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Pompe à chaleur

Qu’est-ce qu’une pompe à chaleur ?

Une pompe à chaleur puise de l’énergie à partir d’une source à température (relativement) basse et l’élève à une température plus élevée pour la rendre plus utile. Son principe est similaire à celui d’une pompe à eau, qui fait monter l’eau d’un niveau bas à un niveau plus élevé ; une pompe à chaleur fait la même chose, mais avec de la chaleur.

Malgré leur nom, les pompes à chaleur peuvent à la fois chauffer et refroidir un espace. Elles fonctionnent en transférant la chaleur plutôt qu’en la créant. Par temps froid, elles pompent la chaleur de l’extérieur de votre logement vers l’intérieur pour réchauffer l’intérieur. Une unité extérieure puise l’air chaud et l’envoie via une conduite de fluide frigorigène relié à une unité intérieure. L’air est comprimé en cours de route, ce qui augmente encore sa température avant qu’il ne soit insufflé dans le logement. Par temps chaud, le système fait le contraire : il aspire l’air chaud de l’intérieur et l’expulse vers l’extérieur (c’est également ainsi que fonctionne un climatiseur classique). Une pompe à chaleur est capable de transporter plus de chaleur que l’énergie qu’elle consomme et peut donc être considérée comme très efficace.

Il convient de noter qu’une pompe à chaleur peut assurer le chauffage, le refroidissement et la production d’eau chaude sanitaire à partir d’une seule unité, ce qui la rend utile tout au long de l’année et réduit l’entretien à une seule unité.

Le grand avantage de ce système est qu’il n’y a qu’une seule source d’énergie, donc il ne faut pas payer de frais pour le gaz naturel ou le transport du butane, du propane et du diesel.

 Comment fonctionne une pompe à chaleur ?

Le principe de fonctionnement des pompes à chaleur repose sur les principes de la thermodynamique et peut être structuré en quatre étapes :

– Au cours de la première étape, le fluide de refroidissement est à basse température et à basse pression et se trouve donc à l’état liquide. L’air ambiant aspiré passe par l’évaporateur, où le fluide frigorigène absorbe la chaleur de l’air ambiant et change d’état. En même temps, l’air est expulsé à une température plus basse.

– Le liquide réfrigérant arrive à l’étape 2 sous forme de vapeur, mais toujours à basse pression. Son passage dans le compresseur entraîne une augmentation de la pression et donc de la température.

– Il en résulte une vapeur à haute énergie (provenant de la chaleur de l’air dans l’évaporateur et de la chaleur issue de la conversion de l’énergie électrique en énergie thermique). Cette vapeur obtenue à l’étape 3 circule à travers le condenseur situé le long du réservoir, où elle transfère toute l’énergie à l’eau stockée, revenant ainsi à l’état liquide.

– Au cours de la dernière étape du processus, le fluide frigorigène, déjà à l’état liquide, passe à travers le détendeur pour retrouver son état initial, c’est-à-dire une basse pression et une basse température. Le processus peut ensuite recommencer.

Types de pompes à chaleur

Il existe trois grands types de pompes à chaleur en fonction de la source :

– Pompes à chaleur à air (aérothermiques) :Les pompes à chaleur aérothermiques, peu coûteuses à installer et couramment utilisées, fonctionnent bien dans les climats tempérés, en utilisant l’air extérieur comme vecteur d’échange de chaleur.

– Pompes à chaleur à eau (hydrothermiques) :Les pompes à chaleur à eau dissipent la chaleur par l’intermédiaire de l’eau et non de l’air. Elles nécessitent l’accès à des puits, des lacs ou d’autres sources d’eau et ne sont pas aussi répandues.

– Pompes à chaleur géothermiques : Les pompes à chaleur géothermiques exploitent l’énergie thermique stockée dans le sol et transfèrent la chaleur de la même manière que les pompes à chaleur aérothermiques. En raison de la température constante du sol, elles fonctionnent beaucoup plus efficacement, bien que leur installation soit plus coûteuse et plus compliquée en raison de la nécessité de creuser et d’installer des conduites souterraines.

Les principaux sous-types sont les suivants :

– Air-air : la chaleur prélevée dans l’air est transférée directement dans l’air de la pièce à chauffer.

– Air-eau : la chaleur est prélevée dans l’air et transférée dans un circuit d’eau qui alimente les systèmes de chauffage/refroidissement au sol/plafond, les radiateurs à basse température, les ventilo-convecteurs ou les radiateurs soufflants et les réservoirs de stockage d’eau chaude sanitaire (ECS).

– Eau-eau : le système capte la chaleur d’un circuit d’eau en contact avec un élément qui lui fournira de la chaleur (le sol, la nappe phréatique) pour la transférer vers un autre circuit d’eau.

– Systèmes aérothermiques : ce type d’équipement est capable de chauffer ou de refroidir un environnement, comme les pompes à chaleur air-air, ou de chauffer ou de refroidir un plancher chauffant/rafraîchissant.

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