Tout ce qu’il faut savoir sur le fonctionnement des pompes à chaleur

Pour les climats où les besoins en chauffage et en climatisation sont modérés, les thermopompes offrent une solution écoénergétique aux appareils de chauffage et aux climatiseurs. Comme les réfrigérateurs, les thermopompes utilisent l’électricité pour capturer la chaleur ou le froid dans l’air et le redistribuer après selon les besoins.

Principe de base

Selon son mode de conception, une pompe à chaleur se sert d’une source pour en tirer de l’énergie thermique vers un type de réservoir. Elle recourt à de l’énergie de l’environnement extérieur pour ensuite l’envoyer vers la pièce qui s’appelle « dissipateur thermique ». Pour le cas de la structure de la machine, elle est composée de quatre principaux éléments, c’est-à-dire un condenseur, un détendeur, un évaporateur et un compresseur. Le fluide frigorigène ou réfrigérant est l’élément indispensable qui circule à travers ces composants pour absorber la chaleur.

Les climatiseurs et les congélateurs sont aussi, par exemple, des machines qui utilisent le principe de thermopompe. Mais ce terme est plus souvent rattaché aux appareils de chauffage, de ventilation et de climatisation (CVC) qui sont employés pour réguler la température dans les bâtiments. Ce sont des machines qui ont une double fonction, c’est-à-dire qu’elles peuvent agir en tant que chauffage ou encore pour climatiser une pièce. Si c’est pour chauffer, la machine recourt au même principe de cycle frigorifique de base qui est utilisé par un climatiseur conventionnel, mais dans le sens inverse. Ainsi, c’est de la chaleur qui s’en dégage plutôt que du froid. C’est de l’air extérieur ou du sol que la pompe tire la chaleur qu’elle va propager dans la maison ou le bâtiment. Les pompes à chaleur peuvent également servir de chauffe-eau pour sanitaire et même pour la cuisine et d’autres sources d’eau. C’est une solution qui consomme moins d’énergie que les machines classiques. Cependant, le prix d’achat et d’installation de ce type de matériel est plus élevé, mais c’est un investissement à long terme.

Afin de mesurer la performance de la machine, il y a des indicateurs à surveiller :  coefficient de performance (COP), coefficient de performance saisonnier (SCOP) et facteur de performance saisonnier (SPF). Plus la note de l’indicateur est élevée, plus une pompe à chaleur est efficace et sa consommation est réduite, ce qui la rend rentable pour son propriétaire au bout d’un certain moment. Il y a plusieurs choses à prendre en compte qui peuvent avoir des effets sur l’efficacité d’une pompe à chaleur, telles que son équipement secondaire, le type de technologie utilisé, la facilité d’usage du système de contrôle, mais aussi les conditions de température et d’humidité. L’efficacité diminue lorsque la différence de température augmente ou lorsque le gel peut survenir.

Applications

Des millions de foyers domestiques utilisent des pompes à chaleur sur différents points. Elles sont surtout indispensables dans les régions où la chaleur ou le froid est modéré.

Chauffage, ventilation et climatisation

Il existe un robinet inverseur dans les pompes à chaleur qui inverse le sens du fluide frigorigène. Par conséquent, il est possible pour ce genre de dispositif d’assurer deux rôles essentiels, c’est-à-dire chauffer ou, au contraire, apporter de l’air frais dans un bâtiment. Dans les climats plus froids, ces pompes servent généralement à chauffer, mais rarement l’inverse, et en parallèle, le réglage par défaut dans les régions où il fait plus chaud est le mode « climatisation ».

Chauffage de l’eau

Une pompe à chaleur peut aussi être utilisée en tant que chauffe-eau pour différents usages, comme l’eau des piscines ou pour chauffer l’eau potable destinée aux habitations et à l’industrie. Ainsi, une fois extraite de l’extérieur par le système de la machine, la chaleur va servir à augmenter la température qui est stockée dans un réservoir d’eau intérieur. Ce type de pompe à chaleur peut devenir une véritable alternative aux appareils conventionnels, mais les prix sont encore assez élevés sur le marché. 

Chauffage industriel

Les pompes à chaleur peuvent vraiment contribuer à réduire la consommation d’énergie chez les industries. En outre, même les émissions de gaz à effet de serre pourraient largement diminuer à une échelle très importante. Il existe même des projets de collaboration internationale qui ont permis de sortir des innovations de pompe à chaleur pour les industries, et les statistiques sont unanimes. En effet, après utilisation de ces innovations, sur de courtes périodes, une forte réduction des émissions de CO2 peut atteindre plus de 50% dans certains cas.

Entretien

Le bon fonctionnement de sa pompe à chaleur est un facteur important d’économie d’énergie, alors, autant bien l’entretenir. Pour cela, il faut, par exemple, nettoyer ou remplacer les filtres une fois par mois ou au besoin. Il est aussi nécessaire de faire de la maintenance de système selon les instructions du fabricant. Les conduits et les ventilateurs sont des facteurs à la réduction du débit d’air dans le système. Cela peut probablement entrainer une baisse des performances de la machine et peut endommager le compresseur, un composant important. Le fait de nettoyer les tuyaux extérieurs chaque fois qu’ils semblent sales est de même un geste à adopter. Voici une petite check liste à vérifier de temps en temps :

  • Inspecter les conduits, les filtres, la soufflante et le serpentin intérieur afin de rechercher les saletés et les autres obstructions.
  • Vérifier les fuites dans les conduits
  • Vérifier le débit d’air adéquat en le mesurant
  • Vérifier la charge de réfrigérant correcte par mesure
  • Inspecter les bornes électriques et, si en cas de besoin, il faut resserrer et nettoyer les connexions. Il est de même essentiel de mettre un revêtement non conducteur.
  • Lubrifier les moteurs et vérifier l’étanchéité et l’usure des courroies.
  • Vérifier la commande électrique correcte en s’assurant que le chauffage est verrouillé lorsque le thermostat demande le refroidissement, et vice versa.
  • Vérifier le bon fonctionnement du thermostat.

Voilà en gros en ce qui concerne le fonctionnement des pompes à chaleur et aussi leur entretien. Il s’agit d’une bonne alternative au chauffage et à la climatisation, car elles consomment largement moins.

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