Fonctionnement d’une pompe à chaleur air-air

Les principaux éléments qui composent une PAC air-air et leur fonctionnement

Pour savoir comment fonctionne ce type de chauffage, il faut regarder de plus près ce qui compose la pompe à chaleur air-air. On distingue notamment l’unité extérieure des unités intérieures.

L’unité extérieure d’une pompe air-air

Le module qui se situe à l’extérieur du bâtiment comporte 4 éléments centraux :

• le ventilateur, qui permet à l’air extérieur d’être capté et de circuler vers l’échangeur thermique ;

• l’échangeur thermique (évaporateur), qui transfère les calories captées dans l’air au sein du circuit frigorigène et transforme le fluide liquide en gaz ;

• le fluide frigorigène, qui transporte la chaleur dans le circuit de la pompe à chaleur ;

• le compresseur, qui augmente la pression du fluide frigorigène gazeux, et donc sa température.

La ou les unités de la pompe à chaleur

Une fois que le fluide frigorigène est à l’état de gaz sous pression, il est envoyé vers les modules intérieurs. Selon le type de PAC air-air et son installation, on a :

• un ventilo-convecteur (unité de soufflage de l’air, doté de filtres à air pour empêcher poussières et particules d’entrer dans la maison) dans une seule pièce, dans le cas d’une installation monosplit ;

• plusieurs ventilo-convecteurs répartis dans différentes pièces du logement, dans le cas d’une pose multisplit ;

• une unité intérieure caché dans les combles ou le sous-plafond, qui est relié à des gaines qui vont transférer l’air chaud via des bouches de soufflage/d’aspiration (système gainable).

À noter : si vous souhaitez en savoir plus sur les différentes installations possibles d’une PAC air-air, rendez-vous sur notre page qui explique la signification du terme « split » pour les pompes à chaleur.

Au sein de ces éléments situés dans le logement, plusieurs phénomènes se produisent :

1. L’échangeur thermique intérieur (condenseur) transmet la chaleur vers logement, et remet le fluide sous forme liquide.

2. Le ventilateur intérieur souffle l’air chaud dans la pièce.

3. Le détendeur fait baisser la pression du fluide frigorigène. Cela le refroidit et il repasse dans le circuit pour aller de nouveau capter les calories extérieures.

Dans le cas d’une climatisation réversible, la pompe est dotée d’un système qui permet d’inverser le sens de circulation de l’air. Ce sont alors les unités intérieures qui captent l’air chaud dans la maison pour le renvoyer vers l’extérieur et souffler de l’air frais à l’intérieur.

Le dimensionnement d’une pompe à chaleur air-air : la bonne puissance pour un fonctionnement optimal

Maintenant que vous en savez plus sur le fonctionnement des pompes à chaleur fonctionnant entièrement par aérothermie, il faut réussir à déterminer quelle puissance choisir pour votre pompe à chaleur air-air. C’est en effet un point crucial pour le rendement énergétique, le confort thermique et la sécurité de l’installation.

Pourquoi un bon dimensionnement de PAC est essentiel ?

Le dimensionnement de la PAC, c’est-à-dire la puissance qu’elle délivre, va conditionner son bon fonctionnement. On ne choisit pas le même modèle selon la surface à chauffer, l’isolation du logement, la température intérieure souhaitée, etc.

Comment choisir la bonne puissance pour sa pompe à chaleur air-air ?

Pour choisir la puissance adaptée, rien ne vaut l’avis d’un professionnel expérimenté. Il saura étudier les critères-clés pour proposer le bon équipement :

• volumes à chauffer ;

• niveau d’isolation et déperditions de chaleur dans le logement ;

• climat dans votre région, températures minimales moyennes (et maximales moyennes si climatisation réversible) et exposition de la maison ;

• température intérieure souhaitée ;

• disposition des pièces et des unités intérieures de la PAC ;

• type de système choisi (monosplit, multisplit ou gainable).

Autrement dit, on ne peut pas affirmer que pour telle surface, il faut une pompe de telle puissance. Chaque foyer peut avoir des contraintes et besoins différents, qui impliquent une véritable étude d’un spécialiste des pompes à chaleur avant de se lancer.

Installer une PAC air-air : bonne ou mauvaise idée ?

En ayant une vision un peu plus claire du fonctionnement de ce système de chauffage et de climatisation, on commence à percevoir les avantages et inconvénients de la pompe à chaleur air-air. Voici plus précisément ce qu’il faut savoir, pour déterminer s’il s’agit d’une bonne solution pour votre logement.

Les avantages de la pompe à chaleur air-air

Si la PAC air-air est aussi plébiscitée dans le neuf ou pour une rénovation énergétique, c’est parce qu’elle a de nombreux atouts en termes d’installation, de confort thermique et d’entretien.

Installation plus rapide et moins onéreuse que les autres pompes à chaleur

La pose d’une PAC air-air peut se faire en 2 jours, et parfois en une seule journée s’il s’agit d’un système monosplit. Un modèle air-eau sera un peu plus long à installer, et pour les pompes eau-eau ou sol-eau, on peut compter plus d’une semaine.

Cette rapidité et cette facilité d’installation (lorsqu’elle est réalisée par un artisan expérimenté) permettent de bénéficier d’un coût global peu élevé par rapport à d’autres solutions de chauffage. On peut compter entre 8 000 et 25 000 CHF environ, auxquels on peut ensuite déduire les aides financières accordées par le canton, la commune ou d’autres organismes.

Facilité de la régulation de la température dans toutes les pièces équipées

L’autre avantage de la pompe à chaleur air-air, c’est le confort qu’elle procure. Chaque unité est indépendante, ce qui permet de réguler la température comme on le souhaite dans chaque pièce. Par ailleurs, le chauffage par soufflage assure une montée rapide en température.
Envie de fraîcheur dans la chambre et d’une température douce dans le salon ? De chauffer rapidement la salle de jeux des enfants ? De baisser la température de chauffe lorsque la pièce est baignée par le soleil ? Tout cela est possible avec la pompe à chaleur air-air.

Par ailleurs, certaines fonctionnalités offrent encore plus de confort et permettent de faire des économies d’énergie. C’est notamment le cas de la programmation : vous décidez de la température sur les plages horaires de votre choix, pour vous sentir toujours bien chez vous, sans consommer en excès lorsque vous êtes absent.

Système avec climatisation intégrée

Mis à part le plancher chauffant et rafraîchissant, il n’y a aujourd’hui aucun autre système que la pompe à chaleur air-air pour faire office à la fois de chauffage et de climatisation. C’est un avantage certain face à la montée des températures en été : votre habitation est agréable à vivre en toute saison !

Nettoyage et entretien peu contraignants

La pompe à chaleur air-air mérite un nettoyage régulier pour fonctionner correctement et conserver son efficacité. Néanmoins, il est peu contraignant : nettoyage des filtres environ 2 fois par mois en période d’utilisation intensive et 1 fois par mois ou tous les 2 mois le reste de l’année. Il faut par ailleurs vérifier régulièrement que l’unité extérieure n’est pas obstruée par des feuilles, branches, etc., pour garantir une bonne ventilation.

Pour un entretien plus complet, il faut faire appel à un professionnel qualifié, tous les ans ou tous les 2 ans. Il s’assurera de l’étanchéité du circuit, réalisera un nettoyage en profondeur, fera les réglages nécessaires pour optimiser l’efficacité de la pompe, etc.

Consultez notre guide « Comment entretenir votre pompe à chaleur air-air » pour en savoir plus.

Les inconvénients d’une PAC fonctionnant par captation et soufflage d’air

Malgré ses avantages, la pompe à chaleur air-air n’est pas la solution parfaite. Son principe de fonctionnement induit en effet certaines limites à bien connaître avant d’envisager son installation.

Pas de production d’eau chaude sanitaire intégrée

Puisqu’elle fonctionne uniquement par captation et soufflage de l’air, cette pompe à chaleur n’est pas capable de produire de l’eau chaude sanitaire. Contrairement aux autres types de pompes à chaleur, à la chaudière au gaz ou au mazout, elle ne peut pas être reliée directement à un ballon d’eau chaude.

Il faut alors installer un équipement annexe pour la production d’eau chaude sanitaire : chauffe-eau solaire, ballon électrique, chauffe-eau thermodynamique qui fonctionne avec une PAC intégrée, etc.

Performance limitée en cas de températures très basses

Avec la pompe à chaleur air-air, le rendement diminue lorsqu’il fait très froid. Cela peut engendrer deux problèmes :

• consommation importante d’électricité ;

• difficultés à atteindre la température de consigne.

Or, c’est dans ces moments que l’on souhaite pouvoir chauffer son habitation sans restriction. Pour limiter les risques, il est essentiel de choisir un appareil avec une puissance suffisante et bien adapté au climat local. Prêtez notamment attention au SCOP (coefficient de performance saisonnier, qui prend en considération les variations de température) plutôt qu’au COP (coefficient de performance, dont la valeur est déterminée par des tests en laboratoire à température constante).

Les éléments clés à retenir sur le fonctionnement de la PAC air-air

La pompe à chaleur 100 % aérothermique fonctionne par transfert des calories captées dans l’air, qui passent ensuite par un circuit frigorigène avec compresseur, pour enfin diffuser la chaleur par des ventilo-convecteurs. Le cycle se répète continuellement, grâce au passage du fluide frigorigène de l’état liquide à l’état gazeux, puis inversement. Ce système permet une faible consommation d’électricité, provenant principalement du fonctionnement du compresseur.

Grâce aux ventilo-convecteurs à l’intérieur de l’habitation, disposés dans les pièces qu’on souhaite, on peut régler la température de manière indépendante dans toute la maison, et même la programmer. Ce système fonctionne à la fois en mode chauffage et mode refroidissement : c’est une solution 2-en-1 pour profiter d’un bon confort thermique été comme hiver.

Néanmoins, pour une efficacité maximale, il est primordial de se faire accompagner par un professionnel pour choisir un équipement dont la puissance et le coefficient de performance sont adaptés aux besoins réels.