Chauffage

Les pompes à chaleur

Notre environnement : le sol sous nos pieds, l'eau des nappes, l'air qui nous entoure, stockent chaque jour l'énergie que nous dispense le soleil. Récupérer cette énergie gratuite et inépuisable et s'en servir pour le chauffage, c'est possible grâce aux pompes à chaleur. Ce sont des équipements qui permettent d'économiser les énergies fossiles tout en limitant nos rejets de gaz à effet de serre. Il en existe plusieurs types, qui puisent la chaleur soit dans l'air (pompes aérothermiques), soit dans le sol ou l'eau des nappes phréatiques (pompes géothermiques).

Une pompe à chaleur fonctionne comme un réfrigérateur à l'envers. Dans un réfrigérateur, de la chaleur est puisée à l'intérieur de celui-ci, ce qui en abaisse la température, puis est rejetée à l'extérieur, dans l'air de la cuisine. Les pompes à chaleur fonctionnent selon le même principe, mais c'est l'environnement extérieur (sol, air ou eau) qui fournit la chaleur et l'intérieur du logement qui la récupère.

La pompe à chaleur ou PAC est constituée d'un circuit fermé et étanche dans lequel circule un fluide frigorigène à l'état liquide ou gazeux selon les organes qu'il traverse. Ces organes sont au nombre de quatre : l'évaporateur, le compresseur, le condenseur, et le détendeur. Pour simplifier, on peut dire que la pompe à chaleur prélève un peu de chaleur du sol du jardin, de l'air environnant ou de l'eau d'une nappe, augmente son niveau de température et restitue une chaleur à une température plus élevée dans le logement. Son fonctionnement est d'autant plus efficace que la différence entre la température du milieu o๠est puisée la chaleur et celle des émetteurs de chaleur du logement est réduite.

1 : la chaleur prélevée à l'extérieur est transférée au fluide frigorigène qui se vaporise.
2 : le compresseur électrique aspire le fluide frigorigène vaporisé.
3 : la compression élève la température du fluide frigorigène.
4 : le fluide frigorigène cède sa chaleur à l'eau du circuit de chauffage ou directement à l'air du lieu à chauffer.
5 : le fluide frigorigène se condense et revient à l'état liquide.
6 : le détendeur abaisse la pression du liquide frigorigène qui amorce ainsi sa vaporisation.

A partir du principe de base de la pompe à chaleur, différents systèmes existent, avec des performances et des possibilités d'application différentes. On peut regrouper les PAC destinées au chauffage des particuliers en deux grandes familles :

• les PAC géothermiques qui puisent la chaleur dans le sol ou l'eau d'une nappe par l'intermédiaire d'un réseau de capteurs ou de forages ;
• les PAC aérothermiques qui la puisent directement dans l'air ambiant, extérieur ou intérieur au logement.

On parle selon les cas de modèles air / air, air / eau, sol / sol, sol / eau, eau / eau ou eau glycolée / eau. Le premier terme désigne l'origine du prélèvement, le second le mode de distribution de la chaleur. Seule exception : la PAC eau glycolée / eau qui puise la chaleur dans le sol (avec des capteurs enterrés contenant de l‘eau glycolée).

Les chaudières condensation

La chaudière récupère de la chaleur dite latente contenue dans les produits de combustion du gaz naturel (vapeur d'eau). La vapeur d'eau traverse un échangeur qui va transmettre la chaleur au circuit d'eau chaude de l'habitation. Ce système permet d'augmenter le rendement de 20% par rapport à une chaudière standard.

Elle permet d'effectuer 30% d'économie par rapport à une chaudière de plus de 15 ans et de 15 à 20% par rapport à une chaudière standard récente et 5% par rapport à une chaudière basse température. La chaudière à condensation est très respectueuse de l'environnement. De plus, elle peut être alimentée par une installation solaire.

C'est la plus chère des technologie de chaudières néanmoins elle permet de bénéficier du crédit d'impôts.

Le granulé de bois

Les granulés bois sont des combustibles issus du compactage des sous-produits de la transformation du bois comme la sciure qui est affinée, séchée et ensuite compressée sans colle ni additif.

Le diamètre d'un granulé oscille entre 6 et 8 mm et sa longueur est de 15 à 25 mm. Son taux d'humidité est très faible, moins de 10%, ce qui améliore sa combustion et la production de chaleur. La combustion des granulés ne dégage aucune fumée uniquement des gaz. Le taux de cendres est inférieur à 1%. Le pouvoir calorifique est d'environ 5 kWh par kg. Bref les rendements énergétiques sont très bons !

Les pellets bois ou granulés sont livrés conditionnés par sacs de 15 à 20 kg, ou par camion souffleur dans le cas de grands silos.

Les pellets s'utilisent avec :

• les poêles à granulés : grande précision de régulation, modulation de puissance, silo arrière pouvant contenir 1 ou 2 sacs de 15kg. Ils soufflent de l'air chaud, remettent quelques calories par rayonnement, et certains modèles peuvent travailler en insufflation d'air chaud.
• les chaudières à granulés : chaudière modulante en puissance en fonction des besoins de la maison, avec raccordement sur le circuit radiateurs ou plancher chauffant. Certaines chaudières à granulés de bois sont poly-combustibles : elles peuvent utiliser des céréales en guise de combustible, par contre, le tubage des évacuations de gaz brà»lés doit être différent.

A titre indicatif, 1500 litres de fioul domestique équivalent à 2,1 tonnes ou 3,2 m3 de granulés de bois. La qualité du pellet est primordiale pour une bonne alimentation des unités de chauffe. Le mieux est d'utiliser des granulés respectant la norme DIN+.

Le principal avantage des pellets bois est qu'ils permettent un approvisionnement automatique du poêle... Plus la peine de remettre du bois toutes les heures... C'est pour cela que de plus en plus de particuliers mais aussi des collectivités et des copropriétés se mettent à utiliser cette source d'énergie.

Le solaire

Les panneaux solaires thermiques se présentent sous la forme de capteurs qui absorbent l'énergie solaire, pour la restituer sous forme de chaleur. Ce système fonctionne été comme hiver, sans influence de la température extérieure, puisqu'il ne dépend que du rayonnement solaire.

Les panneaux solaires thermiques s'utilisent pour satisfaire deux besoins différents :

• le chauffage de l'eau sanitaire (Chauffe-Eau Solaire Individuel) : la pose de 3,5 à 4,5 m2 de capteurs solaires permet d'apporter 80% des besoins en eau chaude sanitaire d'une famille de 2 à 4 personnes.
• le chauffage de l'eau sanitaire couplé à une production de chaleur pour le système de chauffage existant (Système Solaire Combiné) : pour compléter votre mode de chauffage traditionnel avec le solaire, entre 8 et 15 m2 de panneaux sont nécessaires selon le logement et l'exposition solaire de l'habitation.

Les panneaux solaires thermiques sont formés de capteurs solaires qui absorbent le rayonnement solaire et le convertissent en chaleur. Le fluide « caloriporteur » (eau ou glycol) transmet cette chaleur à un ballon de stockage. L'eau chaude contenue dans ce ballon alimente ainsi l'ensemble du logement. Le système d'appoint n'intervient qu'en cas de consommation exceptionnelle ou d'ensoleillement particulièrement faible.

Les radiateurs basse température

Dans un réseau de chauffage, la température de distribution influe directement sur le volume et le budget en combustible. Il est donc nécessaire de mettre en place un système de diffusion de chaleur basse température. La solution est d'agrandir la taille des radiateurs ou d'installer des produits dédiés à la basse température.

• Dans un radiateur basse température, l'eau circule à 45-50°C, au lieu des 70-90°C des radiateurs classiques.
• En chauffant au maximum à 50-55°C, la pompe à chaleur est moins sollicitée et consomme moins d'énergie : démarche écologique et économique.
• En termes de confort pour l'utilisateur : aucune différence. Le radiateur basse température chauffe aussi bien que le radiateur classique.
• Un radiateur basse température ne fonctionne qu'en association avec des pompes à chaleur (ou une chaudière basse température).
• Les radiateurs basse température sont plus volumineux : plus grande taille qu'un radiateur normal.