L’air, l’eau et le sol sont des sources d’énergie
thermique gratuites et renouvelables (régénérées par le soleil), mais
présentent un niveau de température inférieur à ce dont nous avons besoin pour
nous chauffer. L’utilisation d’une pompe à chaleur, permet de valoriser cette
énergie naturelle pour produire de la chaleur à l’intérieur d’un bâtiment.
Machine thermodynamique
Une pompe à chaleur est, comme un réfrigérateur, une machine thermodynamique constituée d’un circuit fermé dans lequel circule un fluide de travail (fluide frigorigène). Ce circuit est composé de quatre éléments principaux : un compresseur, un détendeur et deux échangeurs de chaleur (le condenseur et l’évaporateur). Le but de cette machine thermodynamique est de transférer l'énergie d'un milieu froid (source froide) à un milieu chaud (source chaude).
Le fluide frigorigène circulant dans ce circuit fermé parcourt un cycle composé de quatre étapes. Lors de ces étapes, le fluide frigorigène va changer d'état (liquide ou vapeur) et va se trouver à différentes pressions et températures. Les détails de ces étapes sont présentés ci-dessous :
1. Compression :
·
A l’entrée
du compresseur, le fluide frigorigène est à l’état vapeur et à basse
pression.
·
Le
compresseur comprime le fluide frigorigène (à l’état vapeur) pour augmenter sa
pression et sa température
·
De plus, il
permet de faire circuler le fluide frigorigène dans le circuit fermé.
·
A la sortie du compresseur, le fluide
frigorigène est à l’état vapeur et à haute pression.
2. Condensation :
A l’entrée du condenseur, le fluide
frigorigène est à l’état vapeur et à haute pression.
En passant dans le condenseur, le
fluide frigorigène (à haute température) cède son énergie thermique.
De ce fait, le fluide frigorigène se
condense et passe à l’état liquide.
A la sortie du condenseur, le fluide
frigorigène est à l’état liquide et à haute pression.
Dans le cas d’une pompe à chaleur,
l’énergie récupérée au condenseur est utilisée pour la production de chaleur à
l’intérieur du bâtiment (pour le chauffage ou la production de l'eau chaude
sanitaire).
Dans le cas d’un réfrigérateur,
cette énergie est envoyée à l’extérieur du réfrigérateur.
3. Détente :
A l’entrée
du détendeur, le fluide frigorigène est à l’état liquide et à haute pression.
Lorsque le
fluide frigorigène traverse le détendeur, sa pression ainsi que sa température
diminuent.
Le détendeur permet également de régler le
débit de fluide frigorigène parcourant le circuit fermé.
A la sortie
du détendeur, le fluide frigorigène est à l’état liquide et à basse pression.
4. Evaporation :
A l’entrée de l’évaporateur, le
fluide frigorigène est à l’état liquide et à basse pression.
En passant dans l'évaporateur, le
fluide frigorigène (à basse température) capte l’énergie thermique. De ce fait,
le fluide frigorigène s’évapore et passe à l’état vapeur.
A la sortie de l’évaporateur, le
fluide frigorigène est à l’état vapeur et à basse pression.
Dans le cas d’une pompe à chaleur,
l'énergie thermique est captée à l'extérieur du bâtiment (dans l’air, l’eau, le
sol).
Dans le cas d’un réfrigérateur, cette énergie
est captée à l'intérieur du réfrigérateur.
Source :http://www.ef4.be/
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