Pompe à chaleur, tout savoir sur son fonctionnement

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Pour comprendre le fonctionnement de la pompe à chaleur ou PAC commençons par une petite comparaison, tout le monde connait le réfrigérateur qui possède une partie intérieure froide là ou l'on conserve les aliments et une partie extérieure plutôt tiède, voir chaude. Dans notre bon vieux réfrigérateur la chaleur dégagée par les aliments est soustraite puis transférée à l'extérieur où elle est évacuée.

Par contre la pompe à chaleur ou réversible a la faculté par le biais d'organes frigorifiques d'inverser le cycle de fonctionnement et donc de faire du chaud à l'intérieur et du froid à l'extérieur en fonctionnement hiver (l'inverse en été).La pompe à chaleur puissera l'énergie (ou chaleur) contenu dans l'air, le sol, dans l'eau d'un lac, d'une rivière ou simplement dans une nappe phréatique pour la transférée dans un réseau de chauffage.

Et pourquoi pompe à chaleur ?

L'écoulement naturel de la chaleur d'effectue toujours d'un corps chaud vers un corps froid, on peut définir la pompe à chaleur comme un matériel permettant de réaliser l'écoulement inverse du sens naturel.

ecoulement chaleur
Le principe du fonctionnement d'une pompe à chaleur est basé sur un phénomène physique "le changement d'état". Quand un fluide frigorifique change d'état, s'il s’évapore pour devenir un gaz , il absorbera alors de l’énergie, s'il se condense pour redevenir un liquide, il dégagera alors de l’énergie...la température d'évaporation du liquide étant plus basse que la température de l'air extérieur(aérothermie) ou du sol ou d'une nappe d'eau souterraine (géothermie) celui-ci absorbera les calories pour les restituées ensuite dans la phase de condensation.

Ce transfert thermique est assuré par un compresseur qui aspire, comprime et élève la température du gaz , le dirige vers le condenseur, celui-ci permet le premier changement d'état gaz /liquide par échange avec de l'air directement ou de l'eau d'un circuit de chauffage, puis ce liquide est détendu par abaissement brusque de la pression par le détendeur puis redevient liquide par échange (air,eau,terre) à travers l'évaporateur, deuxième changement d'état et ainsi de suite.
L' avantage de ce type de matériel c'est bien sûr d'assurer les besoins de chauffage ou de climatisation en un seul appareil, mais le principal atout c'est son coefficient de performance, qui est le rapport de l'énergie restituée sur l'énergie consommée.

COP= énergie restituée / énergie consommée - Exemple : COP= 9000W/3000W= 3

Notons qu'il existe plusieurs types de COP, le COP constructeur, le COP global de la pompe à chaleur et le COP annuel, en outre plus l'écart entre la source chaude ( milieu où l'on restitue l'énergie) et la source froide (milieu où l'on extrait l'énergie) est important, plus le coefficient de performance sera mauvais.

Différents types de PAC :

  • Pompe à chaleur air/air, elle utilise l'air comme source froide et source chaude, ici les performances diminuent en fonction de l'abaissement de la température extérieure.
  • Pompes à chaleur air/eau, ici la source froide c'est l'air et la source chaude c'est de l'eau dont les émetteurs peuvent être un plancher chauffant, des ventilo-convecteurs ou des radiateurs.
  • Pompes à chaleur sol/eau, l'énergie extraite contenue dans le sol est restituée le plus souvent à travers un plancher chauffant.
  • La pompe à chaleur eau/eau, la plus performante car elle utilise l'eau d'un puits, d'une rivière, d'un lac pour puiser l'énergie nécessaire.

La pompe à chaleur est bien entendu un chauffage électrique mais c'est le plus performant comparativement à tout autre chauffage électrique.
Il conviendra dans le choix de la puissance nécessaire pour chauffer une habitation d'effectuer un bilan thermique .

 

Pour voir comment se présente la technologie de la pompe à chaleur, c'est à dire comment concrètement est fait son circuit frigorifique, voir le dessin ci-dessous.

pompe a chaleur
Pompe à chaleur, tout savoir sur son fonctionnement - 4.4 out of 5 based on 56 votes

Commentaires   

+3 #3 Jacques 06-05-2016 17:48
Merci beaucoup pour cet article sur les pompes à chaleur. Il peut être un peu compliqué mais les images sont très utiles pour bien comprendre.
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+1 #2 nathan 26-01-2016 15:58
@ charles coutard

Un appoint electrique est mis en place sur les pac en cas de grand froid.

L'appoint pzeut aussi etre fait par une chaudiere raccorder a la pac.( appoint hydraulique )
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+6 #1 Charles Coutard 03-12-2015 17:58
Pour une PAC air/eau ,
....en partant du principe que le liquide frigorifique dans l'évaporateur son point de bulle est à -5°c ; que se passe-t-il lorsque la température de l'air ambiant est en dessous de -5°c , une énergie d'appoint est-elle nécessaire si la température à la sortie du détendeur est trop basse ?
Merci .
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