Fonctionnement d’une pompe à chaleur
Découvrez comment votre boiler thermodynamique puise la chaleur de l’air ambiant pour la restituer à votre système de chauffage.
Fonctionnement – Boiler thermodynamique
Principes de fonctionnement
Utilisation de la chaleur naturelle
Le fonctionnement d’une pompe à chaleur est basé sur 5 éléments:
- L’évaporateur;
- Le compresseur;
- Le condenseur;
- Le détendeur;
- Le liquide caloporteur (qui transporte la chaleur).
L’avantage majeur d’une pompe à chaleur, par rapport à votre système de chauffage classique, est qu’elle puise les calories présentes dans l’air. En d’autres termes, votre boiler thermodynamique va utiliser la chaleur ambiante pour faire fonctionner votre chauffage central et/ou produire de l’eau chaude sans utiliser de gaz, de mazout ou d’électricité.
L’énergie dépensée pour créer de la chaleur est quasi nulle, puisque le système extrait les calories présentes naturellement l’air, au lieu de les produire. Les seuls éléments qui consomment de l’énergie sont le compresseur et les mini-pompes qui font circuler le liquide.
Le cycle de fonctionnement est basé sur quelques principes thermodynamiques:
- Un liquide sous faible pression s’évaporera plus facilement;
- Un gaz sous pression se liquéfiera plus facilement;
- Lors d’un changement d’état (liquide à gazeux, et vice versa), l’énergie absorbée ou rejetée et bien supérieure à un simple échauffement ou refroidissement.
La pompe à chaleur présente dans votre boiler thermodynamique exploite au mieux ces principes, en profitant au maximum des changements d’état du liquide caloporteur. Un cycle fonctionne donc ainsi:
- Le liquide caloporteur à faible pression (1) est à la limite de l’évaporation, même si sa température est très basse (en général dans les alentours de -5 °C). Au moindre apport de chaleur externe, le liquide va utiliser cette chaleur pour s’évaporer. Ce changement d’état absorbe énormément d’énergie, que la vapeur va emporter avec elle.
- Le compresseur (2) va augmenter la pression de cette vapeur jusqu’à être à la limite de la liquéfaction. Durant ce processus, la température de la vapeur augmente également.
- Au contact de l’eau froide (3) (sanitaire ou chauffage), la vapeur va immédiatement se liquéfier. Ce changement d’état va libérer toute l’énergie absorbée lors de l’évaporation et de la compression. C’est cette énergie qui va chauffer l’eau sanitaire ou de chauffage.
- Le liquide refroidi passe ensuite dans le détendeur (4) pour retrouver sa pression initiale.
- Et le cycle recommence.
Le coéfficient de performance
Le coefficient de performance (COP) est le moyen le plus simple de comparer les performances des différents appareils. Le COP indique le rapport entre l’énergie transmise à l’eau et l’énergie utilisée pour produire cette dernière. Par exemple:
- Pour un boiler classique (électrique ou à gaz), le COP est toujours inférieur à 1 car il y a toujours une perte lors de la transformation de l’énergie, en gaz ou en électricité, vers la chaleur. Donc pour 1 kWh utilisé, moins d’un kWh sera transmis à l’eau.
- Pour une pompe à chaleur, le COP est supérieur à 3! En effet, la majeure partie de l’énergie provient de l’air ambiant. Pour 1 kWh utilisé, plus de 3 kWh seront transmis à l’eau!
Chauffe-eau thermodynamique
Votre boiler thermodynamique allie un ballon d’eau chaude sanitaire à une pompe à chaleur afin de vous fournir de l’eau chaude en permanence, à moindre coût.
Le condenseur est enroulé autour du ballon d’eau chaude et réchauffe progressivement l’eau qu’il contient.
Raccord à une installation photovoltaïque
Intégré à une installation photovoltaïque, votre boiler thermodynamique vous offre une grande quantité d’énergie gratuite.
L’électricité nécessaire au fonctionnement du boiler thermodynamique pourra être puisée dans l’énergie générée par vos panneaux photovoltaïques et alimenter ainsi votre eau sanitaire.
Les panneaux photovoltaïques captent l’énergie solaire et la transfèrent au boiler qui stocke cette énergie et la tient à disposition.
Grâce au soleil et à votre boiler thermodynamique, chauffez sans frais votre eau sanitaire et utilisez gratuitement vos appareils électroménagers, quelles que soient les conditions climatiques.
Les différentes configurations
Utilisez l’air ambiant
Vous devez absolument placer votre boiler dans une pièce non chauffée d’un volume d’au moins 50 m³. Notez que votre boiler thermodynamique aura tendance à diminuer la température de la pièce dans laquelle il se trouve. Cette configuration ne donne pas droit aux primes de la Région wallonne.
Utilisez l’air extérieur
L’entrée et la sortie du chauffe-eau thermodynamique seront tubées afin de puiser et de rejeter l’air à l’extérieur.
Cette configuration apporte plusieurs avantages:
- on ne refroidit pas l’air ambiant;
- elle est éligible aux primes et il n’y a aucune contrainte sur le volume de la pièce où on installe le dispositif.
Cette configuration est beaucoup plus fréquente que la précédente.
Le système fonctionne même quand il fait froid!
La pompe à chaleur capte les calories même si la température extérieure est faible. Ses performances sont garanties jusqu’à une température externe de -5 °C. En dessous de ce palier, une résistance électrique prend la relève.
