pompe à chaleur : explication

Comment se chauffer à moindre coût?
Telle est la question que se pose des milliers de foyers.
Pour alléger ses factures d’électricités il n’y a pas de solution miracle, il faut déjà bien isoler sa maison et ensuite vient la question du moyen de chauffage.

Aujourd’hui la solution la plus rationnelle en terme de coût et de respect de l’environnement reste encore la pompe à chaleur.
Mais déjà, une pompe à chaleur c’est quoi  ? et pourquoi ce système est si plébiscité ?

Pour bien comprendre le principe de fonctionnement d’une pompe à chaleur
essayons de comprendre le principe de fonctionnement d’un réfrigérateur  puisque réfrigérateur et pompe à chaleur ne font qu’un.

Une machine frigorifique et donc une pompe à chaleur fonctionnent selon un cycle frigorifique:

1-2 : Compression du fluide frigorigène ( BP à HP ), le fluide ( sous forme de vapeur) voit donc sa pression augmenter ( jusqu’à HP) et comme il est lié par la relation PV=nRT, une augmentation de pression entraine une augmentation de température, chose que l’on voit sur le deuxième document.
2-3 : ensuite vient la phase de condensation,  on va faire condenser le fluide, ce qui va entrainer un changement d’état : le fluide va passer de la phase vapeur à la phase liquide ce qui va dégager une quantité d’énergie considérable, le fluide va donc se refroidir.
3-4 : le fluide a vu sa température diminuer au cour de l’étape précédente, cette troisième étape a donc pour but de faire diminuer la pression (jusqu’à la Basse Pression BP) : c’est la détente
4-1 : Puis enfin le fluide arrive dans l’évaporateur, on va le faire évaporer, il va donc capter de l’énergie au fluide a refroidir, il va donc voir sa température augmenter et va pouvoir revenir au point 1
et le cyle recommence

Dans le cas de la production de froid pour un réfrigérateur par exemple, le fluide à refroidir est donc l’air du frigo : l’environnement des aliments constitue donc l’évaporateur, et le condenseur est donc l’air de la cuisine (grille noire derrière le frigo).
En clair plus on refroidit son frigo plus on réchauffe l’air de sa cuisine.

Dans le cas de la production de chaud pour une pompe à chaleur par exemple, le fluide à refroidir est l’air extérieur qui constitue donc l’évaporateur, et le condenseur est donc l’air de la maison.
On va donc capter les calories de l’air extérieur pour les restituer à l’intérieur

Mais là où ce système exèle, c’est que ce dispositif apporte plus d’énergie qu’il en consomme. Comment ?Pourquoi ?
Dans le cas d’un radiateur électrique, ce dernier va apporter l’énergie nécessaire pour réchauffer la pièce, dans le cas d’une pompe à chaleur, on apporte de l’énergie que pour faire tourner le compresseur, le fluide frigorigène se charge du reste. L’énergie qui sert à réchauffer la pièce a donc été puisé à l’air extérieur : c’est donc de l’énergie gratuite.
C’est pour cela qu’une banale pompe à chaleur de 1kW peut fournir 3kW de chaleur.
On ne paye donc que 1kW sur les 3kW, et c’est bien pour cela que la pompe à chaleur est une solution efficace et économique.

Les inconvénients de ce système sont le prix d’achat qui est largement supérieur à un radiateur classique et aussi qu’il ne fonctionne pas pour des températures extérieures inférieures à 0°C environ ( son efficacité diminue plus il fait froid dehors : moins il y a de calories à l’extérieur plus il est difficile de les trouver … )

C’est pour cela que ce système est bien en complément d’une installation existante, et comme on ne descend pas tous les jours en dessous de 0°C, l’installation est très rapidement rentabilisé : compter environ 4 5 ans.