Une pompe à chaleur fonctionne de la même manière qu’un réfrigérateur, mais en sens inverse.
Dans un réfrigérateur, la chaleur est extraite de l’intérieur et expulsée vers l’extérieur.
Une pompe à chaleur, utilisant le même principe, fait exactement le contraire : elle extrait la chaleur d’une source naturelle (air, eau ou sol) et la transporte à l’intérieur du bâtiment à la température appropriée, selon le type de système de chauffage.
Comment cela fonctionne-t-il ?
Le principe de fonctionnement de la pompe à chaleur est basé sur la dilatation Joule-Thomson d’un fluide.
Ce fluide, dans le cas des pompes à chaleur, est un liquide réfrigérant très froid au début du processus et qui, en effectuant un cycle de compression et d’expansion, permet à la pompe à chaleur de transférer la chaleur produite à l’eau sanitaire.
Le cycle de la pompe à chaleur
Comment fonctionnent les systèmes géothermiques
Le cycle de la pompe à chaleur se compose de trois phases
Dans la première phase, la pompe à chaleur puise la chaleur dans l’environnement.
- Dans un deuxième temps, il augmente la température du gaz technique
- Dans la troisième étape, il transfère la chaleur à la maison et, en particulier, à l’eau domestique.
Première étape
L’air est introduit dans un échangeur dans lequel circule un liquide « réfrigérant » résistant au gel.
Ce liquide est toujours plus froid que l’environnement et peut donc tirer la chaleur de l’air. Il est si froid qu’il permet à la pompe à chaleur de fonctionner à des températures bien inférieures au point de congélation.
La différence de température est cruciale pour le fonctionnement : lorsque l’air entre en contact avec le liquide très froid, il transfère de la chaleur au liquide et augmente sa température.
La chaleur de l’énergie propre de l’air est alors transférée au deuxième étage.
Deuxième étape
La chaleur prélevée dans l’air est essentielle car elle permet au liquide de se vaporiser. Ce processus de vaporisation peut avoir lieu parce que le réfrigérant se vaporise à basse température.
De cette façon, le réfrigérant absorbe la chaleur et, lorsqu’il atteint le point d’ébullition, s’évapore.
À ce stade, le compresseur de la pompe à chaleur peut comprimer la vapeur, ce qui augmente sa température.
La température de la vapeur est maintenant très élevée : la vapeur a tellement augmenté que cette chaleur accumulée peut être transférée au circuit de chauffage.
(Pour comprendre pourquoi la vapeur est devenue si chaude, essayez de boucher le trou d’une pompe à vélo avec votre pouce, puis de pomper de l’air : votre pouce deviendra rapidement très chaud en raison de l’augmentation de la température de l’air causée par l’augmentation de la pression de compression).
Troisième étape
La vapeur très chaude transfère cette chaleur accumulée au circuit de chauffage.
C’est cette chaleur qui permet à l’eau du robinet de se réchauffer et vous permet de prendre une bonne douche chaude.
Plus la vapeur transfère de chaleur à l’eau, plus sa température diminue, passant ainsi du statut de gaz à celui de liquide.
Une fois qu’il a transféré autant de chaleur que possible, il retourne complètement à l’état liquide.
Cependant, le liquide se trouve maintenant dans une situation particulière : il ne peut plus chauffer l’eau car sa température a baissé, mais il ne peut pas non plus tirer de la chaleur de l’air environnant (voir la première étape) car il a toujours une pression élevée et est encore trop chaud et, pour continuer le cycle, il doit d’abord se refroidir davantage.
Le liquide passe donc par le détendeur : de cette façon, la pression diminue et par conséquent la température baisse rapidement.
(Pour comprendre la diminution de la température causée par la diminution de la pression, vous pouvez faire cette expérience simple : prenez une boîte d’aérosol, tenez-la pendant un long moment et vous sentirez que la boîte devient très froide).
Le liquide est à présent capable d’absorber à nouveau la chaleur de l’air et le cycle peut recommencer à partir de la première étape.
Ce processus développe plus de 4 KW d’énergie thermique pour seulement 1 KW d’électricité et cela couplé à un comparateur énergie pour trouver son électricité moins cher, permet de créer de réelles économies.
La pompe à chaleur vous permet de réaliser jusqu’à 75 % d’économies par rapport aux chauffe-eau électriques ou à gaz !
