Le fonctionnement d’une pompe à chaleur repose sur un cycle thermodynamique. Concrètement, la PAC capte la chaleur présente dans l'environnement, souvent à l'extérieur du logement, même lorsqu’il fait froid, et la transfère à l’intérieur pour chauffer les pièces ou produire de l’eau chaude.
Pour cela, elle utilise un fluide frigorigène, un liquide capable de s’évaporer à basse température, de se comprimer et de se condenser pour transporter la chaleur. Le cycle se déroule en quatre étapes principales :
1. L’évaporation : capter la chaleur
Le fluide frigorigène circule dans un échangeur appelé évaporateur, situé à l’endroit où l’on prélève la chaleur (air extérieur, sol, eau…).
Même lorsque la température extérieure est basse, il existe une certaine quantité de chaleur disponible. Le fluide, plus froid que la source, capte cette chaleur et s’évapore : il passe de l’état liquide à l’état gazeux.
2. La compression : faire monter la température
Le gaz obtenu est ensuite aspiré par un compresseur, qui le comprime fortement. Ce phénomène physique augmente sa température (le gaz devient très chaud).
Cette étape consomme de l’électricité : c’est le seul apport d’énergie non renouvelable du système.
3. La condensation : transmettre la chaleur au logement
Le fluide chaud comprimé passe ensuite dans un second échangeur appelé condenseur. C’est là qu’il cède sa chaleur au système de chauffage de la maison (radiateurs, unité murale, plancher chauffant, ballon d’eau chaude...).
En cédant sa chaleur, le fluide redevient liquide.
4. L'expansion : recommencer le cycle
Le fluide passe enfin par un détendeur qui fait baisser sa pression et sa température, le préparant pour un nouveau cycle.
Et le processus recommence…
Un fonctionnement automatique et régulé
La pompe à chaleur adapte automatiquement son fonctionnement à la température extérieure et aux besoins du logement. Elle fonctionne de manière continue, sans intervention et peut être programmée ou pilotée à distance.
Bon à savoir
Le rendement, appelé COP, d’une PAC est excellent : pour 1 kWh d’électricité consommée, elle peut restituer 3 à 4 kWh de chaleur.
- Elle reste efficace même en hiver, car elle peut capter de la chaleur à partir de -15°C voire moins, selon les modèles.
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Elle ne brûle aucun combustible : pas de flamme, pas de gaz, pas de fumée, pas de stockage.
Il existe beaucoup de sources où une PAC peut puiser de la chaleur : l'air est le plus fréquemment utilisé mais on peut tirer parti de la chaleur du sous-sol, du soleil, des nappes souterraines et aussi des réseaux de VMC ou d'eaux usées.