Pompe à chaleur en Occitanie

Une pompe à chaleur est une unité extérieure qui fait partie d’un système de chauffage et de refroidissement domestique. Elle peut refroidir votre maison, tout comme un climatiseur central, mais elle peut aussi fournir de la chaleur. 

Pendant les mois les plus frais, une pompe à chaleur extrait la chaleur de l’air froid extérieur et la transfère à l’intérieur ; pendant les mois les plus chauds, elle extrait la chaleur de l’air intérieur et la transfère à l’extérieur. Elles sont alimentées par l’électricité et utilisent un fluide frigorigène pour transférer la chaleur et assurer le confort toute l’année. Comme ils peuvent gérer à la fois le refroidissement et le chauffage, les propriétaires peuvent ne pas avoir besoin d’installer des systèmes de chauffage séparés. 

Pour des capacités supplémentaires dans les climats plus froids, une bande chauffante électrique peut être ajoutée au ventilo-convecteur intérieur. Contrairement aux appareils de chauffage, les pompes à chaleur n’utilisent pas de combustibles fossiles, ce qui les rend plus respectueuses de l’environnement.

Quels sont les différents types de pompes à chaleur ?

Les pompes à chaleur à air et les pompes à chaleur géothermiques sont les deux types de pompes à chaleur les plus courants. 

Les pompes à chaleur à air, qui transfèrent la chaleur entre l’air intérieur et extérieur, sont plus couramment utilisées pour le chauffage et la climatisation des habitations.

Les pompes à chaleur géothermiques transfèrent la chaleur de l’air de votre maison au sol extérieur. Elles sont plus coûteuses à installer, mais comme la température du sol reste constante tout au long de l’année, elles sont généralement plus efficaces et ont un coût de fonctionnement plus faible.

Quel est le fonctionnement d’une pompe à chaleur ?

Les pompes à chaleur utilisent diverses sources d’air ou de chaleur pour transférer la chaleur d’un endroit à un autre. Les pompes à chaleur géothermiques (également connues sous le nom de pompes à chaleur géothermiques) transfèrent la chaleur entre l’air à l’intérieur d’une maison et le sol à l’extérieur d’une maison, tandis que les pompes à chaleur à air déplacent la chaleur entre l’air à l’intérieur d’une maison et l’air à l’extérieur d’une maison. Nous allons nous concentrer sur les pompes à chaleur à air, mais le fonctionnement de base des deux est le même.

Principes de base des pompes à chaleur

Les pompes à chaleur, malgré leur nom, ne produisent pas de chaleur ; elles déplacent plutôt la chaleur d’un endroit à un autre. Une chaudière distribue la chaleur dans toute la maison, tandis qu’une pompe à chaleur absorbe l’énergie thermique de l’air extérieur (même par temps froid) et la transfère à l’air intérieur. Une pompe à chaleur et un climatiseur fonctionnent de la même manière lorsqu’ils refroidissent, absorbant la chaleur de l’air intérieur et la restituant par l’intermédiaire de l’unité extérieure. Vous trouverez plus d’informations sur les pompes à chaleur et les climatiseurs ici.

Plusieurs facteurs importants doivent être pris en compte pour décider quel type de système convient le mieux à votre maison, notamment la taille de la maison et le climat local. Un concessionnaire Carrier local peut évaluer correctement vos besoins particuliers et vous aider à prendre la meilleure décision.

Où les pompes à chaleur sont-elles le plus efficaces ?

Avant d’acheter un système de pompe à chaleur, les propriétaires qui ont besoin d’un nouveau système de chauffage ou de refroidissement doivent tenir compte du type de climat dans lequel ils vivent. Les pompes à chaleur sont plus courantes dans les climats plus doux où les températures descendent rarement en dessous de zéro. Elles peuvent également être combinées à des appareils de chauffage dans les régions plus froides pour un chauffage économe en énergie, sauf pendant les jours les plus froids. Lorsque la température extérieure est trop basse pour que la thermopompe fonctionne correctement, le système utilise la chaudière pour produire de la chaleur. Ce type de système est communément appelé système bicarburant parce qu’il est à la fois économe en énergie et rentable.

Principaux composants d’un système de pompe à chaleur

Un système de pompe à chaleur à air se compose généralement de deux éléments principaux : une unité extérieure (qui ressemble à l’unité extérieure d’un système de climatisation split) et une unité de traitement de l’air intérieure. Les unités intérieure et extérieure contiennent toutes deux un certain nombre de sous-composants essentiels.

Unité extérieure

Un serpentin et un ventilateur sont logés dans l’unité extérieure. Le serpentin peut fonctionner comme un condenseur (en mode refroidissement) ou un évaporateur (en mode chauffage). Pour faciliter l’échange de chaleur, le ventilateur souffle de l’air extérieur sur le serpentin.

Unité intérieure

L’unité intérieure, également appelée unité de traitement de l’air, contient un serpentin et un ventilateur, tout comme l’unité extérieure. En mode refroidissement, le serpentin fonctionne comme un évaporateur ou un condenseur (en mode chauffage). Le ventilateur est chargé de déplacer l’air à travers le serpentin et dans les conduits de la maison.

Réfrigérant

En circulant dans le système de pompe à chaleur, le réfrigérant absorbe et rejette de la chaleur.

Compresseur

Le compresseur pressurise et fait circuler le réfrigérant dans tout le système.

Vanne d’inversion

Composant d’un système de pompe à chaleur qui inverse le flux de réfrigérant, permettant au système de fonctionner dans le sens inverse et de passer du chauffage au refroidissement.

Soupape d’expansion

Le détendeur fonctionne comme un dispositif de dosage, régulant le débit du réfrigérant lorsqu’il passe dans le système et permettant de réduire la pression et la température du réfrigérant.

Que fait une pompe à chaleur pour refroidir et chauffer ?

Les pompes à chaleur ne produisent pas de chaleur. Elles transfèrent la chaleur de l’air ou du sol en utilisant un fluide frigorigène qui circule entre le ventilo-convecteur intérieur (unité de traitement de l’air) et le compresseur extérieur.

En mode refroidissement, une pompe à chaleur absorbe la chaleur de votre maison et l’expulse à l’extérieur. En mode chauffage, la pompe à chaleur absorbe la chaleur du sol ou de l’air extérieur (même froid) et la transfère à l’intérieur.

L’un des aspects les plus importants du fonctionnement des pompes à chaleur et du transfert de chaleur est que l’énergie thermique préfère naturellement se déplacer vers des zones où la température et la pression sont plus basses. Les pompes à chaleur s’appuient sur cette propriété physique en exposant la chaleur à des environnements plus frais et à une pression plus faible, ce qui permet à la chaleur de se transférer naturellement. C’est ainsi que fonctionne une pompe à chaleur.

Etapes de  fonctionnement d’une pompe à chaleur

Etape 1

Au niveau du serpentin intérieur, qui sert d’évaporateur, le réfrigérant liquide est pompé à travers un dispositif d’expansion. L’air de la maison est soufflé sur les serpentins, où le réfrigérant absorbe l’énergie thermique. L’air frais qui en résulte est soufflé dans les conduits de la maison. Le processus d’absorption de l’énergie thermique a fait chauffer le réfrigérant liquide qui s’est évaporé sous forme de gaz.

Etape 2

Le réfrigérant gazeux est maintenant comprimé et pressurisé par un compresseur. La pressurisation du gaz entraîne son réchauffement (une propriété physique des gaz comprimés). Le réfrigérant chaud et pressurisé circule dans le système jusqu’au serpentin de l’unité extérieure.

Etape 3

En mode refroidissement, un ventilateur de l’unité extérieure déplace l’air extérieur sur les serpentins, qui agissent comme des serpentins de condensation. La chaleur est transférée du réfrigérant à l’air extérieur car l’air extérieur de la maison est plus froid que le gaz réfrigérant chaud et comprimé dans le serpentin. Le réfrigérant se condense pour revenir à l’état liquide lorsqu’il se refroidit au cours de ce processus. Le réfrigérant liquide chaud est pompé à travers le système vers les vannes d’expansion des unités intérieures.

Etape 4

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

En mode chauffage – Fonctionnement

En mode chauffage, une pompe à chaleur fonctionne de la même manière qu’une unité de refroidissement, sauf que le flux de réfrigérant est inversé par la bien nommée vanne d’inversion. En raison de l’inversion du flux, la source de chauffage devient l’air extérieur (même lorsque la température extérieure est basse), et l’énergie thermique est libérée à l’intérieur de la maison. Le serpentin extérieur sert maintenant d’évaporateur, tandis que le serpentin intérieur sert de condenseur.

Les principes physiques du processus sont les mêmes. Le réfrigérant liquide froid absorbe l’énergie thermique dans l’unité extérieure, la convertissant en gaz froid. Le gaz froid est ensuite chauffé en lui appliquant une pression. Le gaz chaud est refroidi dans l’unité intérieure en y faisant passer de l’air, en le chauffant et en le condensant en liquide chaud. Lorsqu’il entre dans l’unité extérieure, le liquide chaud est libéré de la pression, ce qui le transforme en liquide froid et relance le cycle.

Examen du fonctionnement d’une pompe à chaleur

Les pompes à chaleur sont des systèmes de refroidissement et de chauffage adaptables et efficaces sur le plan énergétique. Une pompe à chaleur peut modifier le flux du réfrigérant et chauffer ou refroidir une maison à l’aide d’une vanne d’inversion. L’énergie thermique est transférée de l’air au réfrigérant en soufflant de l’air sur un serpentin évaporateur. Cette énergie thermique est transportée par le réfrigérant vers un serpentin de condensation et libérée lorsqu’un ventilateur souffle de l’air sur le serpentin. Cette méthode permet de transférer la chaleur d’un endroit à un autre.