Pompe à chaleur air-eau

Pompe à chaleur air-eau - Source Daikin

La nature offre, via l’air extérieur, une source d’énergie inépuisable pour créer du chauffage. C’est grâce au système de la pompe à chaleur air-eau qu’il est notamment possible d’en profiter au sein des habitations. En quoi consiste ce système, comment fonctionne-t-il et combien coûte-t-il ? Autant de questions auxquelles nous allons répondre.

Le principe de la PAC air-eau

Simple et efficace, la pompe à chaleur air-eau a pour objectif de dispenser un mode de chauffage économique et écologique. Elle peut également assurer la production d’eau chaude sanitaire.

Présentation de la PAC air-eau

La pompe à chaleur air-eau est un système qui repose sur l’utilisation des calories contenues dans l’air extérieur pour venir chauffer l’eau qui est présente dans le réseau de chauffage du logement. Dans la pratique, l’eau chauffée par la PAC air-eau est ensuite envoyée dans le circuit, composé de radiateurs, de ventilo-convecteurs à eau ou de plancher chauffant, afin d’obtenir la température attendue au sein des différentes pièces. Par ailleurs ce type de pompe à chaleur est en mesure, contrairement à la PAC air-air, de produire de l’eau chaude sanitaire.

En termes de composition, cette PAC renferme différents organes qui lui permettent de fonctionner :

1. une unité extérieure (monobloc ou bibloc) : son rôle est de capter les calories extérieures afin de répartir la chaleur obtenue au sein de l’habitation (chauffage et, éventuellement, eau chaude sanitaire).
2. un compresseur : son objectif est de faire monter la pression et, par conséquent, la température du gaz.
3. un détendeur : son but est, au contraire, de réduire la température du gaz ainsi que la pression. Cette action permet la création de vapeur qui engendre la reprise d’un nouveau cycle.
4. un évaporateur : il sert à agir sur le fluide frigorigène contenu dans le système afin de le faire passer de l’état liquide à celui de la vapeur.
5. un condenseur : son rôle est d’assurer le chauffage de l’eau du circuit. Il le peut en s’appuyant sur le fluide frigorigène.

PAC air-eau : monobloc ou bibloc

Dans le cas d’une pompe à chaleur air-eau monobloc, il est question d’un module unique. Ce dernier est alors installé à l’extérieur du logement et est relié au réseau hydraulique afin d‘assurer la production de chauffage.
Concernant la pompe à chaleur air-eau bibloc, ce sont alors, comme son nom le suggère, deux blocs qui sont utilisés. Le premier est placé en extérieur tandis que le second est à l’intérieur, dans un espace technique qui lui aura été réservé. Les deux unités sont alors reliées par un système s’appuyant sur du fluide frigorigène. C’est la solution la plus couramment utilisée, car c’est la plus performante.

La bonne température d’eau

Le choix de la bonne température sera notamment fonction des installations déjà en place ou prévues dans le logement. Ainsi, deux technologies sont envisageables avec :

1. la pompe à chaleur air-eau haute température : en rénovation, cette version permet de repartir sur le système de chauffage existant. En effet, dans la plupart des cas, les anciens réseaux sont basés sur un chauffage haute température. A noter alors que la température de l’eau, en sortie, avoisine les 65°C.
2. la pompe à chaleur air-eau basse température : avec un rendement plus élevé que l’autre système, cette installation requiert par contre d‘être associée avec un équipement adapté. En effet, il faudra lui prévoir des émetteurs basse température. A noter alors que la température de l’eau, en sortie, oscille entre 35 et 45 °C.

La performance

Sur le plan de la performance, la PAC air-eau est dépendante de la température extérieure. En effet, plus cette température est basse, moins son rendement est intéressant. Toutefois, il faut savoir que les équipements sont tout de même en capacité de produire de la chaleur, même avec des températures extérieures négatives. Les versions les plus performantes pourront fonctionner avec des températures allant de -5 à -25 degrés.
Alors, il reste important, et ce notamment dans les régions froides, de conserver un second mode de chauffage qui pourra prendre le relais. Ce chauffage d’appoint sera utilisé à l’occasion des journées les plus froides de l’année.

Le fonctionnement

Comme précisé par ailleurs, la pompe à chaleur utilise les calories contenues dans l’air extérieur afin de chauffer l’intérieur du logement, via son réseau hydraulique.
Dans la pratique, la production se réalise comme suit :

1. récupération des calories, via l’unité extérieure, par le fluide frigorigène à l’état liquide
2. évaporation du fluide frigorigène : obtention d’un gaz
3. compression du gaz pour faire monter sa température
4. envoi du gaz vers le condenseur
5. refroidissement du gaz qui redevient liquide et restitue sa chaleur
6. récupération de la chaleur par l’eau du réseau hydraulique

Lors de son fonctionnement, la PAC consomme un peu d’électricité. Cette consommation a pour vocation de permettre la compression, et donc la circulation, du fluide caloporteur.

L’option réversible

Au-delà du simple principe de chauffage, il existe des modèles de pompe à chaleur air-eau capables d’inverser leur principe de fonctionnement. Il s’agit des modèles dits “réversibles”. Ces appareils, en plus du chauffage, proposent alors un principe de rafraîchissement de l’air au sein du logement lors des périodes de fortes chaleurs.

Les avantages et inconvénients

Les PAC air-eau présentent à la fois des avantages et des inconvénients. Voici ce qu’il est important de connaître à leur sujet.

Les avantages sont les suivants :

1. compatible avec les principaux systèmes de chauffage à eau chaude
2. facile à mettre en oeuvre, particulièrement en présence d’un chauffage central
3. écologique de par son principe d’utilisation des calories de l’air
4. comparée à la géothermie, l’aérothermie est moins coûteuse en termes d’installation, mais également d’achat
5. fonctionnement réversible : chauffage / rafraîchisseur d’air
6. ne requiert pas d’autorisation administrative préalable
7. possibilité de régulation pièce par pièce

Les inconvénients, quant à eux, sont les suivants :

1. rendement selon la température extérieure
2. nécessité de conserver un chauffage d’appoint en saison froide
3. certains modèles sont relativement bruyants et peuvent gêner le voisinage selon leur implantation (les modèles récents le sont de moins en moins)

L’installation d’une pompe à chaleur air-eau

La mise en oeuvre d’une pompe à chaleur ne demande pas de grandes installations. Pour cette opération particulière dans le sens où elle touche à des équipements très spécifiques, il est fortement recommandé de faire appel à un professionnel. Par ailleurs, si ce dernier est Reconnu Garant de l’Environnement (RGE), cela vous permettra d’accéder à différentes aides financières non négligeables dont il est question en fin d’article.

Pour installer un tel type de système de chauffage, il est impératif de disposer à la fois :

1. d’un système de chauffage central (à défaut il faudra le prévoir)
2. d’un espace suffisant et ventilé dans le jardin ou la cour pour recevoir l’unité extérieure

Dans le cas le plus courant qu’est celui de la pompe à chaleur air-eau bibloc, le professionnel en charge de l’installation viendra placer :

1. l’unité extérieure : dans le jardin ou la cour, le plus près possible de l’unité intérieure
2. l’unité intérieure : reliée au chauffage central, au plus près ou à la place de la chaudière pour une connexion plus simple au réseau de chauffage
3. le circuit de fluide frigorigène : entre les deux unités afin de permettre la circulation de la chaleur

La puissance et le COP

Pour un équipement adapté et économique, il faudra également tenir compte des informations qu’apportent le COP et la puissance.

Il est important de bien prendre en compte la puissance réellement nécessaire d’une pompe à chaleur afin d’en optimiser son fonctionnement sans risquer d’être en surconsommation ou sousconsommation.

1. Surconsommation : avec une pompe à chaleur qui ne serait pas assez puissante, le système risque de demander plus d’énergie électrique qu’il n’en faut réellement et de s’appuyer certainement plus souvent sur le chauffage d’appoint.
2. Sousconsommation : dans le cas d’une pompe à chaleur trop puissante, les frais d’achat et d’installation seront probablement plus élevés et le matériel, de par un fonctionnement par à-coups risque de voir sa durée de vie et ses performances réduites.

Ainsi, un bon choix permettra à la fois de pérenniser le matériel et d’en optimiser les performances. Pour cela, un professionnel se chargera, en amont, de réaliser un bilan thermique du logement. Ce bilan lui permettra de vous conseiller sur le choix de la puissance nécessaire au meilleur confort thermique.

Le COP

Le COP, quant à lui, est le coefficient de performance. Généralement, ce coefficient est situé entre 3,5 et 4,2 pour les pompes à chaleur air-eau. Le COP correspond à la quantité de chaleur exprimée en kWh qu’un appareil peut produire en consommant 1 kWh d’électricité. Plus le COP est élevé et plus le rendement est bon. Pour un rendement maximal, l’idéal est de coupler une pompe à chaleur air-eau basse température avec un plancher chauffant.

L’entretien

L’entretien de ce type d’équipement est primordial pour lui assurer une continuité de performance et une belle durée de vie. De l’entretien régulier à celui qui s’avère obligatoire, voici ce qu’il faut prévoir.

L’entretien basique

L’unité placée à l’extérieur doit faire l’objet d’une attention particulière. En effet, sous l’effet des courants d’air, elle peut se voir obstruée par des feuillages, voire de petites branches. Il est donc important de la contrôler régulièrement et de la débarrasser des éléments gênants si besoin. Cela permettra une parfaite circulation de l’air. En outre, durant la période d’arrêt de la PAC, il est recommandé de la protéger sous une bâche.

Tous les 5 ans, il est préconisé de procéder au remplacement du fluide présent dans l’installation. Cette opération permettra de conserver un rendement optimal des installations de par une bonne qualité d’échange de chaleur via ce liquide.

L’entretien obligatoire

Pour une pompe à chaleur disposant d’une charge de liquide frigorigène de plus de 2 kg (soit une puissance d’environ 12 kW), un entretien annuel sera alors impératif. Il devra même avoir lieu 2 fois par an dans le cas d’une PAC réversible. A l’occasion de ce contrôle, le professionnel aura en charge diverses vérifications telles que, notamment :

1. l’état général des équipements et des connexions électriques
2. l’étanchéité du circuit de fluide frigorigène
3. le niveau d’encrassement des filtres
4. les paramètres de régulation

Pour planifier cet entretien, il est possible d’opter pour un contrat annuel d’entretien. Ce dernier évite les oublis et prend également en charge les éventuels frais de déplacement d’un professionnel en cas de panne. En moyenne, un tel contrat coûte entre 100 et 300 € à l’année.

La fin de vie de la PAC air-eau

En fin de vie, la pompe à chaleur peut être démontée pour être remplacée par une autre ou par un autre système. Cette étape doit être laissée à un professionnel apte à manipuler les fluides contenus dans le circuit. Ce fluide sera récupéré pour être détruit ou recyclé.

Le coût de la pompe à chaleur air-eau

Bien entendu, parmi les différents critères qui orientent le choix vers un équipement de chauffage ou un autre, celui du prix est également important. La pompe à chaleur air-eau requiert un investissement oscillant entre 7 000 à 15 000 € à l’achat selon les modèles et leur puissance. A cette charge il faudra ajouter celle de l’installation par un professionnel.

En outre, si le logement est doté de radiateurs électriques, il faudra prévoir de les remplacer par un chauffage central hydraulique (radiateurs ou plancher chauffant). Une charge qui viendra se greffer à l’investissement de départ.

Autre frais à anticiper, ceux en lien avec la consommation électrique de l’installation. Toutefois, cette charge sera minime avec seulement 2,3 à 3,7 € par m² et par an.

Les aides

Différentes aides sont accessibles pour l’achat et la mise en oeuvre d’une pompe à chaleur air-eau.

1. CITE (crédit d'impôt transition énergétique) : 30 % de crédit pour l’installation d’une PAC répondant aux critères de performances énergétiques réalisée par un professionnel RGE
   1. PAC basse température : efficacité énergétique supérieur ou égal à 126 %
   2. PAC moyenne ou haute température : efficacité énergétique supérieur ou égal à 111 %
2. primes énergie : proposée par Total, cette prime est accordée sous forme de règlement en euros

• éco-prêt à taux zéro