Quels sont les types de pompe à chaleur pour les autres projets (non résidentiels) ?

Types de pompes à chaleur selon leur source de chaleur et système de transfert

Air-air ou air-eau

Ces pompes à chaleur extraient leur énergie de l'air, soit l'air extérieur ou l'air évacué d'un système de ventilation ou encore la chaleur résiduelle de processus industriels. Elles transfèrent ensuite leur chaleur à l'eau de l'installation de chauffage (chauffage par le sol, chauffage central…) ou à l'eau sanitaire. Ces pompes à chaleur sont des pompes à chaleur air-eau. D'autres pompes à chaleur transfèrent leur chaleur à l'air insufflé dans les pièces à chauffer. Ces pompes à chaleur air-air sont utilisées tant dans des petites que des grandes applications.

Les pompes à chaleur aérothermiques ont fortement évolué au cours des dernières années et peuvent désormais chauffer des bâtiments tout entiers, sans nécessiter de chauffage d'appoint. La récupération de la chaleur se fait également entre les locaux, lorsqu'un local a besoin de refroidissement et l'autre de chauffage. Des combinaisons sont également possibles avec, par exemple, des armoires frigorifiques où la récupération de chaleur intermédiaire est possible en récupérant la chaleur extraite de l'armoire frigorifique pour le chauffage des locaux.

Les pompes à chaleur axées sur la récupération de chaleur sont une forme particulière de pompes à chaleur aérothermiques. Celles-ci peuvent récupérer la chaleur d'applications nécessitant un refroidissement. Cette chaleur est alors extraite de registres réfrigérés ou d'autres locaux à refroidir. Ce système de refroidissement est utilisé pour créer de la chaleur verte, là où cela s'avère nécessaire.

Certaines pompes à chaleur récupèrent de la chaleur de processus industriels. Ces pompes à chaleur sont généralement fabriquées selon les besoins et possibilités au sein des entreprises spécifiques.

Sol-eau

Une deuxième catégorie de pompes à chaleur récupère l'énergie de la terre ou du sol. Cette chaleur est partiellement de nature géothermique (chaleur du noyau terrestre) et partiellement issue de la chaleur solaire captée par la terre. Le réseau de captage se compose de conduites ou tuyaux pouvant être installés tant verticalement qu'horizontalement. Puisque la température dans la terre est moins soumise aux variations, ces pompes à chaleur géothermiques offrent des performances relativement constantes. En revanche, l'installation d'une telle pompe à chaleur (avec un réseau de captage vertical) exige des forages qui impliquent une obligation d'information ou de permis, en fonction de la profondeur. Quant aux installations recourant à un réseau de captage horizontal, elles réclament l'aménagement d'un réseau souterrain de rainures dans lesquelles enfouir les conduites par lesquelles coule le fluide caloporteur.

Eau-eau

À l'instar des pompes à chaleur géothermiques, les pompes à chaleur eau-eau utilisent la chaleur captée dans le sol, mais transférée à l'eau souterraine. L'eau souterraine fait ici office de fluide caloporteur et est pompée vers l'installation. Dès que la température est transférée à l'installation à chauffer via l'échangeur de chaleur, l'eau souterraine est conduite vers un puits de décharge.

Types de pompes à chaleur selon la technologie mise en œuvre 

Les pompes à chaleur peuvent aussi être cataloguées selon la technologie appliquée.

Nous avons expliqué le 'fonctionnement' des pompes à chaleur basées sur le principe de la compression. Ces pompes à chaleur fonctionnent sur la base de l'évaporation de fluides à une faible température d'ébullition et de la compression des gaz qui en résultent. Le compresseur de ces pompes à chaleur est entraîné par de l'électricité ou un moteur gaz.

Nous avons également vu les pompes à chaleur qui fonctionnent par absorption. Il s'agit alors d'un double circuit dont le chauffage d'un mélange d'eau et d'ammoniac et l'évaporation de l'ammoniac génère de la chaleur tandis que l'ammoniac condensé extrait de la chaleur à une source de chaleur naturelle ou résiduelle. Les deux circuits transfèrent de la chaleur au système à chauffer.

D'autres technologies sont également possibles. Le fonctionnement des pompes recourant au CO2 transcritique ressemble à celui d'une pompe à compression, tout en sachant que le CO2 ne condense pas mais reste sous forme gazeuse. La pression détermine ici l'échange de chaleur. Sous un certain point critique de pression, le CO2 absorbe de la chaleur. Au-dessus de ce point, il libère de la chaleur. Le transfert de chaleur a lieu dans un refroidisseur plutôt que dans un condenseur.

Les pompes hybrides utilisent différentes sources d'énergie ou technologies. Les installations les plus fréquemment appliquées combinent une pompe à chaleur avec une chaudière gaz ou mazout. Mais une combinaison avec d'autres formes d'énergie est également possible (par exemple des panneaux solaires, des chauffe-eau solaires…) ou même une combinaison de compression et d'absorption.

Enfin, il existe aussi des techniques qui sont encore en phase expérimentale, comme les pompes thermoacoustiques qui génèrent de la chaleur à partir d'ondes sonores produites par des sources de chaleur.

Les réseaux thermiques

Un réseau thermique est un concept énergétique qui permet d'utiliser la chaleur résiduelle, par exemple d'un processus industriel, ou la chaleur de la terre en vue de réaliser le chauffage centralisé de l'eau pour distribuer, via un réseau de conduites, le chauffage des habitations et autres bâtiments du quartier et les pourvoir d'eau chaude sanitaire. Des pompes à chaleur adaptées pourraient récupérer et renforcer la chaleur pour ces réseaux de chauffage.