28 septembre 2014

La pompe à chaleur au gaz naturel : PAC à moteur gaz ou à absorption

Une pompe à chaleur ou PAC fonctionne généralement à l'électricité. Néanmoins, des pompes à chaleur au gaz naturel, à moteur thermique ou à absorption, se développent de plus en plus actuellement et offrent des avantages non négligeables.


Une pompe à chaleur gaz fonctionne sur le même principe qu'une pompe à chaleur électrique : elle capte les calories présentes naturellement dans l'environnement et les porte à une température plus élevée qu'elle transporte ensuite dans la maison pour le chauffage ou l'eau chaude sanitaire. La seule différence provient du fait que l’énergie mécanique du compresseur normalement fournie par un moteur électrique est procurée par un moteur thermique au gaz ou bien totalement supprimée par l’utilisation d’un simple brûleur gaz (plus de compresseur) pour des PAC dites à « absorption » ou « absorption-diffusion ».

Les pompes à chaleur gaz sont soit de type air/eau (aérothermie) ou eau/eau (géothermie). Les pompes à chaleur gaz peuvent être utilisées pour tous types d'appareils de chauffage (plancher chauffant, radiateurs ou ventilo-convecteurs) avec une température d'eau atteignant les 65 à 70°C.


La PAC à moteur à gaz

Ce modèle est celui qui se rapproche le plus d'une pompe à chaleur classique électrique. Une PAC à moteur gaz fonctionne donc selon le même principe qu’une PAC électrique, avec pour différence le fait que l’énergie mécanique du compresseur est procurée par un moteur thermique au lieu d’un moteur électrique. L'un des avantages d'un tel moteur est qu'il produit lui-même de la chaleur durant son fonctionnement, chaleur qui sera récupérée et utilisée par la pompe à chaleur. Ces PAC sont réversibles pour la climatisation des locaux et présentent des rendements en chauffage jusqu'à 150% (en version air/eau), soit l’équivalent d’un COP d’environ 4 pour une PAC électrique.


La PAC à absorption

Les PAC dite « à absorption » présente le même principe de cycle frigorifique que les PAC à moteur gaz, mais la compression n’est plus mécanique (via un compresseur), mais par l’intermédiaire d’un simple brûleur gaz naturel qui apporte l’énergie nécessaire à la compression thermique.

Dans le cas d'une pompe à chaleur à absorption à gaz, le fluide frigorigène circulant dans la pompe à chaleur est composé d'ammoniac et d'eau. Le brûleur gaz chauffe le fluide et permet l'évaporation de l'ammoniac. Le gaz ainsi obtenu dégage de la chaleur qui est alors utilisée pour le chauffage.


PAC absorption gaz naturel - Fonctionnement

Les PAC à absorption existent en version air/eau (jusqu'à 165% d’efficacité), ou en versions sol/eau ou eau/eau (170% d’efficacité).


La PAC à absorption-diffusion à gaz

La pompe à chaleur à absorption-diffusion à gaz utilise quant à elle des fluides frigorigènes composés d'eau, d'ammoniac et d'hélium. Le procédé est sensiblement identique à celui d'une PAC à absorption à gaz. Là encore, c'est le brûleur à gaz qui permet l'évaporation du fluide.


Avantages de la pompe à chaleur gaz

Le principale avantage d’une pompe à chaleur à moteur gaz est qu’elles peuvent maintenir leur puissance disponible par faibles températures extérieures, sans avoir recours à un appoint (électrique, chaudière existante, …) comme cela est souvent le cas pour les modèles électriques. Cela permet de rendre totalement autonome une pompe à chaleur gaz.

Les PAC gaz ont des coûts de fonctionnement inférieurs jusqu'à 30% par rapport à une PAC électrique standard, et des performances intéressantes pour atteindre les exigences de la réglementation thermique actuelle.

Une PAC gaz réclame une faible puissance électrique permettant de souscrire un abonnement de plus faible puissance électriques, voir les frais de création d’un poste de transformation électrique.

Les pompes à chaleur gaz sont très appréciées pour leur faible niveau sonore grâce à peu de pièces en mouvement les rendant particulièrement silencieuses

Peu de pièces en mouvement, c’est aussi l’absence de vibration, une grande robustesse et de faibles coût de maintenance : essentiellement une maintenance moteur toutes les 10.000h seulement ou l’entretien du brûleur gaz, très similaire à celui d’une chaudière à condensation.

La pompe à chaleur à gaz de type eau/eau nécessite 2x moins de surface de capteurs thermiques (sondes verticales) qu'une pompe à chaleur électrique.

La PAC gaz est réversible et peut ainsi assurer le rafraîchissement des bâtiments l'été.

Enfin les fluides frigorigènes utilisés dans les pompes à chaleur gaz sont sans danger pour l'environnement.



PAC à absorption au gaz naturel - Principe de fonctionnement


Inconvénients d'une PAC gaz

La pompe à chaleur gaz est encore récente avec donc une offre dans l’immédiat assez restreinte sur le marché.

La pompe à chaleur gaz est plus encombrante : elle est pour le moment principalement utilisée pour assurer le chauffage dans des logements collectifs ou des entreprises, des locaux commerciaux, mais des machines de plus petites puissances (de 4 à 18kW) vont pouvoir équiper des maisons individuelles, permettant d’obtenir un rendement supérieur à une chaudière à condensation.



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