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Comment fonctionne une pompe à chaleur?

Une pompe à chaleur est un système extrêmement performant, et surtout durable d’un point de vue énergétique, qui puise de l’énergie de l’air extérieur et utilise celle-ci pour chauffer l’air et l’eau. Comment cela fonctionne exactement ?
pompe à chaleur air Samsung

Processus de chauffage
Pour faire simple : pour le chauffage, la pompe à chaleur puise l’énergie calorifique dans l’air extérieur (la source). Cette énergie est accumulée dans l’unité extérieure vers un niveau où elle devient utilisable pour le chauffage. La chaleur est ensuite restituée dans le local (restitution). À la base, ceci implique des processus naturels connus : l’évaporation et la condensation.

Que se passe-t-il dans une pompe à chaleur pendant le processus de chauffe ? Un réfrigérant circule entre la partie source (l’élément extérieur) et la partie restitution (l’élément intérieur) du système de pompe à chaleur. Ce réfrigérant circule en circuit fermé entre l’élément extérieur et l’élément intérieur à l’aide du compresseur. Le principe directeur est que la chaleur est portée d’une faible température vers une température élevée, de sorte que celle-ci puisse servir au chauffage.

fonctionnement pompe à chaleur

La chaleur est extraite de l’air ambiant extérieur à l’aide du réfrigérant. Ce réfrigérant possède la caractéristique particulière qu’il s’évapore déjà à faible température. Grâce à cela, une pompe à chaleur peut extraire de la chaleur utile de l’air extérieur même lorsque les températures sont très basses. Le réfrigérant extrait de la chaleur de la source parce qu’il s’évapore à basse pression et qu’il devient gazeux. Dans un système fermé, le gaz présent est ensuite pompé et la pression est à nouveau augmentée. Le résultat est que le gaz chaud se condense à haute température et lorsque la pression augmente, ce qui libère de la chaleur. Cette chaleur est restituée à l’air ou à un circuit d’eau. Ensuite elle est restituée dans le local. Lorsque ceci a eu lieu, la pression dans le condenseur diminue à nouveau, le réfrigérant est transporté sous forme de liquide vers l’élément extérieur et il est possible d’extraire de la nouvelle énergie de l’air extérieur. Le cycle se répète ainsi.

En bref : l’« obtention » de chaleur à une température très basse et la restitution de cette chaleur à une température plus élevée est rendue possible en :

  • Extrayant de la chaleur (du côté source) : laisser évaporer du réfrigérant à basse température en diminuant la pression. Le liquide devient un gaz.
  • Restituant de la chaleur (du côté de la restitution) : laisser le réfrigérant (sous forme gazeuse) se condenser à haute température en augmentant la pression. Le gaz redevient liquide et de la chaleur qui peut être utilisée pour le chauffage se libère.

Production de chaleur éco-énergétique
La quantité de chaleur produite par le système provient de l’énergie que nous extrayons « gratuitement » de l’air extérieur, et de l’énergie dont nous avons besoin pour le pompage. Nous ne consommons et ne devons payer que la quantité d’énergie nécessaire pour le pompage. Cela correspond au quart de la puissance fournie. Ce procédé efficient de chauffage permet d’obtenir des rendements très élevés, de l’ordre de plus de 400 %. Ce rendement est exprimé en COP (coefficient de performance).