Schéma simple et fonctionnement des pompes à chaleur Améliorez vos connaissances en matière de pompe à chaleur

1. Fonctionnement d'une pompe à chaleur

1.1 Évaporation (évaporateur)

1.2 Compression (compresseur)

1.3 Condensation (condenseur)

1.4 Détendeur (détendeur)

2. Pompes à chaleur aérothermiques

2.1 Schéma d'une pompe à chaleur air-air

2.2 Schéma d'une pompe à chaleur air/eau

2.3 Comment fonctionne une pompe à chaleur air/eau ?

3. Schéma d'une pompe à chaleur géothermique

4. Schéma de la pompe à chaleur eau-eau

5. Comparaison de différentes pompes à chaleur

Les pompes à chaleur sont une solution écologique.Nous pouvons utiliser des pompes à chaleur pour chauffer ou climatiser les maisons de manière efficace et économique.Ils utilisent des sources d’énergie gratuites telles que l’eau, l’air et le sol et consomment une petite quantité d’électricité pour chauffer ou refroidir.Avant de choisir une pompe à chaleur, il peut être nécessaire de comprendre son fonctionnement.On peut le faire en se référant au schéma de la pompe à chaleur et à son cycle thermodynamique.

1. Fonctionnement d'une pompe à chaleur

Le fonctionnement de la pompe à chaleur est basé sur un cycle thermodynamique.Par temps froid, la pompe à chaleur fonctionne en mode chauffage, extrayant la chaleur de l'air, de l'eau ou du sol et passant par l'évaporateur, le compresseur, le condenseur et le détendeur pour fournir du chauffage, de l'eau chaude, du chauffage au sol, etc.

Par temps chaud, la pompe à chaleur est en mode rafraîchissement, fonctionnant en sens inverse.La pompe à chaleur puise l'énergie thermique de l'air intérieur de la maison.Le réfrigérant passe de l'état liquide à l'état gazeux, puis revient à l'état liquide et enfin à l'état gazeux grâce à diverses fonctions de l'évaporateur, du compresseur, du condenseur et du détendeur.Enfin, il transfère la chaleur vers l’air extérieur pour rafraîchir la maison.

Les modes chauffage et refroidissement de la pompe à chaleur sont répétés.

En mode chauffage, toutes les pompes à chaleur passent par les étapes suivantes et réalisent la fonction de chauffage à travers les composants suivants :

1.1 Évaporation (évaporateur)

1.2 Compression (compresseur)

1.3 Condensation (condenseur)

1.4 Détendeur (détendeur)

Vous trouverez ci-dessous un aperçu des principales étapes opérationnelles.

1.1 Évaporation (évaporateur)

Tout d’abord, la phase d’évaporation commence avec le réfrigérant liquide présent dans l’évaporateur qui absorbe la chaleur de l’air ambiant externe.Ensuite, le réfrigérant passe d’un état liquide à un état gazeux à basse température et basse pression.

1.2 Compression (compresseur)

L’étape de compression démarre lorsque le compresseur aspire le réfrigérant gazeux à basse température et basse pression.Le compresseur consomme une petite quantité d'électricité pour effectuer son travail et convertit le gaz basse température et basse pression en un gaz haute température et haute pression.

1.3 Condensation (Condenseur)

Lors de la phase de condensation, le réfrigérant gazeux chauffé à haute température et haute pression traverse le condenseur de la pompe à chaleur et transfère sa chaleur à l'eau du circuit de chauffage.Il redevient alors liquide.

1.4 Détendeur (détendeur)

Pendant la phase de détente, le réfrigérant liquide passe à travers un détendeur de pompe à chaleur pour réduire la pression et la température du réfrigérant jusqu'à ce qu'il s'évapore en une vapeur humide à basse température et basse pression (mélange gaz-liquide), qui est ensuite renvoyée à l'évaporateur. .

Le fluide frigorigène reprend alors son cycle thermodynamique.

Il faut ajouter qu'une pompe à chaleur réversible fonctionne différemment l'été en mode rafraîchissement.Cet équipement absorbe la chaleur à l’intérieur puis l’expulse à l’extérieur pour abaisser la température de la pièce.

Veuillez vous référer au schéma de la pompe à chaleur pour connaître le fonctionnement.

Ce diagramme montre comment une pompe à chaleur fonctionne.

2. Pompe à chaleur à air (ASHP)

Une pompe à chaleur aérothermique (ASHP) Un échangeur de chaleur équipé d'ailettes se trouve à l'extérieur du bâtiment.Le ventilateur force l'air à entrer à travers celui-ci, et l'autre échangeur de chaleur est utilisé pour chauffer l'air à l'intérieur du bâtiment ou chauffer l'eau via des radiateurs ou un chauffage par le sol, libérant ainsi la chaleur dans le bâtiment.

En mode refroidissement, les ASHP extraient la chaleur intérieure via un échangeur de chaleur interne et la rejettent dans l'air ambiant via un échangeur de chaleur externe.

Voici les diagrammes des cycles de chauffage et de refroidissement de l'ASHP détaillant les différents composants et processus du cycle.

2.1 Schéma d'une pompe à chaleur air-air

Les pompes à chaleur air-air chauffent un espace en absorbant la chaleur de l’air extérieur et en la transférant éventuellement dans la pièce via un ventilo-convecteur.À l’inverse, les pompes à chaleur air-air absorbent la chaleur de la pièce et la transfèrent à l’extérieur à des fins de refroidissement.Cependant, les pompes à chaleur air-air ne remplissent pas de fonctions d’eau chaude.Vous devez ajouter une unité d'eau chaude pour compenser.

2.2 Schéma d'un pompe à chaleur air-eau

Comme une pompe à chaleur air-air, une pompe à chaleur air-eau extrait également la chaleur de l’air extérieur.Il transfère ensuite cette chaleur au circuit de chauffage hydraulique de la maison comme un radiateur, un chauffage à eau chaude ou une alimentation en eau chaude.

2.3 Comment fonctionne une pompe à chaleur air/eau ?

Les pompes à chaleur air-eau utilisent de l’air et du réfrigérant pour fonctionner.Concrètement, la pompe à chaleur air-eau extrait l’énergie de l’air.Le réfrigérant transfère l'énergie via un cycle thermodynamique des quatre composants principaux de la pompe à chaleur (évaporateur, compresseur, condenseur et détendeur).

Pour mieux comprendre son principe de fonctionnement, consultez le schéma de principe d'une pompe à chaleur air/eau.

Comme le montre le schéma, l'air inhalé par l'unité extérieure transférera sa chaleur au réfrigérant, qui sera transformé en gaz après avoir traversé l'évaporateur.Il sera ensuite envoyé au compresseur, qui augmentera la pression et la température du réfrigérant après le travail.Le réfrigérant entièrement chauffé transférera sa chaleur à l’eau du circuit de chauffage du condenseur.Ensuite, il perdra sa chaleur et redeviendra liquide.Enfin, il passera à travers le détendeur, réduisant sa pression et captant à nouveau la chaleur de l'air, la distribuant via le chauffage géothermique, les radiateurs ou les ventilo-convecteurs.

Il est à noter que dans les pompes à chaleur monobloc, les quatre étapes du cycle thermodynamique du fluide frigorigène s'effectuent dans un seul compartiment.En revanche, une pompe à chaleur split comprend une unité extérieure et une unité intérieure.

3. Schéma d'un pompe à chaleur géothermique

Les principes de fonctionnement des pompes à chaleur à air et géothermiques sont généralement les mêmes.La différence entre les pompes à chaleur air-air, eau-eau, sol-air et sol-eau réside dans la manière dont elles utilisent l'énergie pour chauffer le réfrigérant et distribuer la chaleur dans la pièce.

Une pompe à chaleur géothermique (« GSHP ») ou pompe à chaleur géothermique est un système de chauffage/refroidissement domestique qui exploite la température relativement constante de la Terre au fil des saisons en utilisant une pompe à chaleur pour transférer la chaleur dans ou hors du sol.Les pompes à chaleur géothermiques (GSHP) sont l'une des technologies les plus économes en énergie pour le chauffage, la ventilation, la climatisation et le chauffage de l'eau, car elles consomment beaucoup moins d'énergie que la combustion de combustible ou l'utilisation de radiateurs électriques résistifs.

L'efficacité des GSHP est le coefficient de performance (CoP), généralement compris entre 3 et 6, ce qui signifie que l'équipement fournit 3 à 6 joules de chaleur pour chaque joule d'électricité.

GSHP extrait la chaleur contenue dans le sol grâce à un capteur spécial (horizontal, vertical ou souterrain).L'énergie captée chauffe le fluide caloporteur, qui passe à travers l'évaporateur, le compresseur, le condenseur et le détendeur, chauffant ainsi le sol intérieur ou les radiateurs de la pièce.

4. Schéma d'une pompe à chaleur eau-eau

Une pompe à chaleur eau-eau peut prélever la chaleur d'un lac, d'une rivière ou d'une nappe phréatique pour chauffer un réfrigérant, qui est ensuite utilisé pour chauffer une maison ou produire de l'eau chaude sanitaire, selon son cycle thermodynamique.Le système comprend un puits d'alimentation et un puits de retour pour réaliser la fonction de chauffage/refroidissement.La pompe à chaleur extrait l'eau souterraine du puits d'alimentation.Les eaux souterraines refroidies retournent dans le sol par un puits de retour.

5. Comparaison de différentes pompes à chaleur

Dans cette partie, je vais comparer les différentes pompes à chaleur, en illustrant leurs avantages et inconvénients respectifs, leur durée de vie.

Type de pompe à chaleur	Avantages	Désavantages	Durée de vie
Pompe à chaleur air-air	Chauffage et climatisation disponibles	Transférer les poussières contenues dans l’air	Jusqu'à 20 années
	Faibles coûts d'installation
	Très efficace, avec (SCOP) atteignant 3.0-4.0	Les températures de l'air extérieur affectent les performances de la pompe à chaleur.
	Faible bruit
	Écologique
Pompe à chaleur air-eau	Réduire les coûts énergétiques et la maintenance	Coût d'installation élevé
	Solutions de chauffage écologiques	Le coût de fonctionnement est supérieur à celui de la chaudière
	Fonctionne toute l'année	Efficacité réduite en hiver
	Longue durée de vie	Peut avoir besoin d'un nouveau radiateur ou d'un chauffage au sol
	Découvrez le plan RHI
Pompe à chaleur géothermique	Des économies substantielles en matière de chauffage et de refroidissement	Coûts d’installation initiaux élevés	Plus que 20 années
	Respectueux de la nature	Peut nécessiter des modifications majeures du paysage
	Travailler dans la plupart des climats	Un système en boucle ouverte peut polluer les eaux souterraines
Pompe à chaleur à eau	Économe en énergie et respectueux de l'environnement	Autorisations d'installer des pompes à chaleur à eau	15-20 années
	Compatible avec d'autres systèmes de chauffage	Vivez plus près d’une source d’eau durable
	Installation pratique et faible coût de maintenance.	Installation difficile
	Application flexible et réglage pratique.	Coût initial plus élevé

D’une manière générale, les pompes à chaleur à air sont relativement moins chères et plus faciles à installer à court terme.

De tous les types, les pompes à chaleur géothermiques ont les coûts initiaux les plus élevés.Étant donné que l’installation nécessite le forage et l’excavation de vastes zones de terrain ou de fossés, elle perturbe fortement le sol.Cependant, à long terme, ils peuvent encore économiser de l’argent.

Les pompes à chaleur à eau sont coûteuses à installer mais sont très rentables à long terme.Elles sont relativement plus faciles et moins coûteuses à installer que les pompes à chaleur géothermiques.Cependant, ils nécessitent une eau de haute qualité et en quantité suffisante à proximité.L'eau propre est meilleure, surtout si vous installez un système en boucle ouverte.

Après une brève comparaison, vous aurez peut-être une compréhension générale des trois types de pompes à chaleur.Si vous avez des questions sur les pompes à chaleur, veuillez Contactez-nous directement par email : inquiry@sprsunheatpump.com ou suivez-nous sur Facebook, Twitter, LinkedIn.Restez à l'écoute!