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Technologie |
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Principe général de la pompe à chaleur
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Les quatre composants
principaux de la pompe à chaleur sont le compresseur,
le condenseur, le détendeur et l’évaporateur.
Le fluide caloporteur circule en circuit fermé et
change constamment d’état.
À
l’état
liquide, il soustrait de la chaleur à l’environnement
et se vaporise. À l’état
gazeux, il est aspiré par le compresseur (électrique)
et comprimé pour le porter à la
température
utile.
Il passe ensuite dans le condenseur,
où il
redevient liquide. À cette occasion,
il restitue de la chaleur, par exemple à l’eau
de chauffage.
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Le rendement d’une pompe à chaleur s’exprime
au moyen du coefficient de performance instantané ou
annuel. Déterminé sur banc d’essai, le
coefficient de performance instantané est le rapport
de la puissance de chaleur produite sur la puissance électrique
consommée.
Le coefficient de performance annuel est le rapport de la
chaleur produite en une année sur l’énergie électrique
consommée par la pompe à chaleur, ce qui tient
compte de la variabilité des conditions d’exploitation.
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Les différents types de capteurs
La pompe à chaleur géothermique
prélève la chaleur du sol à l’aide
de tubes enfouis horizontalement ou verticalement dans le
sol et dans lesquels circule de l’eau additionnée
d’antigel ou bien un fluide frigorigène, selon
le type de pompe à chaleur.
Les PAC géothermiques les plus répandues
sont celles à capteurs horizontaux, du fait de leur
coût plus réduit et de leur plus grande simplicité.
Les PAC géothermiques à capteurs verticaux
sont souvent réservés au chauffage d’habitation
ne disposant pas d’un jardin suffisamment grand.
La PAC géothermique est performante
quelle que soit la température extérieure,
car elle puise la chaleur dans le sol, à une profondeur
où la température est à peu près
constante toute l’année. Davantage que géothermie,
il faudrait parler de géothermie de surface. A ces
niveaux de profondeur, la chaleur du sol provient essentiellement
du rayonnement du soleil et des eaux de pluie.
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le type de capteur (sur la gauche)
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Les PAC aérothermiques puisent
la chaleur dans l’air ambiant, à l’intérieur
d'un vide ventilé ou à l’extérieur
du logement. Elles sont simples à installer et ne
nécessitent
ni terrassement ni autorisation administrative. Leurs performances
dépendent toutefois beaucoup de la température
extérieure.
Certaines pompes à chaleur
aérothermiques sont bruyantes et peuvent être
incommodantes pour les habitants de la maison ou pour les
voisins. Il sera très important de choisir un modèle
silencieux.
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Passez
la souris sur les chiffres
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Les différents types d'émetteurs
La pompe à chaleur
doit être associée à un émetteur
de chaleur. Chaque type d'émetteurs présente
des avantages et des inconvénients. En fonction
du type d'utilisation (rénovation,
nouvelle construction ...) il y aura lieu de choisir celui
qui conviendra le mieux pour un local donné.
Planchers chauffants, radiateurs basse température
et ventilo-convecteurs sont les trois types d'émetteurs
classiques.
Dans le cas des PAC traitant directement l'air ambiant intérieur,
les consoles peuvent être murales, posées
sur le sol, incorporées dans un plafond ou intégrées dans
les gaines de ventilation.
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Plancher chauffant
Le plancher chauffant basse température
se compose de tubes noyés dans une dalle de béton,
dans lesquels circule un fluide frigorigène ou de l’eau,
selon qu’il
s’agit d’une pompe à chaleur à détente
directe ou bien à fluides intermédiaires ou mixte.
La chaleur diffusée, au maximum de 28 degrés celsius,
est douce et régulière, ce qui procure une sensation
de confort.
Radiateurs basse température
Les radiateurs basse température sont des radiateurs fonctionnant
avec une eau à une température de 45 à 50
degrés, et non avec un fluide frigorigène ce qui
exclut la possibilité des associer à une pompe à chaleur à détente
directe. Ils procurent une sensation de confort. En cas de rénovation,
il est en général possible de conserver ses radiateurs,
même si ceux-ci ne sont pas des radiateurs basse température.
Ventilo-convecteurs
Les ventilo-convecteurs sont des émetteurs de chaleur qui
soufflent de l’air réchauffé après être
passé sur une batterie d’échange dans laquelle
circule le fluide frigorigène. Ils ne peuvent donc être
associés qu’à des pompes à chaleur à détente
directe. Il peut y avoir plusieurs ventilo-convecteurs, en général
dans chaque pièce à chauffer, ou bien une unité centrale
reliée à un réseau de gaines de distribution
d’air chaud.
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