Guide : Comment fonctionne une pompe à chaleur

Une pompe à chaleur fait partie d’un système de chauffage et de refroidissement et est installée à l’extérieur de votre maison. Comme un climatiseur, elle peut refroidir votre maison, mais elle est également capable de fournir de la chaleur. Pendant les mois les plus froids, une pompe à chaleur extrait la chaleur de l’air froid extérieur et la transfère à l’intérieur, et pendant les mois les plus chauds, elle extrait la chaleur de l’air intérieur pour refroidir votre maison.

Elles sont alimentées par l’électricité et transfèrent la chaleur à l’aide d’un fluide frigorigène pour assurer le confort tout au long de l’année. Comme ils gèrent à la fois le refroidissement et le chauffage, les propriétaires n’ont pas forcément besoin d’installer des systèmes séparés pour chauffer leur maison. Dans les climats plus froids, une bande chauffante électrique peut être ajoutée au ventilo-convecteur intérieur pour des capacités supplémentaires. Les pompes à chaleur ne brûlent pas de combustibles fossiles comme les appareils de chauffage, ce qui les rend plus respectueuses de l’environnement.

Fonctionnement des pompes à chaleur

En termes simples, une pompe à chaleur est un dispositif qui transfère l’énergie thermique d’un point à un autre. On en trouve un exemple courant dans nos réfrigérateurs, où l’évaporation et le refroidissement d’un liquide sont utilisés pour abaisser la température du compartiment de stockage. Aujourd’hui, cette technologie peut également être utilisée pour extraire l’énergie thermique potentielle de l’air extérieur, ou même du sol, pour l’amener directement dans votre maison où elle est comprimée et la chaleur transférée à l’aide d’une série de serpentins. Cela semble magique, mais la science qui se cache derrière est relativement simple.

Bien qu’elles consomment une petite quantité d’électricité pour fonctionner, les pompes à chaleur sont considérées comme très efficaces et propres car elles ne dépendent pas de la combustion de carburant pour créer la chaleur. Elles fonctionnent bien dans les climats modérés comme celui du Royaume-Uni et peuvent fournir du chauffage pendant l’hiver, même à des températures de -20 degrés Celsius. Il existe deux principaux types de pompes à chaleur en fonction du type de milieu dont elles extraient la chaleur, à savoir l’air ou le sol/eau, et elles commencent à être intégrées régulièrement dans les constructions modernes.

COMMENT FONCTIONNE UNE POMPE À CHALEUR – MODE REFROIDISSEMENT

L’une des choses les plus importantes à comprendre concernant le fonctionnement des pompes à chaleur et le processus de transfert de la chaleur est que l’énergie thermique souhaite naturellement se déplacer vers des zones où la température est plus basse et la pression plus faible. Les pompes à chaleur s’appuient sur cette propriété physique, en mettant la chaleur en contact avec des environnements plus frais et à plus faible pression afin que la chaleur puisse se transférer naturellement. C’est ainsi que fonctionne une pompe à chaleur.

ÉTAPE 1

Le réfrigérant liquide est pompé à travers un dispositif d’expansion au niveau du serpentin intérieur, qui fonctionne comme l’évaporateur. L’air de la maison est soufflé sur les serpentins, où l’énergie thermique est absorbée par le réfrigérant. L’air frais qui en résulte est soufflé dans les conduits de la maison. Le processus d’absorption de l’énergie thermique a provoqué le réchauffement du réfrigérant liquide et son évaporation sous forme de gaz.

ÉTAPE 2

Le réfrigérant gazeux passe maintenant dans un compresseur, qui le met sous pression. Le processus de pressurisation du gaz le fait chauffer (une propriété physique des gaz comprimés). Le réfrigérant chaud et pressurisé se déplace dans le système jusqu’au serpentin de l’unité extérieure.

ÉTAPE 3

Un ventilateur situé dans l’unité extérieure fait circuler l’air extérieur sur les serpentins, qui servent de serpentins de condensation en mode refroidissement. L’air extérieur de la maison étant plus froid que le gaz réfrigérant chaud et comprimé contenu dans le serpentin, la chaleur est transférée du réfrigérant à l’air extérieur. Au cours de ce processus, le réfrigérant se condense pour revenir à l’état liquide en se refroidissant. Le réfrigérant liquide chaud est pompé à travers le système jusqu’à la vanne d’expansion des unités intérieures.

ÉTAPE 4

Le détendeur réduit la pression du réfrigérant liquide chaud, ce qui le refroidit considérablement. À ce stade, le réfrigérant est à l’état liquide et froid, prêt à être pompé vers le serpentin évaporateur de l’unité intérieure pour recommencer le cycle.

COMMENT FONCTIONNE UNE POMPE À CHALEUR – MODE CHAUFFAGE

Une pompe à chaleur en mode chauffage fonctionne de la même manière qu’en mode refroidissement, sauf que le flux de réfrigérant est inversé par la bien nommée vanne d’inversion. L’inversion du flux signifie que la source de chauffage devient l’air extérieur (même lorsque les températures extérieures sont basses) et que l’énergie thermique est libérée à l’intérieur de la maison. Le serpentin extérieur a maintenant la fonction d’un évaporateur et le serpentin intérieur celle d’un condenseur.

Les principes physiques du processus sont les mêmes. L’énergie thermique est absorbée dans l’unité extérieure par le réfrigérant liquide froid, le transformant en gaz froid. Une pression est ensuite appliquée au gaz froid, le transformant en gaz chaud. Le gaz chaud est refroidi dans l’unité intérieure par le passage d’air, ce qui réchauffe l’air et condense le gaz en liquide chaud. Le liquide chaud est libéré de la pression lorsqu’il entre dans l’unité extérieure, ce qui le transforme en liquide froid et renouvelle le cycle.

Les modes d’alimentation de la PAC

L’installation d’une PAC donne droit à une prime de puissance. En effet, ces sources d’énergie sont extraites de la nature, ce qui reste une marque d’écologie. Ces sources se présentent sous deux formes :

Le cas de la pompe à chaleur géothermique : c’est-à-dire que la pompe à chaleur utilise les éléments du sol comme source : eau ou sol. L’eau des nappes phréatiques et des puits est principalement captée.

Le cas d’une pompe à chaleur aérothermique : la pompe à chaleur utilise l’air extérieur comme source.

Les avantages

Les pompes à chaleur sont l’un des moyens les plus rentables et les plus efficaces sur le plan énergétique pour garder votre maison confortable et chaude pendant les mois d’hiver. Bien que ces systèmes aient un coût initial plus élevé, ils vous font économiser de l’argent sur le long terme grâce à leurs excellentes performances.

Flexibilité

Bien que son nom puisse indiquer qu’un système de pompe à chaleur ne fait que réchauffer votre maison, il permet également de la rafraîchir pendant les mois d’été. Le système aspire l’air de la partie extérieure de l’unité et utilise le réfrigérant pour absorber ou libérer la chaleur dans la partie intérieure de l’unité, selon le réglage.

Puisqu’une pompe à chaleur peut être utilisée pour refroidir ou chauffer votre maison, c’est un choix populaire pour les propriétaires dans les climats modérés. Le fait de n’avoir à acheter qu’une seule unité pour le chauffage et le refroidissement est certainement un avantage de l’achat d’une pompe à chaleur.

Fonctionnement écologique

Contrairement aux chauffages et climatiseurs traditionnels, les pompes à chaleur utilisent très peu de produits chimiques toxiques et ne rejettent pratiquement aucun gaz dans l’atmosphère, ce qui en fait un choix écologique pour les acheteurs soucieux de l’environnement.

Les pompes à chaleur fonctionnent à l’électricité, ce qui signifie qu’elles n’utilisent pas de combustibles coûteux comme les appareils de chauffage traditionnels.

Accessible pour tous 

Puisque les pompes à chaleur n’utilisent pas de combustible coûteux et qu’elles fonctionnent à l’électricité, elles constituent une alternative peu coûteuse aux appareils de chauffage et aux climatiseurs traditionnels. Les pompes à chaleur fonctionnent en déplaçant la chaleur, et non en la générant, ce qui permet de maintenir des coûts et une consommation d’énergie faibles.

Cela dit, les pompes à chaleur sont plus chères au départ que les systèmes CVC traditionnels. Toutefois, grâce à la réduction des factures d’électricité et des frais de fonctionnement associés, comme le carburant, ces systèmes s’avèrent beaucoup plus économiques.

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Auteur ImmoVilaur

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