Fonctionnement d'une pompe a chaleur

Principes de base

Une pompe à chaleur capte les calories présentes naturellement dans l'environnement et grâce, à un compresseur, les porte à une température plus élevée qu'elle diffuse ensuite dans la maison.

Cette opération s'effectue grâce à un fluide dit « frigorigène » qui a la particularité de changer d'état en fonction de sa pression.

• Il tend à bouillir, donc à devenir gazeux, quand sa pression baisse, et à se condenser, donc à devenir liquide, quand elle monte.
• En bouillant, le fluide aspire des calories (de l'air extérieur par exemple), et en se condensant, il en libère.

Explications

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1. Au sein de l'évaporateur
   • La chaleur prélevée du milieu naturel, contenue dans la source froide, est transmise au fluide frigorigène alors à l'état liquide
   • La température du fluide augmente et il finit par se transformer en vapeur (comme de l'eau bout lorsqu'elle est portée à température élevée)
2. Au sein du compresseur
   • Le gaz est aspiré par le compresseur puis comprimé sous haute pression
   • Cette opération a pour effet d'échauffer le gaz qui atteint alors une température de 90°C
3. Au sein du condenseur
   • Le gaz à 90°C entre en contact avec la source chaude qui est à 25°C
   • Le gaz baisse en température et cède une partie de sa chaleur à la source chaude : tous deux sont à environ 45°C
   • Le gaz se condense (redevient liquide)
4. Au sein du détendeur
   • Le détendeur crée un environnement sous basse pression
   • Cette chute de pression provoque une baisse de température du liquide ( - 20°C )
5. Retour à la case départ/ au sein de l'évaporateur
   • Le liquide sous basse température entre en contact avec la source froide, qui est froide certes mais toujours plus chaude que le liquide.
   • Le liquide chauffe alors jusqu'à ébullition
   • Il est ensuite ré-aspiré par le compresseur

Et ainsi de suite...

Les températures annoncées le sont à titre d'exemples. Elles varient en fait en fonction du fluide utilisé. La logique reste toutefois identique en tous points.

Il y a compresseur et compresseur...

Tous les compresseurs ne se valent pas. Evitez les PAC à compresseur à piston, préférez-leur un compresseur Scroll, au rendement supérieur, tout en engendrant moins de vibration et de bruit.

Encore mieux : le compresseur rotatif à un ou deux étages, qui permettent de délivrer une puissance constante quelle que soit la température de la source froide (air, eau, sol), ce qui évite tout surdimensionnement.

Qu'ils soient Scroll ou rotatifs, les compresseurs doivent aussi disposer d'un système d'alimentation variable nommé « Inverter ». Il permet un démarrage progressif  et évite les arrêts et redémarrages fréquents des modèles traditionnels qui usent prématurément les compresseurs. 

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