Gel de la pompe à chaleur - causes et conséquences

Les mois d'hiver peuvent nous surprendre avec des températures négatives, surtout dans certaines régions de la France où la température peut descendre jusqu'à -25 degrés Celsius. Des températures aussi basses peuvent entraîner des problèmes de gel des pompes à chaleur. Les pompes à chaleur sont des dispositifs qui utilisent l'énergie de l'environnement extérieur - air, eau ou sol - pour générer de la chaleur pour chauffer les bâtiments. Cependant, dans des conditions extrêmes, lorsque la température descend en dessous d'un certain seuil, l'eau dans la pompe peut geler, ce qui endommage l'appareil. Les conséquences du gel d'une pompe à chaleur peuvent être graves, incluant la panne du système de chauffage, la nécessité de réparer ou de remplacer la pompe. Il est donc important de protéger correctement la pompe contre le gel, par exemple en l'isolant adéquatement et en utilisant des mesures préventives spéciales. Toutes les pompes à chaleur peuvent-elles geler ? Pourquoi certaines pompes à chaleur gèlent-elles ? Quelles sont les conséquences du gel d'une pompe à chaleur ? Comment protéger votre pompe en hiver ? Vous trouverez les réponses à ces questions dans l'article ci-dessous.

Toutes les pompes à chaleur peuvent-elles geler ?

✅ En réponse à la question posée dans le titre - non, il existe différents types de pompes à chaleur et toutes les pompes à chaleur ne sont pas exposées au gel de la même manière. Les pompes à chaleur de type split ne sont pas autant exposées au gel que les unités monoblocs, car le circuit d'eau est situé à l'intérieur du bâtiment. Dans le cas des pompes à chaleur de type split, l'unité extérieure capte l'énergie thermique de l'environnement et la transfère à l'unité intérieure. L'unité intérieure est responsable du chauffage du bâtiment. Le circuit d'eau est fermé, ce qui signifie qu'il n'y a pas de contact direct avec les conditions météorologiques extérieures. Par conséquent, la pompe à chaleur de type split n'est pas exposée au gel, même par des températures très basses. En hiver, lorsque la température extérieure est très basse, la pompe à chaleur de type split peut encore fonctionner relativement efficacement, fournissant de la chaleur à l'intérieur du bâtiment.

La situation est différente avec la pompe à chaleur de type monobloc, qui est beaucoup plus exposée au gel pendant les mois d'hiver par rapport à la pompe split. Une pompe à chaleur air-eau de type monobloc installée entièrement à l'extérieur du bâtiment est beaucoup plus exposée aux conditions météorologiques défavorables. Par conséquent, il existe un risque de gel des conduites, en particulier en cas de coupure de courant, ce qui empêche le fonctionnement des mécanismes de protection de la pompe à chaleur contre le gel. Lorsque la température extérieure descend en dessous de zéro, l'eau ou le fluide frigorigène remplissant l'unité de la pompe peut geler, ce qui peut provoquer la rupture des composants de l'appareil. Si cela se produit, la pompe peut, dans les cas extrêmes, être pratiquement bonne à mettre au rebut.

Dans quelles conditions les pompes à chaleur peuvent-elles geler ?

Les pompes à chaleur peuvent geler dans des conditions défavorables, telles qu'une coupure de courant ou une basse température ambiante (inférieure à 0 degré Celsius pour l'eau). Si le courant est coupé, la pompe à chaleur cessera de fonctionner, arrêtant ainsi la circulation du fluide frigorigène. Si la température extérieure est alors inférieure au point de congélation du fluide frigorigène, un phénomène communément appelé "gel de la pompe à chaleur" peut se produire.

Il convient également de noter qu'il n'est pas nécessaire qu'une panne de courant se produise pour que ce phénomène se produise. Des températures ambiantes très basses, combinées à une mauvaise protection de la pompe (absence d'isolation, fluide frigorigène mal choisi), peuvent également contribuer au gel des pompes à chaleur. Si le fluide frigorigène n'est pas adapté aux conditions climatiques en vigueur (mauvaise concentration, mauvais type) et n'est pas correctement protégé contre le gel, il peut geler dans les composants de la pompe, ce qui entraîne leur détérioration.

✅ Il ne faut pas exagérer la menace du gel d'une pompe à chaleur - cela arrive rarement, et il faut savoir dans quelles conditions cela peut se produire. Mais si le risque de coupure de courant est réel, combiné à la probabilité de fortes gelées, il peut être judicieux de prendre en compte des mesures supplémentaires pour protéger les pompes à chaleur monobloc contre le gel. Les conséquences du gel de l'unité extérieure sont souvent catastrophiques d'un point de vue financier et pratique.

Les conséquences du gel des pompes à chaleur

Lorsque la pompe à chaleur gèle, cela peut entraîner diverses conséquences qui affectent son efficacité, ses performances, voire ses composants. Voici les conséquences du gel d'une pompe à chaleur. Il est important de noter que chacune des conséquences mentionnées ci-dessous peut finalement conduire à une panne complète de l'appareil, ce qui nécessitera des coûts élevés pour remplacer la pompe par une nouvelle.

Réduction de l'efficacité, donc des coûts plus élevés

Lorsque les éléments de la pompe à chaleur, en particulier la bobine de l'évaporateur, gèlent (par exemple en raison d'une mauvaise isolation), le processus d'échange de chaleur est entravé voire impossible. Cela réduit l'efficacité de la pompe à chaleur, car elle a du mal à absorber la chaleur de l'air ambiant. En conséquence, la pompe à chaleur peut être obligée de fonctionner plus longtemps et plus intensivement pour atteindre la température souhaitée dans la pièce, ce qui entraîne une consommation d'énergie considérablement accrue et des factures d'électricité plus élevées.

Court cycle de fonctionnement et usure accrue

La pompe à chaleur, qui n'est pas préparée aux conditions climatiques en vigueur, peut geler, ce qui peut entraîner un fonctionnement intermittent. Cela non seulement met à rude épreuve les composants, mais conduit également à une usure accrue, réduisant potentiellement la durée de vie globale du système.

Risque de problèmes avec le fluide frigorigène

Le gel peut affecter non seulement les composants eux-mêmes, mais aussi le fluide frigorigène. Cette situation perturbe sa circulation correcte à travers les composants de la pompe à chaleur. Lorsque le fluide frigorigène ne circule pas correctement, le processus d'échange thermique peut être perturbé. Cela peut entraîner d'autres problèmes, y compris la possibilité d'endommager le compresseur en raison du retour du fluide frigorigène liquide vers le compresseur pendant les cycles de dégivrage.

• ✅ BLOG: Dégivrage de la PAC: La clé d’un fonctionnement efficace

Endommagement des composants

L'expansion de l'eau gelée dans les composants du système peut causer des dommages physiques aux composants internes de la pompe à chaleur. Par exemple, la formation de glace dans les serpentins peut entraîner la flexion, la déformation, voire la rupture des ailettes ou des tubes des serpentins. Ces dommages peuvent entraîner des réparations coûteuses et réduire la durée de vie de la pompe à chaleur, voire la rendre totalement inutilisable.

Comment protéger une pompe à chaleur contre le gel?

Pour protéger une pompe à chaleur contre le gel, il est important de suivre les recommandations du fabricant. Tout d'abord, il est nécessaire d'installer un système de protection qui préviendra les dommages à la pompe en cas de températures basses. Cela peut être réalisé en utilisant une isolation thermique spéciale pour recouvrir la pompe. De plus, en cas de températures extrêmement basses, il est conseillé de vérifier si la pompe est équipée d'un système de dégivrage, qui élimine les éventuels dépôts de glace (ce qui est aujourd'hui généralement le cas). Il est également essentiel de vérifier régulièrement qu'il n'y a pas de dommages ou de fuites susceptibles d'être causés par le gel. En cas de doute, il est recommandé de consulter un professionnel qui pourra aider à protéger la pompe contre les effets négatifs des basses températures. Il est également conseillé de suivre les étapes suivantes pour éviter le gel de l'installation.

1. En cas de coupure de courant, vidangez l'eau de l'unité via la vanne de vidange et soufflez-la (si la pompe ne dispose pas d'une alimentation de secours).
2. Pour éviter le point n°1, ajoutez une batterie ou un générateur électrique à l'installation.
3. Protégez également l'installation en isolant les tuyaux.
4. Si vous habitez dans des zones où les coupures de courant sont fréquentes et prolongées, comme dans certaines régions montagneuses avec des infrastructures vieillissantes, remplissez le système avec une solution de glycol résistante au gel. Ce point est particulièrement important, et certains fabricants de pompes à chaleur exigent même que le circuit de la pompe soit rempli d'un fluide non gélif (généralement du glycol mélangé à de l'eau).

Ces mesures, en particulier l'utilisation de glycol, devraient protéger votre pompe à chaleur contre le gel, même lors des périodes de grand froid. Il est important de rappeler que, pour le bon fonctionnement du système de pompe à chaleur monobloc fonctionnant au glycol, il est également nécessaire de choisir un échangeur de chaleur approprié pour la pompe, afin de connecter le circuit de glycol de la pompe au système de chauffage central ou d'eau chaude sanitaire de votre maison ou appartement (il est recommandé que le système de chauffage central de votre maison fonctionne cependant à l'eau ; l'échangeur de chaleur sert donc à séparer le circuit de glycol). Dans notre offre, vous trouverez notamment les échangeurs de chaleur à plaques suivants dédiés aux pompes :

• échangeur pour pompe à chaleur Ba-32-30 1",
• échangeur pour pompe à chaleur Ba-32-50 1",
• échangeur pour pompe à chaleur Ba-32-70 1".

Échangeur de chaleur Nordic Ba-32-40 1" 230kW

NT Ba-32-40

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Échangeur de chaleur Nordic Ba-32-60 1" 330kW

NT Ba-32-60

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Échangeur de chaleur Nordic Ba-32-80 1" 450kW

NT Ba-32-80

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Échangeur à plaques Nordic Ba-32-90 1" 500kW

FR-NT Ba-32-90

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Pompe à chaleur monobloc remplie de glycol et séparée par un échangeur

Il est important de rappeler que le choix des échangeurs de chaleur pour les pompes à chaleur de type monobloc - destinées à fonctionner dans des systèmes glycol/eau - n'est pas intuitif ou simple. Pour garantir que notre pompe fonctionne à des températures aussi basses que possible (et donc pour s'assurer que nos factures d'électricité restent aussi basses que possible pour cette application), l'échangeur doit avoir une surface d'échange thermique suffisamment grande. Ce choix doit être fait par des personnes expérimentées dans le choix des échangeurs pour les pompes à chaleur, en gardant à l'esprit que tous les plombiers ne sont pas forcément formés ou expérimentés dans ce domaine. Si l'échangeur de chaleur est sous-dimensionné, notre pompe à chaleur pourrait devoir fonctionner à des températures plus élevées (pour atteindre le confort thermique dans les pièces), ce qui entraînerait une consommation d'énergie électrique accrue. Dans les cas extrêmes de sous-dimensionnement de l'échangeur de chaleur, le système entier pourrait ne pas fonctionner correctement, ce qui entraînerait un bâtiment froid, sans confort thermique.

Échangeur à plaques Nordic Ba-27-80 1 1/4" 450kW

NT Ba-27-80

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Échangeur à plaques Nordic Ba-27-70 1 1/4" 390kW

NT Ba-27-70

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Échangeur à plaques Nordic Ba-27-60 1 1/4" 330kW

NT Ba-27-60

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Échangeur à plaques Nordic Ba-60-60 1 1/4" 660kW

NT Ba-60-60

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Mise à jour : BO, 9-2024