Comment fonctionne une pompe à chaleur ?
Qu'est-ce qui se cache derrière une pompe à chaleur ?
Le principe de base du fonctionnement d'une pompe à chaleur.
Le principe de fonctionnement d'une pompe à chaleur est similaire à celui d'un réfrigérateur, mais en sens inverse. Au lieu d'extraire la chaleur et de la rejeter dans votre cuisine, une pompe à chaleur puise la chaleur dans l'environnement et la transfère dans votre maison. Même par temps glacial, l'air, le sol et l'eau contiennent de l'énergie qui peut être exploitée. Fondamentalement, cela fonctionne grâce à un processus thermodynamique qui transfère l'énergie d'un niveau de température inférieur à un niveau supérieur. Voyons cela de plus près :
Principe de fonctionnement étape par étape
Les quatre étapes du cycle de la pompe à chaleur.
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L'évaporateur recueille la chaleur de l'environnement ( air, sol ou eau) et la transfère à un fluide réfrigérant circulant dans la pompe à chaleur. Ce réfrigérant a un point d'ébullition très bas, ce qui lui permet d'absorber la chaleur et de passer de l'état liquide à l'état gazeux même à basse température. Les propriétés particulières du réfrigérant lui permettent de capter l'énergie thermique même lorsque la température de la source est très basse, jusqu'à -20 °C avec les systèmes modernes.
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Un compresseur électrique comprime le réfrigérant gazeux. Cela entraîne une augmentation considérable de la température du fluide frigorigène. Et c'est là que la magie opère : le processus de compression élève la température à un niveau adapté au chauffage domestique.
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Dans le condenseur, le réfrigérant désormais chaud transfère sa chaleur au système de chauffage de votre maison par le biais d'un échangeur thermique. À mesure que le réfrigérant libère de la chaleur, il se refroidit et redevient liquide, tandis que votre système de chauffage distribue la chaleur dans toute votre maison.
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Enfin, le réfrigérant passe par un détendeur qui réduit encore davantage sa pression et sa température. Il est alors prêt à recommencer le cycle, en collectant l'énergie environnementale pour votre maison.
Les différents types de pompes à chaleur
Les différentes sources d'énergie.
- Pompes à chaleur air/eau.En savoir plus
Les pompes à chaleur air/eau extraient la chaleur de l'air extérieur et la transforment en énergie destinée au chauffage et à l'eau chaude sanitaire. Elles sont très appréciées pour leur simplicité d'installation, leur haut rendement et leur grande polyvalence, tant dans les constructions neuves que dans les rénovations.
- Pompes à chaleur géothermiques.En savoir plus
Les pompes à chaleur géothermiques exploitent la chaleur du sol à l'aide de collecteurs horizontaux ou de forages verticaux. La température du sol restant stable tout au long de l'année, ces systèmes offrent un rendement très élevé, même pendant les journées les plus froides de l'hiver.
- Pompes à chaleur eau/eau.En savoir plus
Les pompes à chaleur eau/eau extraient la chaleur des eaux souterraines ou de sources d'eau situées à proximité. Elles comptent parmi les pompes à chaleur les plus efficaces, mais nécessitent un accès à une source d'eau appropriée ainsi que les autorisations requises.
Les pompes à chaleur par temps froid
Comment fonctionnent les pompes à chaleur en hiver ?
Une question particulièrement importante pour les pompes à chaleur air/eau. Les modèles modernes sont conçus pour fonctionner efficacement même par temps froid. Bien que leur rendement diminue quelque peu lorsque les températures extérieures baissent, les systèmes actuels conservent une capacité de chauffage efficace jusqu'à des températures de -20 °C.
En savoir plus sur les pompes à chaleur en hiver
En cas de grand froid, les systèmes à pompe à chaleur sont généralement complétés par un chauffage d'appoint électrique qui ne s'active qu'en cas de besoin. Les systèmes hybrides combinent quant à eux une pompe à chaleur avec un autre système de chauffage, comme une chaudière au gaz, afin d'optimiser l'efficacité dans toutes les conditions météorologiques.
Inversez le fonctionnement de votre pompe à chaleur
Comment une pompe à chaleur peut rafraîchir votre maison en été.
Les pompes à chaleur peuvent faire plus que simplement chauffer votre maison : elles peuvent également la rafraîchir en été. Le fonctionnement de votre pompe à chaleur est alors inversé : la pompe à chaleur extrait la chaleur des pièces et la transfère vers la source d'énergie (l'air extérieur, le sol ou l'eau). Les pompes à chaleur ne peuvent assurer le refroidissement qu'en combinaison avec un chauffage au sol ou des ventilo-convecteurs. Selon la source d'énergie choisie, votre pompe à chaleur peut assurer un refroidissement actif ou passif. Sur la plupart des pompes à chaleur air/eau de Vaillant, la fonction de refroidissement est en option.
En savoir plus sur le refroidissement via les pompes à chaleur
Avantage en termes d'efficacité
L'efficacité d'une pompe à chaleur.
Les pompes à chaleur sont remarquablement efficaces, car elles ne génèrent pas de chaleur : elles la transfèrent simplement d'un endroit à un autre. Cette différence fondamentale leur permet de produire 3 à 5 unités d'énergie thermique pour chaque unité d'électricité qu'elles consomment, ce qui les rend particulièrement efficaces.
Il existe différents paramètres d'efficacité, qui sont mesurés de différentes manières. Le coefficient de performance (COP) est le plus connu et est mesuré dans des conditions de laboratoire. Cependant, le coefficient de performance saisonnier (SCOP) tient compte des variations des conditions météorologiques et des températures au fil des saisons.
