La climatisation est rendue possible par le fonctionnement d’une pompe à chaleur air-air. Si la PAC géothermique capte les calories naturellement présentes dans le sol, la pompe à chaleur air-air appartient à la famille des pompes à chaleur aérothermiques : elle puise les calories atmosphériques. La PAC air-air utilise donc cette énergie gratuite, inépuisable et écologique. Elle s’impose comme un équipement de chauffage éco-responsable, d’autant plus confortable dans sa version réversible : elle permet gérer la climatisation les intérieurs en été tout en produisant du chauffage l’hiver. Focus sur le fonctionnement de la pompe à chaleur air-air pour la production de climatisation.
Fonctionnement d’une climatisation
Le fonctionnement de la pompe à chaleur air-air s’appuie sur la capacité du fluide frigorigène à capter les calories de l’air extérieur pour chauffer l’air ambiant du logement. Ce fluide possède pour principale caractéristique physique de se vaporiser à très basse température. Le système de la PAC air-air repose sur une unité extérieure chargée de la captation des calories de l’air atmosphérique et sur une unité intérieure (split ou console) chargée d’utiliser celles-ci pour chauffer ou refroidir l’air.
Le fonctionnement se déroule comme suit :
- L’air extérieur est aspiré par le ventilateur.
- Cet air transite ensuite vers l’évaporateur. Il abrite un fluide frigorigène qui a la capacité d’absorber les calories de l’air avant de se transformer en gaz.
- Le gaz créé est aspiré par le condenseur qui diffuse la chaleur à l’intérieur de l’habitation. Le gaz continue son circuit et redevient liquide.
- Ce liquide passe alors par un détenteur chargé de réduire sa pression pour le rendre prêt à de nouveau absorber les calories de l’air lors d’un nouveau cycle.
Le rôle du fluide frigorigène
Le fluide frigorigène de la pompe à chaleur absorbe les calories de l’air en se vaporisant, puis les restitue en passant de l’état gazeux à l’état liquide. Le système fonctionne en circuit fermé dans un cycle de 4 étapes :
- Au contact de l’air extérieur, le fluide frigorigène passe de l’état liquide à l’état gazeux. Il se charge en calories. Cette évaporation s’effectue même lorsque les températures extérieures sont froides, voire négatives.
- Entraîné par un moteur électrique, le compresseur compacte le fluide à l’état gazeux qui devient hautement pressurisé. La température du gaz augmente fortement.
- Les calories de ce gaz sont transmises via un échangeur thermique à l’air intérieur au niveau du ou des ventilo-convecteurs.
- La transmission de chaleur entraîne la condensation du composé frigorigène et sa pression chute au sein d’un détendeur. Revenu à l’état liquide, le fluide frigorigène est prêt pour un nouveau cycle. Le système présente l’immense avantage de la réversibilité. En été, les pompes à chaleur air-air réversibles captent les calories de l’air intérieur pour les rejeter à l’extérieur.
Le rôle des ventilo-convecteurs
L’unité extérieure de la pompe à chaleur air-air, peut être, selon sa puissance, liée à un ou plusieurs ventilo-convecteurs installés dans les pièces à chauffer. Ces ventilo-convecteurs font circuler l’air de la pièce dans laquelle ils sont installés pour lui transmettre les calories provenant de l’unité extérieure. Ce sont donc des diffuseurs de chaleur qui peuvent être de type split (accroché au mur sous le plafond), console (posé au sol) ou intégrés dans un réseau gainable.
Le rôle du diffuseur centralisé
Ce procédé diffuse la chaleur au moyen de gaines qui traversent les différentes pièces à chauffer. Ce réseau de distribution est alimenté par une seule unité aménagée dans une pièce annexe de l’habitation (de type chaufferie ou buanderie). La chaleur se propage au travers de grilles de ventilation encastrées dans le mur. La complexité des travaux est également à prendre en considération dans votre budget travaux.
Avantages et inconvénients de la pompe à chaleur air-air
Tout l’intérêt de la pompe à chaleur air-air repose sur le fait que le nombre de kW consommés pour le fonctionnement de son compresseur est nettement inférieur au nombre de kW de chaleur générés. Chaque pompe à chaleur affiche un coefficient de performance (COP). En moyenne, le COP d’une pompe à chaleur air-air est de 4. Pour 1 kWh d’électricité consommé, elle restitue 3 kWh de chaleur : un gain de 3 kWh d’énergie particulièrement écologique.
Les avantages de la climatisation et de la pompe à chaleur air-air
La PAC air-air offre l’avantage de pouvoir être installée dans les logements non équipés d’un réseau de distribution de chauffage central (chauffage par le sol ou radiateurs muraux). L’installation d’une climatisation ouvre droit à plusieurs aides :
- La prime énergie (Certificat d’économie d’énergie) ;
- MaPrimeRénov’ de l’ANAH
- La TVA réduite à 10 % pour son installation ;
- L’éco-prêt à taux zéro pour son financement.
Les inconvénients de la climatisation et de la pompe à chaleur air-air
Si elle présente plus d’avantages, la pompe à chaleur (PAC) air-air présente néanmoins quelques inconvénients :
- Son rendement baisse en cas de températures extérieures très basses (-20°C) ;
- Son fonctionnement extérieur comme intérieur peut être bruyant ;
- Elle ne permet pas la production d’eau chaude sanitaire, contrairement à la PAC air-eau ;
- Ses unités extérieures comme intérieures sont encombrantes.
Entretenir votre climatisation pour optimiser son fonctionnement
Pour bien fonctionner, une pompe à chaleur (PAC) air-air doit être entretenue régulièrement :
- L’unité extérieure doit être dégagée de tout ce qui pourrait nuire à sa bonne ventilation (feuilles mortes, branches, etc.) ;
- Les filtres de l’unité intérieure doivent être régulièrement dépoussiérés.
L’Ademe (l’Agence de l’environnement et de la maîtrise de l’énergie) évalue le coût d’une pompe à chaleur air-air à 100 € TTC du m² à chauffer. Il s’agit d’un investissement malin compte tenu des aides financières existantes et du coût d’utilisation de ce système.
Bon à savoir : l’entretien annuel de la pompe à chaleur air-air devient obligatoire lorsque sa charge en fluide frigorigène dépasse deux kilogrammes (PAC air-air d’environ 12 kW).
Vous habitez une région froide ou souhaitez passer à un autre mode de chauffage ? Optez pour une pompe à chaleur air-air. Les modèles sont faits pour fonctionner avec un rendement maximal jusqu’à des températures extérieures de –20 °C. L’offre étant aujourd’hui très large, vous n’aurez aucun mal à trouver la PAC air-air taillée sur mesure pour votre logement et votre usage.