Une pompe à chaleur se compose d’un « compresseur », d’un « condenseur », d’un « détendeur », d’un « évaporateur » et des tuyaux qui les relient. Dans l’évaporateur, le réfrigérant absorbe la chaleur d’une source de chaleur telle que l’air, s’évapore et est aspiré dans le compresseur, où il est comprimé en un gaz chaud à haute pression et envoyé dans le condenseur. Le réfrigérant y libère sa chaleur et devient un liquide, dont la pression est encore réduite par un détendeur et qui est renvoyé dans l’évaporateur. L’électricité utilisée dans ce processus n’est pas utilisée comme énergie thermique, mais seulement comme source d’énergie, ce qui signifie que la chaleur peut être transférée environ trois à six fois plus que l’électricité consommée, ce qui est le facteur le plus important pour réduire les coûts de fonctionnement.
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Les composants d’une pompe à chaleur
Contrairement à un poêle à bois, une pompe à chaleur est constituée de nombreux composants utiles à son fonctionnement. On a :
Le système réfrigérant
Il agit comme un transporteur de chaleur, changeant d’état en liquide ou en gaz selon la pression et la température, et transférant ainsi la chaleur.
La soupape d’expansion
C’est la valve qui dilate rapidement le réfrigérant pour créer une basse température et une basse pression.
Le compresseur
Il comprime le réfrigérant à une température et une pression élevées et l’expulse.
L’évaporateur
C’est un échangeur de chaleur qui absorbe la chaleur de l’extérieur et évapore le réfrigérant.
Le condenseur
C’est un échangeur de chaleur qui liquéfie le gaz réfrigérant et libère la chaleur vers l’extérieur.
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La vanne à quatre voies
En inversant le sens du flux du réfrigérant, il permet de sélectionner les fonctions de refroidissement et de chauffage.
Remarque : grâce à tous ces éléments, une seule pompe à chaleur peut assurer les trois fonctions de chauffage, de refroidissement et de déshumidification. Le tout selon une méthode bien précise.
Méthodes d’action des composants d’une pompe à chaleur
Pour assurer le chauffage et la climatisation, la pompe à chaleur agit comme suit :
Technique de chauffage de la pompe à chaleur
Le réfrigérant provenant du compresseur est condensé dans le condenseur, passant du gaz au liquide. Pendant ce processus de condensation, le réfrigérant libère de la chaleur, ce qui le réchauffe. Cette chaleur est la somme de la chaleur utilisée pour l’alimentation et de la chaleur absorbée par l’évaporateur.
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Technique de refroidissement
Après avoir quitté le détendeur, le réfrigérant s’évapore dans l’évaporateur, passant du liquide au gaz. Au cours de cette évaporation, le réfrigérant absorbe la chaleur et agit comme un réfrigérant. La chaleur absorbée ici est également libérée vers l’extérieur dans le condenseur.
Technique d’évaporation
Pendant le processus de refroidissement dans l’évaporateur, la vapeur d’eau contenue dans l’air se condense sur l’évaporateur. Ces gouttelettes d’eau sont collectées et évacuées à l’extérieur, déshumidifiant ainsi l’air. L’air refroidi et déshumidifié est ensuite réchauffé dans le condenseur en utilisant la chaleur de condensation du réfrigérant, permettant ainsi une déshumidification et un séchage à basse température.
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La norme sur les fluides réfrigérants
Les CFC (chlorofluorocarbones) et les HCFC (hydrochlorofluorocarbones) sont utilisés comme fluides frigorigènes dans les équipements de réfrigération et de climatisation depuis de nombreuses années en raison de leur grande capacité frigorifique et de leur sécurité, puisqu’ils sont ininflammables et inoffensifs pour l’homme.
Cependant, le protocole de Montréal de 1987 a réglementé l’utilisation des CFC, qui appauvrissent fortement la couche d’ozone, et ils ont été progressivement éliminés en 1996. Les HCFC sont également éliminés depuis 1996 en raison de leur potentiel d’appauvrissement de la couche d’ozone (PACO) faible mais non nul et seront éliminés d’ici à 2030.
Conclusion
La pompe à chaleur est constituée de nombreux composants. À eux seuls, ils régulent la température dans une maison. Toutefois, le développement de réfrigérants naturel est également en cours. La solution la plus écologique de chauffage à ce jour reste le poêle en bois.
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