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Le fonctionnement d'une
pompe à chaleur
a) Principe de base :
La première chose à
savoir à propos du fonctionnement d'une pompe à chaleur, c'est qu'elle
prend les calories (la chaleur) à l'extérieur du bâtiment, et les transmet à
l'intérieur. Par exemple, elle peut utiliser la chaleur de l'air
extérieur pour chauffer l'eau de chauffage du local. A priori, cela peut
paraître impossible ; comment peut ont chauffer de l'eau à 60°C avec de
l'air à 0°C ? Et bien en utilisant un fluide frigorigène.
En contact avec l'air
extérieur (via un échangeur), ce fluide s'évapore, et se réchauffe. Il
est ensuite compressé, ce qui a pour effet d'en augmenter la pression, et
donc la température.
Ce fluide est ensuite
mis en contact avec un second échangeur, qui permet de céder (en se
condensant) la chaleur du fluide à de l'eau de chauffage (ou
à de l'air, voir les différents types de pompe). Le fluide
alors est détendu, et recommence un nouveau cycle.
b) Constitution d'une pompe à chaleur
Une pompe à chaleur
est (grossièrement) constituée de 4 principaux éléments ; il s'agit de
l'évaporateur, du compresseur, du condenseur, et du détendeur.
A->B : le fluide
(liquide, basse pression), traverse un échangeur (l'évaporateur), qui
lui permet de prendre de la chaleur à l'air extérieur ; il s'évapore
pour devenir gazeux.
B->C : le fluide
(gazeux, basse pression) est compressé ; cela permet d'augmenter
considérablement sa température. C'est lors de cette étape que de
l'électricité est consommée, afin de mettre en mouvement le compresseur.
C->D : le fluide
(gazeux, haute pression) transmet sa chaleur à de l'eau de chauffage,
via un second échangeur (le condenseur). Lors de cette étape, il
condense et redevient liquide.
D->A : le fluide
(liquide, haute pression) est détendu (sa pression baisse) par le
détendeur. Il est alors prêt à commencer un nouveau cycle.
c) Installation dans
une maison
Les différents
éléments d'une pompe à chaleur peuvent être disposés de différentes
manières au sein d'une habitation. Il existe deux possibilités,
"classique", et monobloc.
Avec une disposition
dite "classique", c'est le fluide frigorigène qui voyage dans le réseau.
L'évaporateur est situé hors du bâtiment (dans l'unité extérieure). En
revanche, le condenseur se situe dans l'habitation. Ce condenseur peut
être en contact avec de l'eau (cas d'un ballon d'eau chaude), ou
directement avec de l'air (cas d'un radiateur/convecteur, qui chauffe
l'air).
Sur une disposition
monobloc, évaporateur et condenseur sont situés dans la carrosserie de
la machine, hors du logement. Dans ce cas là, c'est l'eau qui circule
dans le réseau, et qui vient ensuite alimenter les différents éléments
du système de chauffage.
A gauche, une unité
extérieure ; à droite, une pompe à chaleur monobloc.
d) Appoint
En association avec
une pompe à chaleur, il est judicieux de prévoir un chauffage d'appoint.
Il peut être de nature électrique (radiateur dans la maison, résistances
électriques dans le circuit d'eau), ou thermique (chaudière déjà
existante lors de l'installation de la PAC). Si la pompe est de qualité
et bien dimensionnée, il ne devrait s'enclencher que très rarement, même
dans le cas de zones froides. Il est destiné à suppléer la pompe à
chaleur lors des grands froids, ou des très fortes demandes de chauffage.
N'hésitez pas à
consulter la page "exemples
et photos".
e) Ballon tampon
Sur beaucoup
d'installations, un ballon tampon est mis en place. Il est placé entre
la production d'eau chaude, et son stockage ou sa distribution. Son
principal rôle est de "stabiliser" le système. Il permet d'éviter les
"court cycles". C'est à dire qu'il évite à la pompe à chaleur de
démarrer et de s'arrêter quelques minutes plus tard. Un grand volume
d'eau est chauffé à chaque démarrage de la pompe. Les court cycles sont
mauvais pour les compresseurs, et plus généralement pour tous les
systèmes de chauffage.
N'hésitez pas à
consulter la page "exemples
et photos".
f) Mono ou triphasée ?
Il existe deux types
d'alimentation de pompes à chaleur ; le monophasé (230v) et le triphasé
(380v). Le dernier offre des performances très légèrement supérieures
que le monophasé avec les "petites" pompes (jusqu'à 15-20kW selon les
modèles). Il devient en revanche indispensable pour les plus gros
modèles. Il faut savoir que pour utiliser du courant triphasé, vous
devez être équipé d'un compteur EDF adapté. L'abonnement n'est pas plus
cher.
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