Profitez de la polyvalence d'une thermopompe pour le chauffage et la climatisation

Un appareil qui souffle le chaud et le froid, ça existe. Il s’agit d’une thermopompe chauffage et climatisation. Cela n’a rien de magique. Tout est dans la physique.

Apprenez en plus sur son fonctionnement et les critères à connaître pour choisir celle qui répond à votre besoin, mais aussi à votre budget. Le maintien d'une température confortable dans votre maison n’aura jamais été rendu aussi économique.

Fonctionnement d’une thermopompe pour le chauffage et la climatisation

Il existe 4 modèles de thermopompes : 

• La thermopompe géothermique, 

• L’air-air à conduits, 

• L’air-air sans conduit, 

• L’air-eau.

1- Les thermopompes air-air 

Source : Canva

Ce sont les thermopompes les plus courantes. Leur moteur est situé à l’extérieur de la maison et, selon le mode de fonctionnement choisi, il peut réchauffer ou refroidir l’air qu’il envoie. Grâce à ce système de chauffage réversible, vous profitez d’une thermopompe chauffage et climatisation. 

Les thermopompes air-air se composent, dans l’ordre du circuit, des éléments suivants : 

• Un compresseur, 

• Une soupape d’inversion (ou robinet inverseur), 

• Un échangeur thermique intérieur, 

• Un détendeur thermostatique, 

• Une soupape anti-retour, 

• Un filtre déshydrateur, 

• Un voyant, 

• Un second détendeur thermostatique,

• Une seconde soupape anti-retour,

• Un échangeur thermique extérieur, 

• Un contrôleur. 

Ce circuit est traversé par un fluide frigorigène (nous y reviendrons plus loin dans notre article).

En mode chauffage, le compresseur envoie ce fluide sous la forme d’une vapeur brûlante dans le circuit sous haute pression. 

Le fluide passe par la soupape d’inversion, qui est alors positionnée en mode chauffage pour faire monter encore la température du liquide. Le fluide continue sa route dans le serpentin de l’échangeur thermique intérieur.  

En chauffant la pièce au travers du serpentin, le liquide perd de l’énergie qu’il a transmis sous forme de chaleur dans la maison. Il quitte alors sa forme totalement gazeuse pour devenir de plus en plus liquide. 

Ce liquide va contourner le détendeur thermostatique en passant dans la soupape anti-retour, puis dans le filtre déshydrateur et le voyant, avant de traverser enfin le détendeur thermostatique. 

À ce stade, le fluide frigorigène a baissé en pression ainsi qu’en température. Il va maintenant passer dans le serpentin de l’échangeur thermique extérieur. Le but est simple : lui redonner les calories qu’il a perdues dans la maison grâce à l’air extérieur, et le renvoyer dans le compresseur via la soupape d’inversion.

En mode climatisation, le circuit est inversé par la valve de réversion.

2- Les thermopompes air-eau

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Ce système de chauffage se compose des pièces suivantes : 

• Un compresseur, 

• Un échangeur à plaques, 

• Un réservoir d’eau chaude, 

• Un filtre déshydrateur, 

• Un voyant, 

• Un détendeur thermostatique,

• Un échangeur thermique extérieur. 

Avec les thermopompes air-eau, deux circuits coexistent. Dans le premier, le fluide frigorigène quitte le compresseur pour passer à travers l’échangeur à plaques (circuit 1), qui est le point de rencontre avec le deuxième circuit. 

Lorsque le liquide quitte le compresseur, il est sous haute pression, et donc à haute température. Il passe dans l’échangeur à plaque, dans lequel il va échanger sa chaleur avec l’eau qui arrive du réservoir d’eau chaude et repart vers lui (circuit 2). 

L’eau est donc chauffée grâce au circuit 1. Le fluide frigorigène a ainsi perdu ses calories au profit de l’eau du circuit 2, qui repart plus chaude pour rejoindre les appareils de chauffage des maisons.

Dans le circuit 1, le fluide baisse alors en pression, devenant plus froid. Il poursuit son chemin dans le filtre déshydrateur, dans le voyant, puis dans le détendeur thermostatique. Ce dernier liquéfie partiellement le fluide, qui rejoint le serpentin de l’échangeur thermique extérieur.

Là, le réfrigérant, mis au contact de l’air extérieur, se remet à bouillir et à se vaporiser, avant de repasser dans le compresseur pour recommencer le cycle. 

3- Les thermopompes géothermiques

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Il existe deux modèles de thermopompes géothermiques : 

• Verticales, 

• Horizontales. 

Ces deux modèles de thermopompes fonctionnent de la même façon. La seule différence entre leurs circuits et ceux des thermopompes air-eau, est la présence d’un troisième circuit relié à un second échangeur. 

Ce troisième circuit contient un mélange d’eau (75%) et de méthanol (25%), qui est envoyé en profondeur pour puiser la chaleur présente dans le sol. 

Est-ce qu’une thermopompe peut climatiser et chauffer en tout temps ? 

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Les thermopompes chauffage et climatisation classiques fonctionnent jusqu’à -8°C, tandis que les thermopompes basse température (ou “climat froid”), peuvent fonctionnent jusqu’à -20°C.

C’est ici qu’il faut parler du fameux fluide frigorigène qui est utilisé dans les différents modèles de thermopompes chauffage et climatisation. Les principaux gaz frigorigènes sont : 

• Les fréons R11 et R12 (chlorofluorocarbones abrégés C.F.C.), 

• Les hydrochlorofluorocarbones R22 et R409 (H.C.F.C.), 

• Les hydrochlorocarbones R134a et R404 (H.F.C.).

La différence entre chacun de ces 3 types de gaz repose dans la présence ou non de chlore et de fluor et à leur quantité.

Le fonctionnement d’une thermopompe chauffage et climatisation dépend de la température à laquelle le fluide frigorigène peut se vaporiser et donc échanger son énergie avec le milieu ambiant. Si l’eau passe à l’état de vapeur au-dessus de 100°C, c’est totalement différent pour ces gaz : 

Qu’est-ce que cela veut dire concrètement ? L’échange de calories entre ces différents fluides et l’atmosphère ambiante (ou la terre pour les thermopompes géothermiques) se mesure grâce à un coefficient de convection thermique. 

Celui-ci va croissant entre un fluide froid et un fluide à l’état de vapeur. Prenons l’exemple du coefficient de convection thermique de l’eau pour comprendre le phénomène : 

• 1 000 W/(m² °C) : coefficient thermique de l’eau à température ambiante,

• 1 000 à 6 000 W/(m² °C) : coefficient thermique de l’eau chaude,

• 6 000 à 15 000 W/(m² °C) : coefficient thermique de l’eau à l’état de vapeur.

Par conséquent, la température de fonctionnement du chauffage ou de la climatisation est directement liée au type de fluide frigorigène utilisé. 

Comment choisir une thermopompe efficace pour la maison ? 

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Deux critères sont importants pour choisir une thermopompe : 

Le SEER (taux de rendement saisonnier, en français) 

Les fabricants de thermopompes chauffage et climatisation ont créé le SEER (Seasonal Energy Efficiency Ratio) pour vous permettre de connaître précisément l’efficacité des thermopompes qu’ils proposent. Plus sa valeur est haute, plus vous faites des économies d’énergie. 

Notre conseil, pour ne pas vous tromper de chauffage et de climatiseur, est de privilégier des thermopompes avec un SEER d’au moins 14. 

Toutefois, une mise à jour du SEER a été opérée depuis le 1er janvier 2023, pour mieux prendre en compte, durant les tests en laboratoires, les conditions climatiques réelles. Ainsi, on ne parle plus aujourd’hui de SEER, mais de SEER 2. 

Le HSPF (coefficient de performance saisonnier du chauffage, en français)

Le HSPF (Heating Seasonal Performance Factor), est un indicateur permettant d’apprécier la quantité d’énergie nécessaire à la production d’une quantité de chaleur. 

Plus le HSPF est haut, plus les thermopompes sont efficaces. Les thermopompes ayant un HSPF supérieur ou égal à 9 sont considérées comme performantes. Toutefois, comme pour le SEER, le HSPF a également évolué et s’appelle désormais le HSPF 2.

Les préconisation du gouvernement du Canada selon les modèles de thermopompes

Pour les différents modèles de thermopompes chauffage et climatisation, le gouvernement du Canada préconise le SEER 2 et le HSPF 2 suivants :  

Quelle est la meilleure marque de thermopompe au Québec ?

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Activa est la seule marque québécoise auprès de laquelle vous pouvez faire l’achat d’une thermopompe. Elle est fabriquée par TTI Fabrication Inc., une entreprise basée à Longueuil. 

Toutefois, cette entreprise locale fait face à une concurrence internationale féroce. La meilleure de toutes les marques de thermopompes semble être la japonaise Mitsubishi Electric.

Appréciée des clients pour sa fiabilité et sa robustesse, elle tient la dragée haute à d’autres entreprises extrêmement compétentes sur ce secteur, comme : 

• Daikin, 

• Goodman, 

• Carrier, 

• Gree, 

• Fujitsu. 

Pour choisir une thermopompe chauffage et climatisation entre toutes ces marques, vous devez comparer leur matériel. N’oubliez pas de rechercher les 2 critères importants que nous vous avons donnés, qui sont le SEER 2 et le HSPF 2. 

Cela vous permettra de trouver une thermopompe chauffage et climatisation adaptée à vos besoins et à votre budget.  

Prix de thermopompes centrales et murales

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Une thermopompe murale coûte entre 900$ et plus de 11 000$. Bien sûr, vous vous demandez pourquoi le chauffage des maisons coûte aussi cher. La différence de prix s’explique par 2 facteurs. Les thermopompes murales peuvent être : 

• Monosplit, 

• Multisplit. 

Les thermopompes monosplit comptent une seule unité murale à l’intérieur de la maison. À l’inverse, les unités multisplits proposent plusieurs unités murales. Sachant que chaque unité possède une puissance comprise entre 9K et 18K, ces thermopompes chauffage et climatisation peuvent générer jusqu’à 36 000 BTU.  

Les thermopompes centrales ont un coût qui commence à 8 000$. Il n’y a pas d’unité murale dans ce modèle. L’unité extérieure est directement reliée aux conduites d’air de votre système de chauffage ou de ventilation intérieurs. 

Pour vous aider à faire votre choix, consultez notre article Thermopompe murale ou thermopompe centrale : comment choisir?