température. Le fluide frigorigène s’utilise aussi bien dans les machines de production de chaleur ou de froid. C’est ce liquide qui permet au frigidaire de se refroidir, qui donne à la pompe à chaleur le pouvoir de réchauffer un logement, ou, dans le cas d’une PAC réversible, de le climatiser.

Le fluide frigorigène parcourt un circuit qui débute dans l’unité externe et se finit dans l’unité intérieure de la PAC air-air. Durant ce voyage, il passe par différents éléments qui vont le transformer. Le fluide frigorigène, passé à l’état de gaz, va tout d’abord se comprimer pour monter en température. Une fois déchargé de sa chaleur, il se condense et retourne à l’état liquide. Ensuite, il recommence un cycle en absorbant les calories de l’air extérieur. Attention, le fluide frigorigène est potentiellement toxique pour l’environnement. D’ailleurs, l’étanchéité du système doit être vérifiée par un professionnel tous les ans si les quantités de fluide dépassent les deux kilos.

La chaleur présente dans l’air extérieur ne suffit pas pour alimenter correctement le chauffage d’un logement, notamment en hiver. L’énergie récupérée par le fluide frigorigène doit continuer d’augmenter en température. C’est exactement le rôle du compresseur. L’outil fait monter le gaz en pression et élève en même temps sa température.

Le compresseur requiert un raccordement électrique pour fonctionner. La consommation énergétique, bien que moindre, demeure donc indispensable pour faire marcher la pompe à chaleur air-air. Voilà pourquoi il faut connaître le coefficient de performance (COP) de la PAC et bien déterminer ses besoins en énergie avant tout achat. Pour rappel, le COP désigne le rapport entre l’énergie produite et l’énergie consommée. Une pompe à chaleur air-air efficace possède au minimum un COP égal à 3. En clair, une bonne PAC air-air produit trois fois plus d’énergie qu’elle ne consomme d’électricité. Idéal pour réaliser des économies.

Sous l’effet de la haute pression menée par le compresseur, la vapeur s’échappe rapidement vers le condenseur. Le fluide frigorigène baisse alors en température et retourne à l’état liquide. C’est lors de cette étape que la chaleur se détache, puis se transmet dans l’habitation. Le fluide refroidi garde sa pression et continue sa route vers le détendeur. Le condensateur se présente généralement sous la forme d’un échangeur thermique.

À la sortie du condenseur, le fluide frigorigène circule toujours sous haute pression. Avant de retourner au contact des calories de l’air extérieur, le liquide doit continuer à se refroidir et abaisser sa pression. Le détendeur joue ce rôle à l’aide d’un dispositif d’étranglement. Le contrôle du débit du fluide est indispensable avant de se diriger vers l’évaporateur.

Un débit trop important du fluide corrompt le fonctionnement de la pompe à chaleur. En effet, le liquide ne pourrait s’évaporer correctement et serait aspiré par le compresseur. Une action qui entraînerait de sérieux dommages. Au contraire, un débit trop lent engendrerait une évaporation trop importante et une surchauffe du circuit. Le détendeur évite donc une grande source de problèmes.

C’est dans cet appareil que le fluide frigorigène puise la chaleur de l’air extérieur. Les calories capturées dans l’unité externe à l’aide d’un ventilateur empruntent un système de tuyauterie, dans lequel circule le liquide. Un nouveau cycle s’amorce : le fluide augmente en température, passe à l’état de gaz et se dirige vers le compresseur, le condenseur, le détendeur, etc.

Le choix de l’unité intérieure dépend du besoin énergétique du logement. C’est dans cet appareil que se situe le condenseur et que se distribue la chaleur dans les pièces du logement. Sa puissance se choisit selon les spécificités et le niveau de déperdition thermique de la maison. Généralement, l’appareil se matérialise sous forme de ventilo-convecteur.

La pompe à chaleur mono-split n’utilise qu’une seule unité intérieure. En conséquence, le système ne réchauffe qu’une seule pièce. La PAC air-air vient donc en soutien d’un autre chauffage. Il existe des modèles réversibles, c’est-à-dire que le circuit emprunte le chemin inverse : il climatise l’intérieur.

La pompe à chaleur multisplit raccorde jusqu’à sept ou huit unités intérieures selon les marques. Dans ce cas, la PAC air-air sert de chauffage principal. L’intégralité de la maison est chauffée. Selon l’installation, les unités intérieures se placent :

Enfin, les pompes à chaleur air-air se composent d’éléments secondaires. Ceux-ci se montrent nécessaires dans l’entretien, le contrôle et le bon fonctionnement des pompes.

Vous souhaitez en savoir plus sur le rendement de la PAC air-air, connaître ses atouts, ses limites ? Consultez ces autres pages qui traitent de la pompe à chaleur air-air :