Comment fonctionne une pompe à chaleur ?


Comment fonctionne une pompe à chaleur ?

Les pompes à chaleur permettent de chauffer un logement grâce aux calories contenues dans la terre, l’eau et l’air qui nous entoure. Il existen une multitude de combinaisons de pompes à chaleur. Vous découvrirez dans ce qui suit le fonctionnement de ces pompes.

Fonctionnement de la pompe à chaleur air-air

La pompe à chaleur air-air utilise les calories contenues dans l’air. Un fluide frigorigène circule dans le circuit de la pompe à chaleur. Capté par le biais d’une unité placée à l’extérieur de l’habitation, le fluide récupère les calories contenues dans l’air. Le mécanisme de la pompe à chaleur augmente la température du fluide sous forme de vapeur haute pression. Cette chaleur est récupérée et diffusée sous forme d’air chaud. L’utilisation du fluide frigorigène rend possible la transformation des calories de l’air extérieur en air chaud.

Cette transformation se fait en quatre phases. D'abord, des calories de l’air extérieur sont récupérées par le fluide frigorigène à l’état liquide. La température de ce dernier augmente grâce à l’énergie captée. Le fluide se transforme en gaz et s’évapore.Ensuite, le fluide frigorigène est aspiré et compressé par le compresseur. Le compresseur est alimenté par un moteur électrique. La fin de cette opération rend le fluide gazeux chaud et sous haute pression. Puis, la transmission de la chaleur à l’air intérieur est possible grâce à la condensation du fluide frigorigène. Enfin, la pression du fluide frigorigène chute grâce au détendeur. Ce dernier prépare le fluide liquide avant la phase d’évaporation.

Fonctionnement d’une pompe à chaleur air-eau

La pompe à chaleur air-eau récupère les calories contenues dans l’air, les transforme en chaleur qui va chauffer l’eau et l’eau est ensuite diffusée dans l’installation de chauffage. Elle puise ainsi les calories dans l’air extérieur, mais utilise l’eau pour transporter la chaleur. Dès que la température avoisine les moins 5°C, la plupart des modèles cessent de fonctionner. Cependant, des modèles plus performants peuvent être opérationnels jusqu’à -25°C. Ce sont des pompes à chaleur dont la performance dépend du climat de votre région.

La pompe est un système aérothermique qui utilise les calories de l’air extérieur pour les restituer dans l’eau de chauffage. Un fluide frigorigène, en l’occurrence un gaz, est utilisé pour effectuer cette transformation. Ce fluide va passer successivement de l’état liquide à l’état gazeux. C’est avec ce changement d’état qu’il va transmettre l’énergie contenue dans l’air extérieur à l’eau du système de chauffage central.

Les quatre phases de cette transformation sont les suivantes :

  • Première étape

Les calories de l’air extérieur sont récupérées par le fluide frigorigène à l’état liquide. L’énergie captée augmente la température du fluide, ce qui provoque sa transformation en gaz et son évaporation.

  • Deuxième étape

Le fluide est aspiré et compressé par le compresseur de la pompe alimenté par un moteur électrique. Le fluide gazeux devient chaud et sous haute pression à la suite de cette opération ;

  • Troisième étape

La transmission de la chaleur à l’eau de chauffage se fait grâce à la condensation du fluide frigorigène. La vapeur haute pression repasse à l’état liquide ;

  • Quatrième étape

La pression du fluide frigorigène chute grâce au détendeur. Ce dernier prépare le fluide liquide avant la phase d’évaporation.

Fonctionnement d’une pompe eau-eau

La pompe à chaleur eau-eau ou PAC eau-eau est la pompe à chaleur la plus performante de toutes. Cependant, en plus d’une installation soumise à beaucoup de contraintes, elle n’est pas adaptée à tous les types de logements. Découvrez dans ce qui suit son fonctionnement.
Le principe d’aquathermie permet de faire fonctionner la pompe à chaleur eau-eau. Les calories présentes sous terre, dans l’eau des nappes phréatiques, des lacs ou des rivières ou l’eau chaude sanitaire, sont puisées par la pompe pour chauffer la maison.

L’avantage de l’eau des nappes phréatiques est la température constante tout au long de l’année. Cette eau a une température comprise environ à 10°C. Un forage, soit vertical ou horizontal, est nécessaire pour ce système de chauffage. Le liquide caloporteur est le glycol si le système ne contient qu’un forage. Un deuxième forage sert à rejeter l’eau dans le sol une fois les calories transmises au circuit de chauffage. Cela permet d’éviter que la nappe phréatique ne tarisse. La pompe à chaleur eau-eau fonctionne grâce au compresseur et elle peut alimenter plusieurs types d’émetteurs de chaleur :

  • Un plancher chauffant ;
  • Un chauffe-eau ;
  • Des radiateurs branchés à un circuit de chauffage central.

Fonctionnement d’une pompe à chaleur géothermique sol-eau

La température du sol à une certaine profondeur est maintenue à une valeur constante entre 7° et 13°C. Une pompe à chaleur géothermique utilise cette énergie stockée sur la surface de la Terre. Elle va puiser l’énergie présente dans le sol pour la restituer à l’intérieur de la maison à l’aide d’un plancher chauffant.
Une pompe à chaleur sol-eau s’appuie sur deux circuits pour fonctionner. Le liquide caloporteur circule au niveau du réseau de capteurs enfouis dans le sol et un compresseur augmente la température de ce fluide.

Ensuite, un transfert de chaleur vers le circuit de chauffage se fera grâce à un échangeur. Le compresseur de la pompe à chaleur utilise l’électricité pour fonctionner. Ce système de pompe à chaleur fonctionne toute l’année, quelles que soient les conditions météorologiques. L’apport en électricité de la pompe peut être produit par une installation photovoltaïque.


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