Le principe de fonctionnement de la pompe à chaleur air-air est à la fois simple et complexe. En effet, l’appareil puise des calories dans l’air extérieur afin de les restituer à l’intérieur de l’habitation sauf que plusieurs éléments entrent dans le fonctionnement du système pour diffuser de l’air chaud à partir de l’air extérieur capté. L’installation de ce système de chauffage dans le logement permet un confort de chauffage optimal, des économies d’énergie importantes et une faible émission de CO2. Pour bien profiter des apports de la PAC air-air, tant sur l’utilisation que sur l’entretien, il faut comprendre ce principe de fonctionnement.

Comment fonctionne une PAC air-air ?

Une pompe à chaleur air-air fonctionne sur le principe thermodynamique en transférant les calories contenues dans l’air extérieur à l’intérieur de la maison. Le transfert est assuré par un fluide frigorigène dans le circuit de la pompe à chaleur. Le liquide frigorigène se présente initialement sous forme liquide. L’augmentation de la température du fluide transforme le liquide sous forme gazeuse. La vapeur haute pression récupère cette chaleur afin de la restituer la chaleur dans le logement.

  • Fonctionnement de la PAC air-air dans le détail

La pompe à chaleur air-air est composée de quatre modules principaux : l’évaporateur, le compresseur, le condenseur et le détendeur (réducteur de pression). Le fluide frigorigène joue un rôle principal dans la transformation des calories de l’air extérieur en air chaud. Il circule dans le circuit en subissant un cycle de transformation qui se fait en quatre phases :

  • A l’état liquide, le fluide frigorigène prélève les calories de l’air extérieur via l’évaporateur. Au fur et à mesure de la quantité d’énergie captée, le fluide passe d’une forme liquide à une forme gazeuse et s’évapore.
  • Le fluide frigorigène sous forme gazeuse est ensuite comprimé et chauffé par le compresseur avant d’être expédié à haute pression vers le condenseur.
  • La vapeur haute pression transmet la chaleur à l’air intérieur via le condenseur avant que le gaz repasse à l’état liquide.
  • La pression du fluide frigorigène est ensuite abaissée au niveau du détenteur. Le fluide passe alors par la phase d’évaporation avant de reprendre le cycle.
  • La diffusion de la chaleur à l’intérieur du logement

Pour la diffusion de la chaleur au sein de l’habitation, la pompe à chaleur air-air a besoin de ventilo-convecteurs. Ces unités peuvent être fixées n’importe où dans la maison, comme un radiateur traditionnel. L’air chaud diffusé par les ventilo-convecteurs dans les pièces transite via un réseau de conduits aérauliques. L’autre option est l’installation d’un diffuseur centralisé dans une chaufferie ou une buanderie qui transite l’air chaud à travers des gaines calorifugées jusqu’aux grilles placées dans toutes les pièces de la maison.

La différence de fonctionnement d’une pompe à chaleur air-air et d’un climatiseur 

La pompe à chaleur air-air n’est pas si différente du climatiseur, elle peut aussi servir de climatisation l’été. Le principe du climatiseur est basé sur la circulation et la transformation d’un fluide frigorigène, comme on a pu voir avec le fonctionnement d’une pompe à chaleur air-air. La différence de fonctionnement est l’absorption de la chaleur par l’évaporation offrant au climatiseur la capacité de rafraîchir une pièce ou une habitation. Du coup, la condensation se passe avec le rejet de chaleur exactement le même qu’un réfrigérateur. Le climatiseur est aussi composé de compresseur, d’évaporateur, de condenseur et de détendeur sauf que l’appareil fonctionne inversement de la PAC. On distingue :

  • Economie d’énergie

La pompe à chaleur air-air utilise comme principale source d’énergie les calories de l’air extérieur. De son côté, la plupart des climatiseurs fonctionnent avec l’électricité ou au gaz. De ce fait, la PAC air-air est plus économique surtout dans les régions où les variations de température ne sont pas trop importantes. En effet, la température extérieure est un facteur clé dans le rendement de la PAC qui se traduit par le coefficient de performance (COP). Pour un appareil qui dispose d’un COP de 4, une production de 4 kWh d’énergie est possible pour seulement 1 kWh d’électricité consommé. Mais dans la pratique, ce COP diminue lorsque les températures baissent. Les pompes à chaleur air-air performantes ont un COP supérieur à 1 même avec des températures extérieures négatives. Au moment de choisir une PAC air-air, le COP est un critère important qu’il faut prendre en compte.

  • Zéro émission de CO2

Comme l’air extérieur est chauffé directement par le soleil, aucun rejet de CO2 n’est présent pour sa production. La PAC air-air utilise également l’électricité, mais sa consommation est très basse comme cette source d’énergie secondaire n’est utilisée que pour alimenter le compresseur et les ventilo-convecteurs. A noter que la production d’électricité en France rejette 84 g de CO2 par kWh en moyenne. Pour une maison de 100 m2 par exemple, le fonctionnement de la pompe à chaleur air-air rejette 300-1200 kg de CO2 alors qu’un chauffage au fioul jusqu’à 14 000 kg de CO2 pour une maison de la même surface.

  • Ecologique et moins énergivore

Comme le climatiseur fonctionne généralement à l’électricité, il est souvent considéré comme un appareil énergivore et peu écologique. Certes, il est moins énergivore qu’un radiateur électrique, mais il restitue plus d’énergie qu’il n’en consomme. Un climatiseur permet ainsi de réaliser des économies sur sa facture d’électricité lorsqu’il est utilisé en mode réversible. Cette consommation électrique varie cependant en fonction de certains facteurs, dont la puissance de l’appareil, le nombre d’heures et les modalités de fonctionnement. Au moment de choisir son climatiseur donc, il est important de bien définir son usage. Pour une utilisation intensive, il est conseillé d’opter pour un climatiseur de classe énergétique A. La consommation est moins importante pour un climatiseur de classe A qui fonctionne quelques heures par jour par rapport à un modèle de classe G qui fonctionne toute la journée. En effet, un climatiseur de 2500W fonctionnant 8h par jour pour rafraîchir l’habitation pendant les 6 mois de la saison chaude consomme environ 1058 kW par an avec un modèle de classe A contre 1636 kW par an avec un modèle de classe G. Il faut avoir en tête au moment de l’achat que le surcoût est compensé par les économies de chauffage si on choisit un modèle plus cher mais moins énergivore.