Aéro, géo ou aquathermie ?
Afin d'assurer les transfert thermiques, les pompes à chaleur utilisent la chaleur spécifique de la matière.
Cette matière peut être l'air (aérothermie), le sol (géothermie) venant du grec "géo" désignant le sol, ou enfin l'eau (aquathermie) venant du latin "aqua"
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Type de pompe à chaleur |
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Hypothèses |
Aérothermie (air) |
Géothermie (sol) |
Aquathermie (eau) |
Tc moyenne source chaude (θ condensation ) |
30 °C ( 303 K) |
40 °C ( 313 K) |
50 °C ( 323K) |
θ extrêmes source froide |
Température ambiante -10°C abaissée à - 20°C |
Température de l'eau glycolée retour + 4°C |
θ de l'eau aspirée 11°C supposée rejetée à 3°C dans la nappe phréatique |
Tf moyenne source froide (θ évaporation) |
-15 °C ( 258 K) |
-3 °C ( 270K) |
7 °C ( 300 K) |
Remarques |
En hiver, on refroidi l’air ambiant qui est pourtant déjà froid et on le réchauffe encore un peu plus en été (Pour assurer la climatisation avec les PAC air-air) |
Des tubes en polyéthylène dans lesquels circule de l’eau glycolée refroidissent le sol par conduction |
On refroidi la nappe phréatique en rejetant dans celle-ci une eau plus froide |
COP théorique 2) |
6,7 1) |
7,3 |
14 |
Limitation |
Utilisation courante pour le chauffage individuel avec climatisation en zone H3 et en bordure de l'océan atlantique avec les PAC air-air 3) et en zone H1a avec les PAC air-eau haute température. Commence aussi plus timidement à faire son apparition dans la rénovation pour le chauffage collectif. en relève de la combustion, l'évaporateur étant alors implanté sur la terrasse de l'immeuble. |
Zone rurale
seulement. |
Zone rurale et urbaine. Présence d’eau dans le sous sol nécessaire. |
Inconvénients/ avantages |
Dispositif relativement bruyant et diminution du rendement par temps très froid / Système réversible (climatisation) |
Terrassement sur une surface de terrain sensiblement égale à deux fois la surface habitable / rendement amélioré par rapport à l’air |
Mise en œuvre plus contraignante / Le meilleur dispositif en terme de rendement et de rentabilité |
1) Par exemple COP théorique = Tc / (Tc - Tf) soit avec Tc = (273 + 30)/ [(30-(-15)] = 303/45 = 6,7
2) Comme rien n’est parfait sur ce bas monde, pas même les gaz, les COP pratiques sont sensiblement divisés par deux par rapport aux valeurs théoriques
3) PAC air-air de 3,8 kW
Les deux sous ensembles évaporateur et condenseur disposés à l'intérieur et à l'extérieur du logement sont reliés par des flexibles auto-obturant facilitant l'implantation.
La puissance thermique en mode
climatisation est proche de celle obtenue en mode chauffage (3,3 kW pour
3,8 kW)
La puissance électrique installée de 1,5 kW (230 V monophasé) est en rapport avec le COP moyen proche de 3
Malgré un débit d'air assez important (voisin de 500 m3/h) le niveau sonore de l'ensemble est modéré (54 dB(A) pour l'unité extérieure et 45 dB(A) pour l'unité intérieure au logement.
Concernant le fluide caloporteur 1,3 kg de
R410a suffise à assurer les transferts thermiques.
La fabrication en série permet de réduire les prix