Principe de fonctionnement d'une pompe à chaleur
Un fluide frigorigène gazeux et froid – du R134a – est comprimé par le compresseur. Typiquement, lors de cette compression, sa température (et sa pression) vont passer de -10°C (1 bar) à 70°C (10 bar). Ce gaz très chaud passe ensuite dans le condenseur. Le fluide frigorigène gazeux étant plus chaud que l’eau du réservoir, il réchauffe celle-ci. Tandis que l’eau se réchauffe, le fluide frigorigène se condense et repasse en phase liquide, tout en gardant une température élevée (typiquement 45°C). Il sort donc du fluide frigorigène liquide et chaud du condenseur. Ce liquide chaud passe ensuite au-travers d’une vanne de détente. Au passage de cette vanne, la température (et la pression) du liquide passera de 45 °C (10 bar) à -10°C (1 bar). Il restera principalement sous forme liquide, avec quelques traces de gaz. Ce liquide très froid passe ensuite dans l’évaporateur qui se trouve à l’extérieur. Le fluide frigorigène liquide étant nettement plus froid que l’air ambiant, il va accumuler de la chaleur. Il va repasser en phase gazeuse tout en restant à une température stable. A la fin du passage dans l’évaporateur, il ne reste plus que du gaz, toujours à basse température qui est envoyé dans le compresseur. Le cycle recommence.
En résumé, le principe de la pompe à chaleur est de :
- Faire passer un fluide frigorigène à une température nettement plus basse
que la température extérieure dans l’évaporateur, pour qu’il y accumule de la chaleur
– et ce même s’il fait très froid à l’extérieur. - Le comprimer pour qu’il devienne très chaud,
nettement plus que la température du réservoir d’eau chaude. - L’envoyer dans le condenseur, où il transfèrera sa chaleur à l’eau chaude.
- Le refroidir à nouveau en le faisant passer au travers de la vanne de détente.
La pompe à chaleur porte bien son nom.
On peut faire la comparaison suivante par rapport à une pompe à eau :
• La pompe à eau prend de l’eau à un point bas et la transfère à un point haut.
• La pompe à chaleur prend de la chaleur là où il fait froid, et la transfère là où il fait chaud.