Les économies d'énergie avec la pompe à chaleur

La pompe à chaleur prélève l'énergie dans un milieu naturel comme la terre, l'air ou l'eau

Principe de fonctionnement de la pompe à chaleur

La pompe à chaleur prend l'énergie d'un milieu pour le transférer vers un autre. La plupart du temps la pompe à chaleur sert à chauffer des batiments jusqu'à plusieurs milliers de m2. La pompe à chaleur peut aussi servir à sécher du bois, des céréales ou encore du textile. Dans le cas du chauffage l'énergie prélevée est dérivée de l'énergie solaire.

Exemple avec la géothermie

Par exemple le soleil chauffe le sol et est emmagasinée par celui-ci. La Température moyenne sur l'année en France est de 13 °C et c'est cette température que l'on retrouve à 10 mètres sous terre. Si l'on place dans le sol un réseau de tuyaux, on peux récupérer cette énergie.
Dans le cas de la géothermie, la pompe à chaleur envoie de l'eau à une température inférieure à celle du sol dans ces tuyaux. Tout au long de son parcours cette eau va se réchauffer et donc prendre l'énergie du sol pour arriver à la pompe à chaleur.
En reffroidissant cette eau la pompe à chaleur prend l'énergie récupérée dans le sol pour la transférer dans un autre circuit où la température peut atteindre jusquà 75°C. Cette eau chaude va ensuite alimenter un réseau de radiateurs ou un plancher chauffant ou encore produire de l'eau chaude sanitaire.
L'énergie électrique additionée à l'énergie prélevé dans le sol donne l'énergie finale.
Par exemple si on consomme 1 kwh d'électricité et que l'on va chercher 3 kwh dans le sol on obtient 4 Kwh de chauffage, autrement dit la géothermie dans ce cas serait 4 fois plus avantageuse que le chauffage électique. Le coéfficient de performance est alors égal à 4.

Collecteur de tuyaux

Tous les tuyaux enfouis à plus d'un mètre de profondeur arrivent au collecteur. Deux tuyaux partent du collecteur pour aller vers la pompe à chaleur à l'intérieur de la maison. A chaque circuit du collecteur il y un tuyau d'une centaine de mètres qui parcourt une cinquantaine de m2 dans le sol

Pompe à chaleur eau/eau

Le circulateur en bas à droite amène l'énergie prélevée dans le sol, du collecteur à la pompe à chaleur à gauche

Des centaines de mètres de tuyau d'eau parcourent le sol à une profondeur d'un mètre

Définition du coéfficient de performance ou COP

COP= Energie final/par énergie électrique consommée
ou
COP=Energie électrique consommée + Energie prélevée dans un millieu
                            Energie électrique consommée

Dans le cas ci dessus on aurait

1 kwh consommée par la machine + 3 kwh prélevé dans le sol = 4 kwh d'énergie final pour le chauffage
Soit un coéfficient de performance COP = 4
Dans ce cas on prélève 3 kwh d'énergie gratuite dans le sol. Cette énergie provient du soleil qui régénère continuellement le capteur géothermique

Pourquoi la géothermie, l'aérothermie ou l'aquathermie sont des énergies renouvelables?

En général la pompe à chaleur apporte 3 à 5 fois plus d'énergie que ce qu'elle consomme
L'énergie est prélevée dans l'air pour l'aérothermie, dans le sol pour la géothermie et dans l'eau pour l'aquathermie. Pour les deux premiers le soleil chauffe l'air et le sol, pour l'aquathermie on puise l'eau dans le sol(source, forage), le sol étant réchauffé par le soleil.

Ce sont en fait des énergies dérivées de l'énergie solaire.

Quel sont les économies réalisées avec une pompe à chaleur?

Par rapport à l'énergie électrique l'économie dépend directement du COP. Si le COP est par exemple de 4, le système sera 4 fois moins coûteux
Par rapport à l'énergie fioul, cela dépends du prix de celui-ci et par rapport à l'électicité mais aussi du rendement de la chaudière et du COP de la pompe à chaleur(PAC)
Par exemple, on considère que l'on peux obtenir maximum 10 kwh d'énergie avec 1 litre de fioul
Si le rendement de la chaudière est de 90% on aura 9 kwh par litre, Si la pompe à chaleur(PAC) a un COP de 3, elle devra consommer 3 kwh pour remplacer un litre de fioul. L'économie se fait entre le prix de 3 kwh d'électricité et 1 litre de fioul. En Général une pompe à chaleur qui remplace une chaudière avec des radiateurs remplace 1 litre de fioul pour environ 25 centimes d'électricité avec l'aquathermie. 30 centimes avec la géothermie et 35 centimes avec l'aérothermie.
Par rapport au gaz de ville une pompe à chaleur est environ deux fois moins coûteuse.

Par rapport au gaz citerne l'économie est supérieure au gaz de ville



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