Bien comprendre la pompe à chaleur réversible

Pompe à chaleur réversible : de quoi parle-t-on ?

La pompe à chaleur réversible, ou PAC air-air, se rapproche d’un climatiseur split, avec lequel elle est souvent confondue. Néanmoins, sa fonction première est de chauffer, même si elle peut aussi produire du froid.

Aujourd’hui, les fabricants proposent des appareils polyvalents et il n'existe plus de frontières rigides entre les domaines d'application d’un climatiseur et d’une pompe à chaleur air-air.

La pompe à chaleur réversible est une pompe à chaleur dotée d'une fonction de refroidissement intégrée. Il est parfois possible d'ajouter la fonction de refroidissement à des pompes à chaleur traditionnelles, mais ce n’est pas réellement souhaitable et mieux vaut remplacer le système dans son ensemble. La production de froid fonctionne selon deux principes : le refroidissement actif et le refroidissement passif.

En somme, la PAC réversible est un appareil deux en un, qui vous permet à la fois de chauffer votre intérieur en profitant des avantages d’une pompe à chaleur air-air, et d’assurer la climatisation, grâce à l’inversion du fonctionnement de la pompe.

Les principes de fonctionnement

Une pompe à chaleur est construite de manière à extraire la chaleur de l'environnement et à la rendre utilisable pour le chauffage ou la production d'eau chaude. La chaleur peut être extraite aussi bien du sol que de l'air ou de l’eau. Dans le cas de la PAC réversible, l’énergie est le plus souvent tirée de l’air ambiant.

Fonctionnement d’une PAC air-air

Une pompe à chaleur air-air utilise l'énergie stockée dans l'air ambiant pour chauffer directement l'air de la pièce. Elle ne nécessite ni tuyaux ni surfaces de chauffage et fait fréquemment partie d'un chauffage à air soufflé. De plus en plus souvent, ce système de pompe à chaleur est également utilisé sous la forme de climatiseurs split, qui rafraîchissent en été et chauffent en hiver.

A l'intérieur du générateur de chaleur se déroule le même processus que pour tout autre type de pompe à chaleur. Le principe de fonctionnement repose sur un fluide frigorigène spécial qui passe de l'état liquide à l'état gazeux lorsqu'il absorbe de l'énergie thermique. Sous cette forme, il s'écoule vers un compresseur qui augmente la température en même temps que la pression.

A l'étape suivante, le fluide frigorigène chaud passe par un échangeur de chaleur où il cède de la chaleur à l'air ambiant ou à l'air entrant d'un système de ventilation. Pendant que celui-ci se réchauffe, la température du fluide frigorigène diminue à nouveau. Une soupape de détente réduit la pression, le fluide passe à l'état liquide et absorbe à nouveau la chaleur de l'environnement.

En fait, les pompes à chaleur air-air et air-eau sont basées sur le même principe de fonctionnement. La différence réside dans l'utilisation de l'énergie thermique. Alors que les systèmes air-eau transmettent l'énergie thermique à l'eau de chauffage, les systèmes air-air réchauffent directement l'air ambiant. Il convient par exemple de concevoir un système de ventilation.

Si la pompe à chaleur air-air est reliée à la ventilation, elle absorbe la chaleur de l'air vicié. Elle élève son niveau de température et chauffe l'air entrant, qui est ensuite acheminé vers les différentes pièces.

Le refroidissement actif

Il existe des PAC air-air simples, qui se contentent de chauffer. Mais on peut aussi équiper son logement d’une pompe à chaleur réversible, qui rafraîchit et remplit donc les missions d’un climatiseur.

Le refroidissement actif, également appelé active cooling, utilise le principe de fonctionnement de la pompe à chaleur sous une forme inversée. Pour cela, la pompe à chaleur doit disposer de deux composants supplémentaires : un deuxième détendeur et une vanne à quatre voies.

Grâce à ces composants, la pompe à chaleur peut générer des températures agréables autour de 20 degrés dans les pièces du logement. Le principe de fonctionnement est globalement le même que celui d’un climatiseur.

Les différents types de PAC réversibles et le refroidissement passif

La fonction de refroidissement est couramment proposée sur les PAC air-air, mais comme nous l’avons vu, techniquement, il est possible d’installer une PAC air-eau avec fonction de rafraîchissement, et surtout, une PAC eau-eau.

Dans le cas d’une PAC réversible avec circuit d’eau, la pompe à chaleur peut refroidir une pièce de manière passive. Le refroidissement passif est possible aussi bien pour les pompes à chaleur eau glycolée/eau que pour les pompes à chaleur eau/eau, ou encore pour certaines PAC air-eau.

L’avantage du refroidissement passif est qu’il nécessite très peu d’énergie, à la différence des PAC réversibles air-air. Ces systèmes produisent cependant peu de froid. Ils sont coûteux et peu répandus.

Le principe consiste à faire circuler de l’eau froide dans le plancher chauffant ou dans les radiateurs, ce qui permet de rafraîchir le logement.

Avantages et inconvénients de la PAC réversible

Comme nous l’avons vu, il existe quelques technologies peu répandues de PAC réversibles. Dans la suite de cet article, nous n’aborderons que la PAC air-air réversible, c’est-à-dire la PAC réversible classique.

Quels sont les avantages de la PAC réversible ?

Le principal avantage de la PAC réversible réside sans doute dans sa polyvalence, puisqu’elle combine deux installations en une seule.

Vous pouvez dès lors économiser sur les coûts d’acquisition, mais aussi éviter des chantiers répétés dans votre logement. Ce critère est important en rénovation, quand on ne souhaite pas effectuer de travaux lourds.

Principaux avantages :

• peu encombrante ;
• polyvalente (climatise et chauffe) ;
• économique ;
• entretien assez simple ;
• bon rendement : de 2 à 4 kW pour 1kW consommé ;
• aides de l’Etat liée aux PAC ;
• respect de l’environnement, énergie renouvelable.

Quels sont les inconvénients de la PAC réversible ?

Mais la PAC air-air présente aussi des inconvénients. Elle est bien adaptée à la rénovation, en particulier dans des logements qui ne disposent pas à l’origine de chauffage. Néanmoins, elle nécessite le percement des cloisons et plafonds, ainsi que la pose de gaines.

Elle n’est pas aussi économique et donc écologique qu’une PAC air-eau classique, voire qu’une PAC air-air sans fonction de climatisation.

Quelles différences entre une pompe à chaleur réversible et un climatiseur ?

Dans le cas de la PAC air-air, il n’y a pas de réelle différence avec un climatiseur. La principale différence est que la PAC est avant tout destinée à chauffer.

Elle se prête très bien, par exemple, à un chauffage d’appoint. De plus en plus, les appareils ont tendance à se ressembler, d’autant que bien des climatiseurs sont aussi capables de chauffer.

Prix d’une PAC réversible

Combien coûte l’installation d’une PAC réversible ?

Le plus souvent, le prix constitue un obstacle à l’installation d’une pompe à chaleur. Pour une PAC réversible de type air-air, il faut compter autour de 2000 euros par unité Split.

En d’autres termes, tout dépend de la surface du logement et du nombre de pièces, sachant qu’il vous faudra une unité split par pièce, à moins que vous ne choisissiez des gaines dissimulées dans les plafonds à l’occasion d’une rénovation complète.

Aides financières possibles pour l’installation d’une pompe à chaleur

Vous pouvez profiter d’une aide de l’État pour l’installation d’une pompe à chaleur, dans le cadre du remplacement d’une ancienne chaudière au gaz ou au fioul.

Les aides sont regroupées dans le programme Ma Prime Rénov. Elles dépendent de votre situation (en particulier concernant les revenus) et de celle du logement.

Vous pouvez également prétendre au versement de la prime CEE par l’un des fournisseurs d’énergie.

Entretien d’une PAC réversible

Que vous coûte votre PAC réversible ? Outre l’électricité consommée pour faire fonctionner la PAC, vous devrez faire entretenir régulièrement votre appareil.

Une visite annuelle est recommandée, pour vérifier le fonctionnement de l’unité extérieure, l’absence de fuites, les niveaux de fluides et nettoyer les circuits de ventilation.