Fonctionnement pompe à chaleur

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Le fonctionnement d'une pompe à chaleur est similaire à celui du réfrigérateur. Ce système de chauffage thermodynamique se compose d'un circuit fermé au sein duquel un fluide frigorigène circule. La PAC fonctionne grâce à un compresseur, un condensateur, un détendeur et un évaporateur. 

La puissance d'installation d'une PAC est en général de 10Kw thermique. Sa durée de fonctionnement annuelle est estimée à 2000h. La production d'énergie annuelle finale est de 15MWh thermique en raison des 5 MWh électrique de consommation de la pompe à chaleur.

La COP (coef de performance) de l'installation est de 20 MWh thermique / 5 MWh électrique = 4 Quantité d'énergie calorifique restituée dans le bâtiment / l'énergie consommée pour la produire. Il sera d'autant + élevée que la température de la source froide est élevée et que la température de la source chaude est petite. Plusieurs composants permettent le fonctionnement d'une pompe à chaleur:

  • Un compresseur

Le compresseur aspire le fluide frigorigène (sous sa forme gazeuse) ce qui entraine création de chaleur par compression du gaz. A sa sortie du compresseur, le fluide frigorigène se trouve donc sous forme de gaz à haute pression et sous forme de chaleur.

  • Un condensateur

Le gaz chaud ainsi produit par le compresseur est dirigé vers un échangeur contenant un fluide à réchauffer (i. e. eau chaude sanitaire) afin de lui transmettre son énergie calorifère.

  • Un détendeur

Ce fluide est ensuite détendu au travers du détendeur, ce qui diminue sa température. Au cours de cette échange d’énergie, le fluide frigorigène, jusque la présent sous sa forme gazeuse, se condense et passe de l’état gazeux à l'état liquide.

  • Un évaporateur

A sa sortie du détendeur, le fluide frigorigène traverse un 2ème échangeur appelé évaporateur dans lequel circule le fluide extérieur (i. e. air extérieur, eau de la nappe, etc.) dont la température est supérieure à la température du fluide frigorigène. Ainsi, le fluide frigorigène entre en ébullition et se transforme en gaz. Le gaz formé est de nouveau aspiré par le compresseur afin de commencer un nouveau cycle de fonctionnement de la pompe à chaleur.

Le fonctionnement d'une PAC varie en fonction du type de pompe à chaleur (air, eau, réversible...), ainsi que de l'endroit d'où la pompe extrait les calories de chaleur. Une pompe à chaleur fonctionne comme le réfrigérateur, bien qu'elle réchauffe les pièces de nos maisons. C'est lorsqu'elle est réversible que la pompe à chaleur air/air génère de l'air frais.

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