Les pompes à chaleur air-eau représentent une solution de chauffage moderne qui transforme l'énergie présente dans l'air extérieur pour produire de la chaleur dans votre habitation. Ces systèmes, qui gagnent en popularité dans le cadre de la transition énergétique, offrent une alternative aux chauffages traditionnels avec un excellent rapport entre l'énergie consommée et la chaleur produite.
Fonctionnement et principes de base des pompes à chaleur air-eau
La pompe à chaleur (PAC) air-eau fait partie des systèmes aérothermiques qui captent les calories présentes dans l'air extérieur pour les transférer à un circuit d'eau de chauffage. Cette technologie utilise l'énergie renouvelable disponible dans l'environnement et ne consomme de l'électricité que pour faire fonctionner le système, ce qui la rend particulièrement économique sur le long terme.
Le transfert thermique et cycle frigorifique
Le principe de fonctionnement d'une PAC air-eau repose sur un cycle thermodynamique qui utilise un fluide frigorigène. Ce fluide capte la chaleur de l'air extérieur, même lorsque les températures sont basses. Il circule dans un circuit fermé où il passe par différents états (liquide/gazeux) selon les variations de pression et de température. Le compresseur, pièce maîtresse du système, comprime le gaz pour augmenter sa température avant de transférer cette chaleur au circuit d'eau qui alimente radiateurs ou planchers chauffants. En France, les types de PAC air-eau varient selon leur capacité à produire de l'eau plus ou moins chaude et leur adaptation aux différentes zones climatiques.
Les composants principaux d'une PAC air-eau
Une pompe à chaleur air-eau se compose généralement de deux unités: l'unité extérieure qui capte l'énergie de l'air, et l'unité intérieure qui distribue la chaleur dans le logement. Parmi les éléments clés, on trouve l'évaporateur qui absorbe la chaleur de l'air, le compresseur qui élève la température du fluide, le condenseur qui transfère cette chaleur au circuit d'eau, et le détendeur qui abaisse la pression du fluide pour recommencer le cycle. Ces PAC peuvent être de type monobloc avec tous les composants dans l'unité extérieure, ou split avec une répartition des éléments entre les unités intérieure et extérieure. Le choix entre ces configurations dépend de l'espace disponible et des contraintes d'installation.
Les différentes configurations de pompes à chaleur air-eau
Les pompes à chaleur (PAC) air-eau représentent une solution de chauffage moderne qui capte les calories présentes dans l'air extérieur pour les transférer à un circuit d'eau. Cette technologie connaît un succès grandissant en France avec une augmentation notable des installations : 74 475 unités en 2016, 170 390 en 2020, 253 140 en 2021, et une progression de 30% en 2022. Cette popularité s'explique par leur performance énergétique mesurée par le Coefficient de Performance (COP) – une PAC avec un COP de 3,5 produit 3,5 kWh de chaleur pour 1 kWh d'électricité consommé. Pour bien choisir votre PAC air-eau, il faut comprendre les différents modèles disponibles sur le marché.
Les systèmes monobloc vs bi-bloc
Les pompes à chaleur air-eau se distinguent par leur configuration physique. Le système monobloc intègre tous les composants dans une unique unité installée à l'extérieur du logement. Cette solution simplifie l'installation puisqu'elle ne nécessite que le raccordement aux circuits d'eau du chauffage central. Elle convient particulièrement aux espaces restreints ou aux situations où l'on recherche une installation rapide. En revanche, les systèmes bi-bloc (ou split) se composent de deux unités distinctes : une partie extérieure qui capte la chaleur de l'air et un module intérieur qui transmet cette chaleur au circuit de chauffage. Cette séparation des éléments présente l'avantage de limiter les risques de gel du circuit hydraulique lors des périodes très froides et facilite l'intégration dans des configurations où l'unité extérieure doit être éloignée. Le choix entre ces deux systèmes dépend principalement de la configuration du logement, de l'espace disponible et des contraintes d'installation spécifiques.
Les PAC haute température et basse température
La distinction entre pompes à chaleur haute température et basse température réside dans la température de l'eau qu'elles peuvent produire pour alimenter le circuit de chauffage. Les PAC basse température génèrent une eau chauffée à environ 35°C, adaptée aux systèmes de chauffage par le sol ou aux radiateurs basse température spécialement dimensionnés. Ces modèles atteignent un rendement optimal dans les habitations bien isolées. Les PAC haute température, quant à elles, peuvent produire de l'eau jusqu'à 55°C ou plus, ce qui les rend compatibles avec les radiateurs traditionnels des installations existantes. Elles sont particulièrement indiquées pour remplacer une chaudière à fioul ou à gaz sans modifier l'ensemble du circuit de chauffage. Le choix entre ces deux technologies doit tenir compte de l'isolation du bâtiment, du type d'émetteurs de chaleur déjà en place et de la zone climatique du logement (la France étant divisée en trois zones climatiques : H1 avec des températures minimales de -9°C, H2 à -6°C et H3 à -3°C). Pour une maison de 100 m², il faut prévoir une PAC d'une puissance d'environ 10 kW, sachant qu'une règle générale suggère 1 kW pour 10 m² à chauffer.