Les éléments de la PAC

Le principe de fonctionnement d’une pompe à chaleur géothermique repose sur la capacité des fluides frigorigènes à se vaporiser et se condenser à température ambiante. Jusqu’à récemment, le fluide le plus employé était le R22, contenant du chlore, puissant GES destructeur de la couche d’ozone. Aujourd’hui, les fluides employés (R407C, R410A et R417A) sont inoffensifs pour la couche d’ozone, et d’impact faible sur l’effet de serre. En tout état de cause, ces fluides sont en circuit fermé totalement étanche.

Un système géothermique comprend quatre éléments essentiels : l’évaporateur, le compresseur, le condenseur et le détendeur. En voici sommairement les fonctions.

Le compresseur va comprimer le fluide frigorigène qui est sous forme gazeuse à basse température. En se comprimant, la température et la pression du gaz vont s’élever.
La chaleur ainsi obtenue va être diffusée au condenseur. Dans cet échangeur, circule le fluide à chauffer, l’eau du réseau de chauffage par exemple. La chaleur est ainsi transmise à l’intérieur de la maison. Ce faisant, le gaz en se condensant, va passer à l’état liquide. Le frigorigène à pression élevée, va être détendu à travers le détendeur, permettant ainsi d’abaisser la température en dessous de la température extérieure.
C’est à ce niveau qu’intervient la récupération de chaleur extérieure par l’évaporateur. Le fluide, froid et liquide, va traverser l’évaporateur pour capter les calories du milieu choisi. En récupérant ces calories, le fluide va entrer en ébullition et se transformer en gaz.
Le cycle se boucle avec ce gaz aspiré par le compresseur.

L’énergie électrique sert essentiellement pour faire tourner le(s) compresseur(s), générant ainsi une consommation électrique. Mais l’atout majeur de la géothermie est sa faible consommation d’énergie électrique !
Pour 1 kWh consommé, ce sont 3 à 5 kWh d’énergie thermique restitués au logement. Les 2 à 4 kWh gratuits sont captés dans le milieu extérieur. Seul 20 à 30% d’énergie électrique permettent de couvrir 100% des besoins de chauffage et de production d’eau chaude du logement, tout en préservant l’environnement.
L’efficacité de la géothermie est mesurée par un coefficient, le COP, ou COefficient de Performance. Il caractérise la capacité de la PAC à restituer la chaleur et permet une comparaison entre machines. Ce COP correspond au rapport entre l’énergie thermique restituée et l’énergie électrique nécessaire pour faire fonctionner la PAC. On peut qualifier ce coefficient de mesure de rendement.
Un COP de 4 signifie que l’énergie thermique restituée est quatre fois supérieure à l’énergie électrique consommée.