Comment fonctionne une pompe à chaleur ?

En fait, une pompe à chaleur fonctionne comme un réfrigérateur, mais à l’envers. Un réfrigérateur extrait la chaleur de l’espace intérieur (aliments) et la transfère à l’air ambiant (cuisine) ; de l’intérieur vers l’extérieur.

Une pompe à chaleur, en revanche, extrait la chaleur de sa source de chaleur (air, terre, eau) et la transfère à la maison sous forme de chaleur de chauffage via l’échangeur de chaleur ; de l’extérieur vers l’intérieur. La pompe à chaleur air/eau, par exemple, tente donc en principe de refroidir la température ambiante. Mais le soleil réchauffe constamment l’environnement, c’est pourquoi l’air est une source d’énergie naturelle, disponible à l’infini. C’est ce qui rend une pompe à chaleur si respectueuse de l’environnement.

Toute pompe à chaleur, et donc tout autre système de réfrigération, se compose d’au moins trois éléments principaux :

• Compresseur
• Condenseur
• Évaporateur

“Une pompe à chaleur fonctionne en fait comme un réfrigérateur”.

1. l’évaporateur extrait l’énergie de la source de chaleur (air, terre, eau). Cela se fait soit via un évaporateur refroidi par air dans le jardin (pompe à chaleur air/eau), soit via un évaporateur à plaques refroidi par liquide (pompe à chaleur eau glycolée/eau et eau/eau), qui est directement intégré à la pompe à chaleur.

2. un fluide frigorigène circule dans le circuit de réfrigération. Ce fluide frigorigène est sous pression. Selon l’endroit où il se trouve dans le circuit, il peut être gazeux, liquide, chaud ou froid. La fonction principale du fluide frigorigène est cependant simple : il transporte l’énergie thermique de l’évaporateur au compresseur et inversement.

3. le fluide frigorigène est ensuite comprimé dans le compresseur, ce qui génère de la chaleur. Un moteur diesel fonctionne de manière similaire : le mélange diesel/oxygène s’enflamme en raison de la compression dans le moteur lui-même, ce qui génère de l’énergie.
Le compresseur transporte alors l’énergie thermique extraite dans l’évaporateur à un niveau de pression/température plus élevé. Cet effet permet de transformer de l’air froid à -10°C en eau chaude à +65°C. Le compresseur est donc un élément essentiel du système de refroidissement.

4. la chaleur produite dans le compresseur est transférée à l’eau de chauffage via le condenseur, généralement un échangeur de chaleur à plaques refroidi par liquide. Selon que la pompe à chaleur est en mode chauffage ou en mode eau chaude, le compresseur comprime le fluide frigorigène à un niveau de pression/température plus ou moins élevé. Comme pour les voitures, plus le moteur tourne vite, plus il consomme. C’est pourquoi une pompe à chaleur est plus efficace lorsqu’elle est utilisée avec un système de chauffage à basse température, comme un chauffage au sol.