Pompe à chaleur eau/eau : la pompe à chaleur la plus efficace
La pompe à chaleur eau/eau, également appelée pompe à chaleur sur nappe phréatique, puise son énergie thermique dans la nappe phréatique à l'aide de deux puits. L'énergie thermique récupérée peut ensuite être utilisée pour chauffer une maison ou de l'eau sanitaire. Les pompes à chaleur eau/eau sont les plus efficaces. Mais conviennent-elles à toutes les configurations de logement ? Découvrez dans cet article le fonctionnement, les avantages et les inconvénients des pompes à chaleur eau/eau ainsi que leur planification optimale.
Table of contents
- Comment fonctionnent les pompes à chaleur eau/eau ?
- Exigences relatives au fonctionnement d'une pompe à chaleur sur nappe phréatique
- Avantages et inconvénients des pompes à chaleur eau/eau
- Pompes à chaleur eau/eau : coûts et financement
- Demande de devis gratuit
- Quelles sont les alternatives à la pompe à chaleur eau/eau ?
- Questions fréquemment posées sur les pompes à chaleur eau/eau
Qu'est-ce qu'une pompe à chaleur eau/eau ?
Les pompes à chaleur aérothermiques aspirent l'air ambiant au moyen d’un ventilateur. Les pompes à chaleur géothermiques exploitent la chaleur géothermique au moyen de sondes souterraines ou de collecteurs de surface. Quant aux pompes à chaleur eau/eau, elles utilisent les nappes phréatiques souterraines pour extraire de la chaleur. La température des réservoirs d'eau souterraine est pratiquement constante tout au long de l'année, de sorte que la pompe à chaleur sur nappe phréatique fournit un rendement élevé de chauffage en été comme en hiver. Le rendement est parfois de l'ordre de 500 %, ce qui correspond à un facteur de performance annuel (JAZ) de 5. Cela signifie qu'avec 1 kWh d'énergie électrique, le système de chauffage peut fournir 5 kWh de chaleur. En comparaison, les pompes à chaleur géothermiques ont un COP de 4 à 4,5, tandis que les pompes à chaleur aérothermiques ont un COP d'environ 3 à 4.
Comment fonctionnent les pompes à chaleur eau/eau ?
Une pompe à chaleur eau/eau produit de la chaleur au moyen d'un circuit de liquide frigorigène et de la coordination de plusieurs composants mécaniques. Tout d'abord, le liquide frigorigène absorbe l'énergie thermique de l'eau souterraine et l'évapore. Le circuit transmet ensuite cette vapeur à un compresseur, qui augmente la pression de la vapeur et donc sa température. Enfin, la vapeur passe dans l'échangeur de chaleur où elle libère son énergie thermique dans le système de chauffage et/ou le réservoir d'eau chaude puis se condense.
Le réfrigérant est finalement détendu par l'intermédiaire d'un détendeur et le cycle de refroidissement recommence à zéro.
Une pompe à chaleur eau/eau nécessite deux puits. Le premier, dit « d'aspiration », extrait l'eau souterraine pour en retirer de la chaleur. Le second, appelé « puits d'absorption » renvoie l'eau froide utilisée dans le sol et la restitue à la terre. Plus le volume d'eau disponible pour la pompe à chaleur eau/eau est élevé, plus le rendement est important.
Exigences relatives au fonctionnement d'une pompe à chaleur sur nappe phréatique
Plusieurs facteurs doivent être pris en compte pour le bon fonctionnement d'une pompe à chaleur sur nappe phréatique. La quantité d'eau souterraine joue un rôle important, comme nous l'avons déjà mentionné, mais c'est aussi le cas de sa qualité. Lorsque l'eau contient une trop grande quantité de fer ou de manganèse, par exemple, cela peut provoquer l'usure de la pompe ou l'obstruction des puits, ce qui entraîne des coûts d'entretien plus élevés. C'est pourquoi il est important de procéder à une analyse des eaux souterraines lors de la phase de planification.
Il ne faut pas non plus que le niveau de l'eau soit trop bas, car dès que la profondeur de forage atteint plus de 20 mètres, le système devient généralement inutile. Par ailleurs, les travaux de forage pour une pompe à chaleur eau-eau sont soumis à autorisation et doivent être réalisés sur un terrain suffisamment grand.
Les deux puitsd'une pompe à chaleursur nappe phréatique doivent être éloignés d'au moins 15 mètres. Enfin, il est primordial que le puits de production soit orienté dans le même sens que le puits d'absorption, afin que l'eau refroidie ne soit pas pompée à nouveau.
Les pompes à chaleur eau/eau ne nécessitent que de faibles contraintes pour le bâtiment lui-même. Une bonne isolation, en particulier dans les bâtiments anciens, est indispensable au bon fonctionnement de l'appareil. Toutefois, cela vaut pour presque toutes les pompes à chaleur (à l'exception des pompes à chaleur hybrides). De même, la distance entre la source de chaleur et le système de chauffage ne doit pas être trop grande. Par ailleurs, les systèmes de chauffage par panneaux installés dans les sols ou les murs chauffent mieux en raison de leur faible température d'alimentation. Toutefois, ils ne nécessitent pas de gros travaux de construction ni beaucoup d'espace.
Checklist des systèmes de puits
- Puits d'aspiration/de captage : le puits d'aspiration puise l'eau du réservoir d'eau souterraine pour en exploiter l'énergie. Une pompe immergée transporte l'eau souterraine jusqu'au circuit de refroidissement, où a lieu l'échange d'énergie thermique.
- Puits d'absorption/d'infiltration : le puits d'absorption récupère les eaux souterraines dont l'énergie thermique a été extraite par le biais de tuyaux et les renvoie vers le cycle naturel de l'eau. Les réglementations en matière de protection de l'eau imposent généralement que les eaux souterraines soient restituées au sol à la même profondeur que celle à laquelle elles ont été extraites.
Avantages et inconvénients des pompes à chaleur eau/eau
Comme tout système technique, les pompes à chaleur eau/eau présentent des avantages et des inconvénients. Bosch a résumé les plus importants ci-dessous :
Advantages :
- rendement extrêmement élevé, fonctionnement monovalent généralement possible sans autre support de chauffage (chauffage d'appoint, barre de chauffage)
- fonctionnement respectueux de l'environnement, en particulier lorsque l'on utilise de l'électricité verte
- apport constant de chaleur grâce aux faibles fluctuations de la température de la nappe phréatique
- entretien réduit à l'extrême
- possibilité d’intégrer les puits existants d'eau souterraine au système
Inconvénients :
- coûts de mise en œuvre et d'acquisition élevés
- quantité et qualité suffisantes d'eau souterraine ainsi que niveau élevé d'eau souterraine nécessaires pour un fonctionnement optimal de la PAC (pompe à chaleur)
- protection contre le gel devant parfois être installée
- coûts de conception élevés et beaucoup de formalités administratives en raison des exigences en matière de permis
- en fonction de la région, il peut y avoir des exigences supplémentaires pour l'obtention d'un permis, en particulier dans les zones où l'eau est protégée.
Pompes à chaleur eau/eau : coûts et financement
Le coût d'achat d'une pompe à chaleur eau-eau est d'environ 9 000 à 12 000 euros, auquel s'ajoute l'installation à hauteur de 2 000 à 3 000 euros. Le forage et la construction du puits coûtent entre 4 000 et 7 000 euros, en fonction de la profondeur du forage et des conditions géologiques. Si l'on additionne tous ces éléments, le coût total est compris entre 15 000 et 22 000 euros.
Au total, l'achat d'une pompe à chaleur eau/eau représente donc un investissement important.
Demande de devis gratuit
Est-il tout de même intéressant d'acheter une pompe à chaleur eau/eau malgré le coût élevé que représente un tel investissement ?
Si vous remplissez déjà les conditions nécessaires (quantité et qualité de l'eau souterraine, isolation du bâtiment, système de distribution de chauffage adapté), cela vaut certainement la peine d'investir dans une pompe à chaleur eau/eau. Toutefois, ce cas de figure est rare, ce qui fait que, pour de nombreuses personnes, cette solution de chauffage revient trop cher et elle est trop longue à mettre en œuvre. Mieux vaut donc parfois choisir une des autres solutions de pompes à chaleur proposées sur le marché.
Quelles sont les alternatives à la pompe à chaleur eau/eau ?
Bosch propose une large gamme de pompes à chaleur adaptées à toutes les situations de vie. Jetez un œil à l'aperçu ci-dessous et choisissez la pompe à chaleur qui convient le mieux à votre foyer.
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Pompe à chaleur air/air
Source de chaleur Air extrait Technologie Ventilateurs Particularités - très bon rapport qualité-prix
- peu d'efforts d'installation
- peu d'espace requis
- facile à adapter
- possibilité de refroidissement actif
- rendement modéré
- récupération de chaleur
- chaleur résiduelle disponible dans une certaine mesure
- pas ou peu de subventions
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Pompe à chaleur air/eau
Source de chaleur Air ambiant Technologie Ventilateur, circuit de refroidissement Particularités - avantageux à l'achat
- peu d'efforts d'installation
- peu d'espace requis
- facile à adapter
- possibilité de refroidissement actif
- rendement moyen
- fluctuations d'efficacité en hiver
- possibilité de subventions
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Pompe à chaleur géothermique
Source de chaleur Énergie géothermique Technologie Collecteurs de surface, circuit de refroidissement Particularités - High efficiency
- rendement élevé
- coûts de mise en œuvre modérés
- travaux de terrassement pouvant être réalisés de façon indépendante
- possibilité de refroidissement passif
- besoins importants en matière d'espace
- possibilité de subventions
Questions fréquemment posées sur les pompes à chaleur eau/eau
La pompe à chaleur eau/eau est-elle adaptée à toutes les configurations de logement ?
Quelle est la durée de vie moyenne d'une pompe à chaleur eau/eau ?