Pompe à chaleur air/ai

La pompe à chaleur air/air et très bien valorisées par la RT2012 et RE2020 la Pompe à chaleur air/air présentent des bonnes performances en terme de consommation énergétique. Aussi appelées PAC elles sont un équipement thermodynamique. Par un cycle de compression et de détente d’un fluide frigorigène elles récupèrent la chaleur (ou le froid) contenue dans l’air extérieur. Elles restituent ensuite les calories (ou frigories) à l’intérieur du logement.

Pompe à chaleur Air/Air

Chauffage

Principe

Fonctionnement de la pompe à chaleur air/air

Une pompe à chaleur air/air est constituée des deux éléments suivants :
  • Une unité extérieure, comprenant le compresseur, le détendeur, un échangeur ventilé sur l’air extérieur ;
  • Une ou plusieurs unités placées à l’intérieur du logement qui vont fournir à l’utilisateur la température souhaitée au sein d’un local.
Il existe différents types de pompe à chaleur air/air, la différence se fait principalement sur le type d’unité intérieure. On distingue notamment :
  • Les unités intérieures à émission directe (les unités murales, consoles, plafonniers)
  • Les unités intérieures avec réseaux aérauliques (les gainables)
Fonctionnement la pompe à chaleur air/air

Principe de fonctionnement d’une pompe à chaleur

Exemple d’utilisation d’une pompe à chaleur avec unités intérieures à émission directe

Exemple d’utilisation d’une pompe à chaleur air/air avec unités intérieures à émission directe

LES DIFFÉRENTS TYPES DE POMPE À CHALEUR AIR/AIR​

Les unités murales et consoles

L’unité intérieure peut être de type murale (on parle de split), de type console ou plafonnier.
Le nombre d’unités murales à mettre en place dépend du type de logement, de sa configuration et des puissances requises par le bilan thermique.

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Plusieurs unités intérieures peuvent être raccordées sur le même groupe extérieur.
On parle de :

  • Mono-split lorsque une seule unité intérieure est raccordée au groupe extérieur
  • Bi-split lorsque deux unités intérieures sont raccordées au groupe extérieur
  • Tri-split lorsque trois unités intérieures sont raccordées au groupe extérieur

LES DIFFÉRENTS TYPES DE POMPE À CHALEUR AIR/AIR​

Pompe à chaleur air/air de type gainables

L’unité intérieure est raccordée à un réseau de gaines aérauliques en faux plafond par exemple. Ce réseau va distribuer dans chacune des pièces l’air chaud issu de l’unité intérieure. Une unité intérieure pourra donc traiter plusieurs pièces. En général pour une maison sur plusieurs niveaux on disposera un gainable à chaque étage.
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Dans chaque local traité sera positionné un thermostat qui va réguler la température en jouant sur les débits d’air soufflé. Cette régulation de débit se fait au moyen de registres positionnés dans les gaines aérauliques. La mise en place d’un gainable est plus esthétique car invisible à l’utilisateur. Seules les grilles de soufflage intégrées au faux plafond sont visibles.
Pompe à chaleur air/air de type gainable

Principe de mise en œuvre d’un gainable

Dimensionnement

Les choix des puissances

Le bon dimensionnement d’une pompe à chaleur air/air est un élément important pour le confort de l’habitant.
Si la puissance de la pompe à chaleur air/air est trop faible, l’équipement aura du mal à atteindre les températures de consignes demandées par l’utilisateur. Ce dernier risque de se retrouver avec une sensation d’inconfort due à des températures trop faibles. De plus pour essayer d’atteindre les températures demandées, la pompe à chaleur air/air fonctionnera en permanence au maximum de sa puissance ce qui provoquera une usure précoce et un risque de gêne acoustique.
En revanche un sur-dimensionnement de la pompe à chaleur air/air entraînera un fonctionnement en sous-régime ce qui aura pour conséquence de dégrader les performances de la machine et d’augmenter le coût des consommations.

Il est donc important de confier le dimensionnement d’une pompe à chaleur air/air à un professionnel. Le dimensionnement d’une pompe à chaleur va dépendre de la puissance à fournir dans chaque local déterminée par un bilan thermique local par local. Nous réalisons un bilan thermique précis qui repose sur la modélisation thermique de votre projet. Ce bilan thermique va dépendre principalement :
  • de la constitution des différentes parois,
  • de la compacité du projet,
  • de son orientation
  • de la zone géographique
  • du renouvellement d’air hygiénique

Nous dimensionnons les installations de votre projet

Mise en oeuvre

Unité extérieure de la Pompe à chaleur air/air

Dès la conception, il est important d’étudier l’implantation de l’unité extérieure. Il faudra prévoir un accès à ce groupe de façon à pouvoir y réaliser les opérations de maintenance facilement. De plus les échanges thermiques avec l’air extérieur vont demander une bonne circulation de l’air autour du groupe. Il est donc important d’avoir un espace suffisamment dégagé autour du groupe pour un bon brassage d’air. Il peut être intéressant de positionner le groupe extérieur au sud ce qui favorisera le dégivrage de la machine grâce aux apports solaires. Attention aux chutes de neige ou de glace qu’il pourrait y avoir en positionnant le groupe extérieur sous un pan de toit. Cela risquerait d’endommager la machine. Une casquette de protection peut être prévue.
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Le groupe extérieur possède une liaison frigorifique avec l’unité intérieure. La distance à respecter entre le groupe extérieur et l’unité intérieure ne doit pas dépasser 15 mètres et ne doit pas être inférieure à 3 mètres (en fonction des préconisations du constructeur). Il faut donc prendre cette donnée en compte lorsque l’on choisit la position de l’unité extérieure.

A défaut de préconisations de la part du fabricant les distances minimales suivantes sont à respecter :

  • Coté aspiration : 50cm
  • Coté soufflage : 1,5m
  • Au-dessus : 50cm
  • Autre coté : 50cm

Intégration acoustique :
Bien que les pompes à chaleur aient fait d’énormes progrès sur le plan acoustique ces dernières années, il convient toutefois de prendre certaines précautions pour intégrer au mieux les unités placées à l’extérieur vis-à-vis du voisinage :

  • Placer de préférence l’appareil hors de vue du voisinage direct, à partir d’une terrasse ou à partir d’une baie vitrée : abriter le groupe extérieur derrière un obstacle naturel formant un écran tel qu’un rideau d’arbustes, une haie, une butte de terre ou un mur de clôture en conservant une distance minimale ;
  • Ne pas le placer à proximité des chambres de la maison voisine ou de la maison équipée
  • Eviter la proximité d’une ou de plusieurs parois fortement réverbérantes.

Une fois la position du groupe extérieur définie il convient de le fixer proprement à son support de façon à éviter toute transmission vibratoire au bâtiment. Les points suivant seront à respecter :

  • Pour une mise en œuvre sur dalle béton : la dalle doit être désolidarisée du bâtiment (sans liaison rigide), prévoir un matériau résiliant à base de caoutchouc entre la dalle et la structure ; l’unité extérieure devra reposer sur une paire de supports sol anti-vibration en caoutchouc ;
  • Pour une mise en œuvre sur châssis: des plots anti-vibratiles sont à prévoir entre l’unité extérieure et le support : plots en élastomère (type silent-bloc), plots à ressorts.
Implantation groupe extérieur de la pompe à chaleur

Contraintes dimensionnelles de mise en oeuvre

Raccordement électrique

Données issues de la fiche technique du fabricant définissant la protection électrique à mettre en oeuvre (split Atlantic)

Schéma de raccordement électrique

Schéma de raccordement électrique entre le groupe extérieur et l’unité intérieure

Mise en oeuvre groupe exterieur

Raccordement électrique

Le raccordement doit se faire sur un départ spécifique depuis le tableau avec son propre disjoncteur. La pompe à chaleur air/air peut avoir un fort courant d’appel dû au fonctionnement de ses moteurs, il conviendra de mettre en œuvre un disjoncteur divisionnaire de type D.
Interdiction de raccorder le groupe extérieur depuis une prise de courant ou un circuit électrique alimentant un autre appareil.
Le calibre du disjoncteur ainsi que les dimensions du câble d’alimentation sont précisés sur la fiche technique de l’équipement.
L’unité intérieure et l’unité extérieure possèdent également une liaison électrique qui leur permet de communiquer entre elles. Les caractéristique de cette liaison sont également données dans la fiche technique de l’équipement.
Note :
La RT2012 impose de pouvoir afficher les consommations de chauffage au sein de l’habitat. Le compteur d’énergie devra donc prendre en compte le départ électrique vers la pompe à chaleur air/air .

Mise en oeuvre - Unité intérieure

Pompe à chaleur air/air de type : split, console, plafonnier :

La mise en œuvre de l’unité intérieure doit rester accessible pour les opérations d’entretien. La mise en œuvre de la machine doit être prévue de façon à éviter toute propagation de bruit au logement. Unité de type : split, console, plafonnier : Les unités intérieures sont équipées d’un ventilateur qui va souffler un air chaud ou froid dans la pièce à traiter. Par conséquent il faut choisir un emplacement où les orifices d’aspiration et de soufflage sont libres : il faut être attentif aux obstacles éventuels (poutre, refend, luminaire, rideaux…)
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Dans une pièce les déperditions thermiques les plus importantes se situent sur les murs donnant sur l’extérieur et plus principalement au niveau des fenêtres. Afin de conserver une bonne homogénéité des températures dans la pièce il conviendra de positionner les unités intérieures vers les parois qui seront les plus déperditives.
Flux d'air d'une PAC air/air type split

Favoriser la circulation de l’air d’un split pour homogénéiser les températures du local

Mise en oeuvre - Gainable

Unité intérieure

L’unité intérieur d’un gainable est le plus souvent située en faux plafond. Il est préférable de choisir une position centrale pour son installation de façon à simplifier le passage des gaines aérauliques qui le reliront aux différentes pièces à traiter. Il faut prévoir une réserve d’environ 35 cm de hauteur dans le plénum du faux plafond pour positionner le gainable. Choisissez une circulation dans laquelle vous allez pouvoir abaisser la hauteur du faux plafond si besoin ou bien un local tel un cellier/buanderie….Ne pas positionner l’unité intérieure dans une chambre.
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Il faut prévoir une trappe d’accès au gainable de façon à pouvoir réaliser les opérations de maintenance et changer les filtres.
La reprise (l’aspiration) du gainable devra se faire dans la circulation. Cette reprise récupère l’air soufflé dans les différentes pièces.
Afin de permettre cette circulation de l’air trois configurations sont possibles :

  • mise en place de grilles de transfert acoustique dans la cloison,
  • mise en place de grilles d’extraction raccordées par un réseau de gaines à l’aspiration du gainable ;
  • détalonnage des portes (3cm).

Il faut être vigilant lors de la mise en œuvre d’un gainable pour ne pas pénaliser l’étanchéité à l’air du bâtiment :

  • La grille d’aspiration de gainable devra être raccordée à l’unité intérieure par un jeu de gaines ;
  • Le caisson du gainable et tout raccordement de gaines devront être soigneusement calfeutrés avec du scotch alu ;
  • Soigner le raccordement des bouches de soufflages aux gaines aérauliques ;
  • L’étanchéité de l’installation doit être assurée tout au long du réseau.
principe de mise en œuvre d’un gainable

Schéma de principe de mise en œuvre d’un gainable

Mise en oeuvre - gainable

Les bouches de soufflage

Il existe plusieurs types de bouche de soufflage permettant la diffusion de l’air traité dans une pièce. La sélection de la bouche de soufflage doit être faite en fonction du débit de soufflage. La valeur du débit à souffler pour traiter une pièce est de l’ordre de 5 fois le volume de cette pièce par heure. Les éléments de soufflage devront être positionnés de façon à assurer un balayage le plus complet de la pièce.
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Le confort de l’habitant doit être assuré dans la zone d’occupation qui est le volume dans lequel la présence humaine est régulière. Dans cette zone la vitesse de l’air ne doit pas être perçue. Il faut donc éviter que la bouche ne souffle directement dans la zone d’occupation.
• Les diffuseurs plafonniers pourront être positionnés au centre d’une pièce en favorisant un jet d’air horizontal et choisir des diffuseurs avec un bon taux d’induction.
• Les grilles d’insufflation devront être posées entre 20 à 30 cm sous plafond. Les ailettes seront légèrement orientées vers le plafond de façon à favoriser un flux et un brassage de l’air en partie haute de la pièce.
La présence d’obstacle sur le parcourt du jet d’air doit être évitée : ne placez pas une bouche de soufflage derrière une poutre apparente, un luminaire intégré, une séparation artificielle de pièce, etc… L’obstacle engendrerait une déviation et une chute du flux d’air, il dégraderait l’efficacité du brassage de l’air et pourrait occasionner une gêne pour les occupants.

Chute et décrochage du jet d'air

Présence d’un obstacle le long d’un jet d’air

Note :
Les bouches de soufflages d’un gainable sont différentes des bouches de soufflage d’une VMC double flux : les débits soufflés sont beaucoup plus importants.

Avantages et inconvénients des différents types de conduits

Avantages et inconvénients des différents types de conduits

Choix du dimaètre d'un conduit

Choix du diamètre d’un conduit aéraulique

Mise en oeuvre - Gainable

Conduit aéraulique

Les conduits souples sont les plus utilisés dans la maison individuelle. Ils bénéficient d’une facilité d’installation. Les conduits rigides ou semis rigides seront à favoriser lorsque les longueurs de gaine seront importantes. Il est indispensable que les gaines aérauliques soient calorifugées de façon à ne pas dégrader la performance du système. De plus le calorifuge fournira une atténuation acoustique. Pour des raisons acoustiques, la vitesse de l’air dans un conduit doit être inférieure à 5m/s dans le conduit principal et 3m/s dans les conduits terminaux.

Mise en oeuvre

Condensat

L’évacuation des condensats doit s’effectuer de préférence de façon gravitaire (sans pompe de relevage) vers l’évacuation la plus proche. Cette évacuation peut être raccordée au réseau d’eau pluviale (si raccordement au réseau d’eaux usées il faut prévoir un siphon à grande capacité de façon à éviter son désamorçage et la remontée d’odeur dans le logement). Si le réseau du condensat passe hors volume chauffé il faudra le calorifuger pour éviter tout risque de gel. Prévoir une pente de 3% pour le réseau condensat. Il existe différentes solutions pour intégrer la tuyauterie d’évacuation des condensats :
  • Création d’un soffite
  • Passage dans une goulotte en plinthe
  • Cheminement en faux plafond ou en combles

Maintenance

Les opérations de maintenance ont notamment pour objectifs :

  • De maintenir les performances de l’installation ;
  • D’allonger la durée de vie du matériel ;
  • De fournir une installation assurant le meilleur confort dans le temps au client final.

La maintenance préventive se fait au moins une fois par an, en période de chauffage de préférence. Le technicien de la maintenance s’assure du bon fonctionnement général et effectue les opérations suivantes :

  • Vérification des performances de la pompe à chaleur air/air ;
  • Contrôle visuel et auditif de l’ensemble (bruit anormal, panneau détaché, calorifuge…) ;
  • Vérification des connexions électriques ;
  • Vérification de la bonne marche des fonctions du boîtier de régulation ;
  • Vérification des toutes les vis et écrous (capot, support…) ;
  • Nettoyage du ou des filtres

Le technicien effectue un relevé de fonctionnement de l’installation. Ce relevé est reporté sur le carnet d’entretien et comparé avec la fiche de mise en service. Toute anomalie est signalée.

mettre en application

liens utiles

Pour en savoir plus sur les sujets abordés dans cette section du guide.

Split

Fiche technique avec les données du constructeur

Gainable

Fiche technique avec les données du constructeur

Dossier technique

Complément d'information pour la mise en oeuvre des gainables

Votre étude thermique, ici

Spécialistes des études thermiques et de l’ingénierie des fluides nous participons à l’élaboration de votre projet.

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