Thermodynamique – La pompe à chaleur

Pour tout savoir sur les chauffe-eau thermodynamiques !

Principe d’une pompe à chaleur

La technologie utilisée par la pompe à chaleur d’un chauffe-eau thermodynamique est la même que celle utilisée dans un frigo, pour l’air conditionné ou dans une pompe à chaleur pour chauffer une habitation.

La pompe à chaleur extrait l’énergie présente dans l’air. D’un côté, il est possible d’utiliser la chaleur obtenue pour chauffer l’eau ou l’air d’une maison. De l’autre côté, le froid peut servir à refroidir un frigo ou l’habitation.

Le but principal d’un chauffe-eau thermodynamique est d’obtenir de la chaleur.

L’avantage non négligeable à prendre en compte est que la pompe à chaleur extrait plus d’énergie que celle consommée pour son fonctionnement.

Exemple : COP3 (coefficient de performance) : consommer 1 kWh d’électricité pour extraire 3 kWh sous forme de chaleur.

 

Fonctionnement d’un chauffe-eau thermodynamique

La pompe à chaleur utilise un fluide (liquide) frigorigène dont le point d’ébullition se situe en dessous de 0°C (le fluide bout et s’évapore à partir de -5°C). Ci-dessous, les différentes étapes du processus :

1. Le fluide frigorigène est réchauffé une première fois en passant par un « évaporateur ». En réchauffant le fluide à l’aide de l’air ambiant ou extérieur, le fluide bout et s’évapore.

2. Un compresseur réchauffe le fluide frigorigène (devenu un gaz) une deuxième fois en le compressant pour obtenir un gaz chaud à haute pression.

3. Le gaz chaud à haute pression passe ensuite par un condenseur où l’eau sanitaire est réchauffée à environ 55°C. Puisque l’eau sanitaire extrait la chaleur du gaz, ce dernier se refroidit et condense. Il retrouve donc son état d’origine : liquide.

4. Enfin, le fluide frigorigène haute pression passe par un détendeur qui lui rend sa pression d’origine. Le fluide refroidit donc une deuxième fois et repasse par la première étape pour recommencer le cycle.

Empreinte écologique

La production d’eau chaude sanitaire à l’aide d’une pompe à chaleur fait partie des méthodes de production d’énergies renouvelables. En effet, la pompe à chaleur extrait plus d’énergie que ce qu’elle en consomme et cette énergie provient de l’air, l’eau ou la terre sans brûler aucun combustible. Cette technologie, connue depuis bien longtemps, consomme moins d’énergie qu’un chauffe-eau à résistance électrique ou à combustible.

Les fluides frigorigènes sont soumis à un accord international depuis 1985 : le protocole de Montréal.

Ils ne peuvent pas être relâchés dans l’air, ils sont récupérés, purifiés et réutilisés. Les types de fluide les plus nocifs pour la planète sont interdits (excepté une faible production réservée à la médecine).

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