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aides fiscales et garantie 2 années, délai de livraison: 1 à 6 semaines
Fonctionnement d'une pompe à chaleur |
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 Principes des pompes à chaleur: coefficient de performance pompe a chaleur
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GEOTHERMIQUE ET AEROTHERMIQUE
Chaque jour, notre planète absorbe de l'énergie solaire qu'elle
stocke sous forme de calories dans le sol. Pour peu qu'on sache l'exploiter, cette
réserve de chaleur réapprovisionnée en permanence est inépuisable
et gratuite.
Capter cette énergie thermique, la transformer pour la rendre utilisable,
s'en servir pour chauffer les habitations, c'est possible grâce à
une machine maintenant bien au point
la pompe à chaleur géothermique |
Cet équipement présente des performances très
intéressantes, puisque, pour un kilowattheure d'énergie électrique
consommé, il restitue trois à quatre kilowattheures de chaleur pour
votre logement. Le COP.
Une bonne partie de votre chauffage peut donc être assurée par
une énergie gratuite, renouvelable et non polluante prélevée
dans le sol.
Une pompe à chaleur est un dispositif thermodynamique permettant de
transférer la chaleur du milieu le plus froid (et donc le refroidir encore)
vers le milieu le plus chaud (et donc de le chauffer), alors que spontanément
la chaleur se diffuse du plus chaud vers le plus froid jusqu'à l'égalité
des températures.
Le réfrigérateur est le système de pompe à chaleur
le plus connu. Le climatiseur est un autre système de pompe à chaleur
courant. Les deux servent à produire "du froid" plus que de la
chaleur: la chaleur qu'ils génèrent est perdue.
Mais le terme de « pompe à chaleur » (PAC) s'est surtout
diffusé pour désigner la pompe à chaleur géothermique
ou la pompe à chaleur air-eau, système de chauffage domestique popularisé
en France suite au premier choc pétrolier en 1973. Dans certains pays dont
la France, des incitations fiscales soutiennent la diffusion de certains modèles
de pompe à chaleur air-eau. Ces systèmes regagnent en popularité
depuis l'an 2000, notamment en raison de la construction de nombreuses piscines.
Les différents Systèmes
Certaines « PAC » travaillent sur la chaleur de l'air (air-air ou
air-eau), d'autres avec la chaleur de l'eau (eau-eau, plus rarement eau-air),
ou du sol. Les PAC utilisant la chaleur du sol sont appelées pompe à
chaleur géothermique.
Qu'est-ce que le COP ?
La performance énergétique d'une pompe à chaleur se traduit
par le rapport entre la quantité de chaleur produite par celle-ci et l'énergie
électrique consommée par le compresseur. Ce rapport est le coefficient
de performance (COP) de la pompe à chaleur.
Fonctionnement
de la PAC
La pompe à chaleur géothermique, aussi appelée géothermie
domestique, utilise la chaleur contenue dans le sol pour alimenter un plancher
chauffant.
Ce principe connu depuis une vingtaine d'années, a subi de notables
évolutions techniques qui lui permet de rivaliser avec les moyens de chauffage
"traditionnels". Une PAC dite réversible permet au plancher de
devenir rafraîchissant en période estivale.
La pompe à chaleur à eau (géothermique) utilise le sol
ou une source d'eau: puits, rivière, lac, ruisseau, eaux souterraines.
La pompe à chaleur à air utilise l'air ambiant, toujours disponible
en abondance et sans problèmes de rejet.
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Pompe
à chaleur Géothermique
Parmi tous les types de pompes à chaleur
existantes, les PAC géothermiques sont les plus performantes. Les procédés
mis en œuvre sont bien au point, robustes et fiables.
Circuit de captage
Pour les habitations individuelles ou les petits immeubles, la plupart des pompes
à chaleur géothermiques captent l'énergie du sol par un circuit
constitué de tuyaux de polyéthylène.
Le circuit de captage de la pompe à chaleur à eau est constitué
d'une pompe de circulation, d'un point de prélèvement avec crépine
et éventuellement des filtres, et d'un rejet.
Il existe deux types de captage:
Capteurs horizontaux
Enterré à environ 1 mètre sous le sol, le circuit est
constitué de boucles (par exemple sous le jardin). Il occupe environ deux
fois la surface à chauffer, soit par exemple 400m² pour une surface
à chauffer de 200m². Cet espace peut être planté de gazon
ou de petits arbustes, mais ne peut accepter d'arbres aux longues racines.
Capteurs verticaux
Le circuit comporte un tuyau formant une seule boucle verticale. Il nécessite
un forage en profondeur (environ 80m). Plus coûteux, il présente
l'avantage d'occuper moins de surface au sol. Les capteurs verticaux sont également
appelés sondes géothermiques.
La chaleur est prélevée dans une nappe phréatique, un lac
ou un cours d'eau.
La pompe à chaleur prélève la chaleur dans l'eau et la
transfère à un niveau de température plus élevé
dans le circuit d'eau chaude de l'installation du chauffage.
L'appareil de la PAC
L'appareil qui prélève de la chaleur à la source froide grâce
au circuit de captage, dispose de 4 organes principaux:
1) le condenseur: le fluide frigorigène libère sa chaleur
dans l'habitation en passant de l'état gazeux à l'état liquide,.
2) le détendeur: il prépare la réaction de vaporisation
en abaissant la pression du liquide.
3) l'évaporateur: la chaleur prélevée à
la source froide vaporise le fluide frigorigène.
4) le compresseur: actionné par un moteur électrique,
il élève la température du fluide frigorigène en le
comprimant.
Il existe deux technologies différentes:
La détente directe: elle se compose d'un seul circuit. Le fluide frigorigène
passe directement dans le sol chauffant ou les convecteurs. Le circuit de captage
joue le rôle d'évaporateur et celui de chauffage assure la condensation.
les fluides intermédiaires: elle possède un circuit séparé
pour le captage, la pompe à chaleur et le chauffage. Ce système
est un peu plus coûteux, mais plus performant, notamment pour le rafraîchissement,
et il utilise moins de fluide frigorigène. Le fluide circulant dans une
pompe à chaleur subit un cycle de transformation composé de 4 étapes
À la sortie du compresseur, le fluide est sous forme de vapeur à
haute pression et sa température est élevée. Dans le condenseur,
le fluide cède de l'énergie qui est transférée vers
l'extérieur (circuit de chauffage) sous forme de chaleur.
À la sortie du condenseur, le fluide reste sous forme gazeuse mais sa température
a diminué. Dans le détendeur, l'énergie du fluide (son enthalpie)
reste constante.
À la sortie du détendeur, le fluide est un mélange liquide-gaz
à basse pression et basse température. Dans l'évaporateur,
le fluide récupère de l'énergie sous forme de chaleur (circuit
de captage). La pression reste constante et le fluide devient totalement gazeux
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À la sortie de l'évaporateur, le fluide est chaud et à faible
pression. Dans le compresseur, le gaz est compressé et passe donc d'une
basse pression à une pression plus élevée grâce à
l'énergie mécanique fournie par le compresseur. Cette transformation
peut se faire à température constante.
Au refoulement (ou sortie) du compresseur le fluide frigorifique est a l’état
gazeux, à température élevée et a haute pression.
Dans le condenseur le fluide se condense, il passe de l’état gazeux
a l’état liquide (à pression constante) en cédant des
calories (de l'énergie) au milieu avec lequel il échange de la chaleur
(maison en hiver, l’extérieur en été).
A l’entrée du détendeur (ou à la sortie du condenseur)
le fluide est a l’état liquide, on dit que le fluide est sous-refroidi
(le fluide est toujours en haute pression mais à une température
plus faible, de l’ordre de 4 a 7 °C de moins). Dans le détendeur
le fluide est détendu, il passe d'une haute pression à une pression
basse et de l’état liquide à l’état liquide et
gazeux (à enthalpie (énergie) constante s'il n'y a pas d'échange
de chaleur avec le milieu extérieur). La température passe d’une
température élevée à une température basse.
A l’entrée de l’évaporateur le fluide est à la
fois à l’état liquide et gazeux et à basse pression.
Dans l’évaporateur le fluide s’évapore et passe de l’état
liquide et gazeux à l’état de vapeur (à pression constante)
en prenant des calories (énergie) au milieu avec lequel il échange
de la chaleur (maison en été, l’extérieur en hiver).
À la sortie de l’évaporateur et à l’entrée
du compresseur le fluide frigorifique est dit surchauffé (il est la même
pression que dans l’évaporateur mais a une température plus
importante, de l’ordre de 4 a 7 °C de plus).
Le fluide est aspiré par le compresseur où il est comprimé
d'une pression basse vers une pression élevée.
Le fluide frigorigène
Le fonctionnement des machines thermodynamiques (réfrigérateur,
pompe à chaleur) est fondé sur la capacité des fluides frigorigènes
à se vaporiser et se condenser à température ambiante.
Jusqu'à ces dernières années, le fluide frigorigène
le plus employé était le R22 dont l'emploi est de plus en plus proscrit.
Il contient en effet du chlore dont les effets destructeurs sur la couche d'ozone
sont aujourd'hui bien connus. C'est de plus un gaz à effet de serre puissant.
Le R22 sera progressivement remplacé par des fluides de substitution, tels
les HFC (R407C, R410A et R417A), inoffensifs vis à vis de la couche d'ozone
et, pour certains, présentant un effet de serre plus faible.
Le circuit de chauffage
On utilise principalement deux types de système de chauffage:
Le plancher chauffant et Les ventilo-convecteurs
Les radiateurs peuvent parfois être utilisés s'ils sont adaptés
au chauffage à basse température; ce peut être le cas pour
des installations anciennes dimensionnées pour un fonctionnement en thermosiphon:
les dimensions de canalisations et de radiateurs peuvent permettre de chauffer
à basse température avec un débit très supérieur
à celui du thermosiphon grâce aux accélérateurs modernes.
La production d'eau chaude sanitaire
Les pompes à chaleur géothermiques sont avant tout des systèmes
de chauffage. Elles peuvent également remplir d'autres fonctions. Certains
modèles permettent de chauffer l'eau d'un ballon en récupérant
une partie de la chaleur du fluide frigorigène à l'aide d'un échangeur
de chaleur. Cette fonction n'est assurée que pendant la période
de chauffage de l'habitation. En dehors de cette période, une résistance
électrique placée dans le ballon prend le relais.
Le rafraîchissement d'un bâtiment en été
Si une pompe à chaleur est un réfrigérateur à l'envers,
une pompe à chaleur à l'envers… est un réfrigérateur.
Elle peut donc assurer non seulement la production de chaleur en hiver, mais aussi
la production de froid en été. On parle alors de pompe à
chaleur réversible. Elle est dans ce cas équipée d'un dispositif
permettant d'inverser le cycle du fluide frigorigène. Le condenseur devient
l'évaporateur de la pompe, l'évaporateur devient condenseur: la
PAC puise alors des calories dans le logement pour les rejeter à l'extérieur
(dans les capteurs enterrés).
POMPE A CHALEUR AIR
Les calories nécessaires au chauffage de la maison sont puisées
dans l'air extérieur. Cette source de chaleur est facilement exploitable,
sans capteur important ou coûteux à installer et sans autorisation
spéciale.
Le chauffage est assuré soit par de l'air chaud pulsé (pompe à
chaleur air/air), soit par le biais d'un circuit hydraulique alimentant un plancher
chauffant, des radiateurs ou des ventilo-convecteurs (pompe à chaleur air/eau).
Ces pompes à chaleur sont réversibles et peuvent rafraîchir
la maison en été.
Contrairement à la température du sol qui reste stable tout au long
de l'année entre 10 et 15 °C, celle de l'air extérieur fluctue
et peut devenir très basse.
Or la performance d'une PAC est directement proportionnelle à la différence
entre la température du milieu où l'on prélève la
chaleur et la température de consigne du chauffage. Plus cet écart
est important, moins bonne est la performance C'est pourquoi les PAC sur air sont
moins performantes que les PAC géothermiques. Il est plutôt conseillé
de les installer dans des zones à climat doux, comme les zones côtières
par exemple.
Dans les régions à climat rigoureux, il est nécessaire de
prévoir un chauffage d'appoint qui prenne le relais de la PAC lorsque la
température extérieure devient trop basse.
Le ventilo-convecteur
Vous recherchez un système centralisé assurant la climatisation
et le chauffage de votre logement ? Pratique a installer, choisissez le ventilo-convecteur
Comment ça marche ?
La pompe à chaleur alimente, selon la saison, en eau chaude ou rafraîchie
un réseau d'eau auquel les ventilo-convecteurs sont raccordés. L'air
de la pièce est filtré par le ventilo-convecteur, puis chauffé
ou rafraîchi avant d'être diffusé.
Un thermostat d'ambiance vous permet de contrôle et d'ajuster comme vous
le souhaitez, la température de chaque pièce. Le passage de la fonction
" climatisation " à la fonction " chauffage " s'actionne
avec un simple bouton inverseur.
Avantages
Double fonction: permet de chauffer et de climatiser, Facture de chauffage réduite
grâce à la pompe à chaleur,
Existe dans de nombreux modèles pour s'intégrer à votre décoration.
La consommation de votre système à ventilo convecteurs dépend
de la pompe à chaleur installée, des caractéristiques techniques
de votre logement (zone géographique, isolation ...) et du confort souhaité
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EDF:
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- WIKIPEDIA: www.wikipedia.org
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| Techniques: pac pompe a chaleur
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