La pompe à chaleur envoie de l’eau refroidie dans le système de chauffage. Cette eau absorbe la chaleur des pièces, puis est refroidie à nouveau dans la pompe avant de recommencer son cycle.
Le géocooling, ou rafraîchissement passif, avec une pompe à chaleur
Utiliser la fraîcheur du sol pour rafraîchir son intérieur, c’est le principe du géocooling. Ecologique et performant, voici plus d'explications sur son fonctionnement.
Le rafraîchissement naturel, que l’on appelle également le rafraîchissement passif ou géocooling, est considéré comme une alternative plus économique que la climatisation classique en terme d’énergie. Ce qui est pratique, c'est qu’il suffit d’utiliser votre propre pompe à chaleur, à condition toutefois qu’il s’agisse d’un modèle eau glycolée/eau ou eau/eau.
En effet, certains modèles de pompes à chaleur ont cette double fonctionnalité, c’est-à-dire chauffer les pièces en hiver et les rafraîchir en été. Il faut simplement pour cela que les températures dans la maison dépassent celles du sol dans lequel les échanges de chaleur s'opèrent. Et tout ceci sans exigences techniques particulières, à la grande satisfaction des utilisateurs !
Concernant la préparation de l’eau chaude sanitaire sur les pompes à chaleur eau glycolée/eau et eau/eau, cette fonctionnalité reste toujours active même lorsque la PAC est en mode de refroidissement passif.
Fonctionnalité du géocooling
Comme les pompes à chaleur ne diffèrent guère d'un réfrigérateur dans leurs caractéristiques de base, elles peuvent être utilisées de manière très souple. L’énergie puisée dans la nature peut servir au chauffage, mais également tout au long de l’année à la production de l’eau chaude sanitaire. De plus, la possibilité de pouvoir rafraîchir certaines pièces en été est une bonne raison supplémentaire de choisir une pompe à chaleur.
Le refroidissement passif par pompe à chaleur (également appelé refroidissement naturel) fonctionne selon un principe relativement simple et nécessite moins d’énergie qu'un système de climatisation. Souvent, le refroidissement passif est également perçu comme plus agréable par les résidents. En effet, contrairement à la climatisation, les flux d'air froid ne sont pas utilisés et ce système est un peu plus discret.
Utiliser la différence de température entre l'environnement et les espaces intérieurs
La pompe à chaleur utilise la différence de température entre la source naturelle (le sol ou les eaux souterraines) et les espaces intérieurs.
Comme un réfrigérateur, la pompe à chaleur va extraire l'énergie des espaces de vie par l'intermédiaire de l'eau de chauffage, qui circule en continu dans le réseau de distribution de la maison. Par échange thermique, cette chaleur est ensuite transférée à la source naturelle.
Il faut savoir que le circuit frigorifique n’est pas nécessaire pour assurer le refroidissement passif. Cela réduit les besoins en énergie et assure un refroidissement particulièrement respectueux de l'environnement.
Principe de fonctionnement d'une pompe à chaleur
Trois composants nécessaires pour le rafraîchissement par géocooling
D'un point de vue technique, trois composants sont nécessaires pour le rafraîchissement passif :
- Une pompe de circulation
- Une vanne à trois voies
- Un échangeur de chaleur
Toutefois, malgré la simplicité de mise en œuvre de ce système, il ne faut pas oublier que les performances en matière de refroidissement ne peuvent être comparées à celles des systèmes de climatisation. La capacité de refroidissement n'est pas disponible en permanence "en appuyant sur un bouton". Elle trouve ses limites notamment avec l'augmentation progressive de la température du sol. Vers la fin de l'été, cela entraîne une diminution progressive de la capacité de refroidissement.
Rafraîchissement actif et rafraîchissement passif ou géocooling : quelle est la différence ?
Le type de technologie utilisé détermine le mode de refroidissement. Avec une pompe à chaleur air/air ou air/eau, on parle de refroidissement actif, car le système utilise un compresseur pour évacuer la chaleur. À l’inverse, les pompes à chaleur eau glycolée/eau (géothermiques) permettent un refroidissement passif, ou naturel, qui s’appuie sur le gradient thermique naturel du sol.
Une comparaison entre le rafraîchissement actif et le rafraîchissement passif montre que ce dernier est nettement plus économe en énergie. En effet, le refroidissement naturel se passe sans technologie de réfrigération. La pompe à chaleur consomme moins d'électricité et les émissions indirectes sont réduites. En revanche, en matière de refroidissement actif, la pompe à chaleur s'appuie sur son circuit frigorifique. De ce fait, ce dernier absorbe l'énergie thermique de la pièce et augmente son niveau de température avant de dissiper l'énergie vers l'extérieur. Pour le rafraîchissement actif, ce sont généralement les pompes à chaleur air/eau, peu différentes des unités de climatisation, qui sont utilisées. Bien que ces systèmes consomment beaucoup plus d'électricité, ils atteignent une capacité de refroidissement plus élevée et surtout constante.
En synthèse, le rafraîchissement actif est plus efficace et permet d’atteindre les températures souhaitées, alors que le rafraîchissement passif est certes plus limité dans sa capacité à refroidir un logement mais il est moins consommateur d’énergie et plus respectueux de l'environnement.
Exigences techniques pour le refroidissement avec une pompe à chaleur
Pour assurer un refroidissement efficace, plusieurs conditions doivent être réunies :
Une pompe à chaleur adaptée
Les pompes à chaleur modernes, notamment les modèles aérothermiques, intègrent souvent d’emblée une fonction de refroidissement actif. Pour les pompes géothermiques, il est possible d’ajouter une NC-Box afin de permettre un refroidissement passif.Un régulateur de point de rosée
Lorsque la température descend sous le point de rosée, de la condensation se forme, ce qui peut provoquer des dégâts structurels. Un contrôleur de point de rosée ajuste la température de l’eau dans le système pour éviter ce problème.Des surfaces de chauffage/refroidissement adaptées
Les systèmes de chauffage au sol, mural ou au plafond sont idéaux pour le refroidissement. Les ventilo-convecteurs peuvent aussi être utilisés. Les radiateurs standards sont incompatibles en raison de leur faible surface d’échange thermique et de l'impossibilité de gérer la condensation à la surface du radiateur..- Des conduites dimensionnées correctement
Le refroidissement nécessite un débit d’eau plus élevé pour compenser la faible différence de température entre l’aller et le retour. Des tuyaux de plus grande section garantissent un fonctionnement optimal.
Avantages et inconvénients du refroidissement par pompe à chaleur
Optimisation : associer pompe à chaleur et photovoltaïque
La combinaison d’une pompe à chaleur avec une installation photovoltaïque est particulièrement avantageuse en été. L’électricité solaire produite peut alimenter la pompe, réduisant ainsi les coûts énergétiques tout en maximisant l’efficacité et en limitant l’impact environnemental.
FAQ
Le refroidissement actif utilise un circuit frigorifique et un compresseur pour extraire la chaleur.
Le refroidissement passif transfère directement la chaleur au sol via un échangeur thermique, sans compresseur, ce qui le rend plus économique.
Cela dépend du type de pompe. Pour les pompes géothermiques, une NC-Box peut être installée. Les pompes aérothermiques modernes sont généralement équipées d’une fonction de refroidissement par défaut.
En théorie oui, mais dans la réalité leur capacité de refroidissement est limitée, et associé au risque de condensation, il est de fait impossible de les utiliser en rafraîchissement. Les systèmes de chauffage au sol ou les ventilo-convecteurs sont plus adaptés.
En résumé, le refroidissement par pompe à chaleur est une solution polyvalente et écologique, particulièrement adaptée aux bâtiments neufs ou rénovés. Toutefois, il est essentiel de respecter certaines exigences techniques pour en tirer pleinement parti.
