- Principe de fonctionnement
La pompe à chaleur : fonctionnement et avantages
La pompe à chaleur est une solution de chauffage qui permet de valoriser les énergies renouvelables présentes dans notre environnement, dans le sol, l’eau ou l’air environnant.
Une pompe à chaleur est un dispositif permettant de transférer la chaleur de l’environnement extérieur et de l’utiliser pour le chauffage ou l’eau chaude sanitaire.En effet, le sol, l’eau des nappes souterraines et l’air qui nous entoure stockent chaque jour l’énergie du soleil. ( Le rayonnement solaire)
Les pompes à chaleur récupèrent cette énergie gratuite et inépuisable.
Le principe de fonctionnement des pompes à chaleurs est comparable à celui d’un refligérateur (même si l’objectif est d’augmenter le Delta T° et non d’abaisser la température).
De manière schématique, la pompe à chaleur prélève de la chaleur de l’air, du sol de votre terrain avec un captage vertical ou horizontal ou de l’eau d’une nappe, sa température et restitue cette chaleur dans votre maison.
Les pompes à chaleur ou PAC sont constituées d’un circuit fermé dans lequel circule un fluide frigorigène à l’état liquide ou gazeux.
Elles comprennent quatre éléments : un évaporateur, un compresseur, un condenseur et un détendeur.
Les fluides frigorigènes : Ceux qui détruisent la couche d’ozone sont maintenant interdits ou en cours d’élimination. C’est le cas du R22, qui a longtemps été le fluide frigorifique le plus employé. Ils sont remplacés par des fluides comme les HFC (R407C, R410A, R417A), inoffensifs vis à vis de la couche d’ozone. {mospagebreak}
Schéma de principe de la pompe à chaleur:
1 : la chaleur prélevée à l’extérieur est transférée au fluide frigorigène qui se vaporise.
2 : le compresseur électrique aspire le fluide frigorigène vaporisé.
3 : la compression élève la température du fluide frigorigène.
4 : le fluide frigorigène cède sa chaleur à l’eau du circuit de chauffage ou directement à l’air du lieu à chauffer.
5 : le fluide frigorigène se condense et revient à l’état liquide.
6 : le détendeur abaisse la pression du liquide frigorigène qui amorce ainsi sa vaporisation.
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On distingue deux grandes familles de pompe à chaleur :
– les PAC géothermiques, qui puisent la chaleur dans le sol ou l’eau d’une nappe grâce à un réseau de capteurs ou de forages
– les PAC aérothermiques qui captent la chaleur dans l’air ambiant, à l’extérieur de votre maison ou à l’intérieur d’une pièce type garage ou céllier.
Certaines pompes à chaleur PAC utilisent l’air comme source d’énergie pour chauffer l’eau de piscine ou de maintenir une température dans une cave par exemple.
La pompe à chaleur est une solution de chauffage écologique et économique, car elle permet d’économiser les énergies fossiles et de limiter les rejets de gaz à effet de serre.
Par ailleurs, bien que les pompes à chaleur soient avant tout des systèmes de chauffage, elles peuvent également servir à obtenir de l’eau chaude sanitaire ou même à rafraîchir votre logement en été.
Ces PAC dites « réversibles » comprennent un dispositif permettant d’inverser le cycle du fluide frigorigène.
Les performances des pompes à chaleur ( PAC ) s’expriment par des coefficients qui rendent compte de leur efficacité en fonction de l’énergie qu’elles consomment. Le rapport entre la quantité de chaleur produite et l’énergie électrique consommée (par le compresseur) est le coefficient de performance (COP) de la pompe à chaleur. Il traduit la performance énergétique d’une pompe à chaleur en mode chauffage.
Le COP est mesuré par le fabricant ; il est valable pour une température d’essai donnée. Dans la pratique, quand le milieu est plus froid que cette température d’essai, l’efficacité énergétique de la pompe à chaleur diminue et devient inférieure au COP annoncé. À l’inverse, elle est supérieure à ce COP quand le milieu est plus chaud que la température d’essai.
L’ADEME conseille donc l’installation d’une pompe à chaleur présentant le COP le plus élevé possible et en tout cas supérieur à 3.
Ex: Pour 1 kWh d’électricité consommé, la pompe à chaleur restituent pour la plupart 2 à 4 kWh de chaleur. Par exemple, si une PAC consomme 1 kWh d’électricité et restitue 3 kWh de chaleur, on dit que son COP est de 3.{mospagebreak}
