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Le fonctionnement d'une pompe à chaleur
Par le biais d’un compresseur, la pompe à chaleur élève la température des calories présentes naturellement dans l’environnement pour les diffuser dans la maison. Ces calories peuvent être puisées dans trois sources naturelles
différentes : l’air, l’eau ou encore le sol.
Fonctionnement d’une pompe à chaleur aérothermique
Les pompes à chaleur aérothermiques puisent les calories contenues naturellement dans l’air. Ce sont les modèles les plus répandues, car ce sont les appareils les plus simples à installer mais aussi car les prix des pompes à chaleur aérothermiques sont les moins chers du marché. Deux modèles de PAC rentrent dans la catégorie des appareils aérothermiques : les pompes à chaleur air-air et les pompes à chaleur air-eau.
Fonctionnement d’une pompe à chaleur à hydrothermie
L’eau contenue dans les sous-sols contient des calories qu’il est possible de faire remonter à la surface pour chauffer un logement. C’est exactement le travail d’une pompe à chaleur eau-eau. Parce qu’elle utilise l’eau contenue dans les sous-sols, la PAC eau-eau peut être classée dans la catégorie des pompes à chaleur géothermiques.
Fonctionnement d’une pompe à chaleur géothermique
Utiliser la chaleur du sol pour apporter un chauffage écologique et économique, voilà tout le principe de fonctionnement d’une pompe à chaleur sol. Cet appareil utilise des capteurs enterrés dans le sol pour capter les calories. L’installation d’une pompe à chaleur géothermique nécessite une opération de forage, voilà pourquoi le prix d’une PAC sol est élevé.
La pompe à chaleur récupère les calories
grâce aux capteurs extérieurs
Le principe de la captation de calories par une pompe à chaleur repose sur le phénomène de l’évaporation. Un liquide appelé « frigorigène » traverse le condenseur, récupère la chaleur du sol, de l’air ou encore de l’eau, et la transforme en gaz. Le compresseur se charge par la suite d’élever la température de ce gaz qui servira à alimenter les émetteurs en chaleur.
La chaleur créée permet d’alimenter
les émetteurs dans l’habitat
La pompe à chaleur peut fonctionner avec tout type d’émetteur de chauffage. Le gaz chauffé à l’étape précédente rencontre un fluide qui alimente les émetteurs. Autrement dit, le gaz peut être envoyé vers des radiateurs, un plancher chauffant ou n’importe quel autre émetteur de chauffage. Fonctionnant avec tous les émetteurs, les PAC s’insèrent parfaitement dans des travaux de rénovation.
Exploitation de la chaleur
naturelle par évaporation
La source de chaleur extérieure circule dans l’évaporateur. Selon le procédé utilisé, cette chaleur peut provenir de l’air, du sol ou des nappes phréatiques. Un liquide frigorigène extrêmement froid va traverser l’évaporateur et capter la source de chaleur.
Au contact de la chaleur, le liquide frigorigène entre en ébullition et se transforme en gaz. Il passe de l’état liquide à l’état gazeux, on parle d’évaporation. Le gaz ainsi formé est ensuite aspiré par le compresseur.
Récupération du gaz
par le compresseur
Le gaz précédemment formé présente une température basse, donc insuffisante pour assurer le chauffage d’une habitation, c’est là qu’intervient le compresseur. Cet appareil aspire le gaz à basse pression, le comprime et ainsi permet d’élever sa pression.
Cette opération est importante car elle entraîne un échauffement du gaz qui atteint une température de 90°C. La vapeur haute pression prend alors la direction des émetteurs de chauffage de l’habitat.
Diffusion de la chaleur
au condenseur
Le gaz à 90°C entre en contact avec un fluide à chauffer qui se trouve à l’intérieur du condenseur. C’est ce fluide qui va permettre d’alimenter en chaleur l’eau des radiateurs ou du diffuseur d’air intérieur. Il est initialement à 25°C.
En le rencontrant le gaz lui transmet une partie de sa chaleur. Ce faisant, le gaz frigorigène se condense, c’est-à-dire qu’il va passer de l’état gazeux à l’état liquide. Il est alors à haute pression, et va se diriger vers le détenteur.
La détente et le
renouvellement du cycle
Après son passage dans le condenseur, le liquide frigorigène est à très haute pression et à haute température. Le rôle du détendeur est précisément de faire chuter sa température en abaissant sa pression. Il faut alors fortement refroidir le liquide tout en laissant ce dernier à l’état liquide.
Ainsi, lorsque le liquide est réinjecté dans l’évaporateur, la source naturelle qu’il va rencontrer sera toujours plus chaude que lui. Le cycle peut alors se répéter à l’infini.
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