Un installateur conseille une femme sur le fonctionnement d'une pompe à chaleur

Le fonctionnement de la pompe à chaleur expliqué simplement

Qu'est-ce qu'une pompe à chaleur? La pompe à chaleur est un système de chauffage écologique qui, grâce à sa technologie efficace, permet d'utiliser l'énergie de notre environnement. Si vous cherchez une explication facile à comprendre sur la technologie des pompes à chaleur, vous êtes à la bonne adresse avec notre guide Bosch. Nous vous expliquons brièvement et clairement comment fonctionne et est construite une pompe à chaleur, quel principe de fonctionnement schématique est utilisé par le chauffage par pompe à chaleur et comment fonctionnent les différents types de pompes à chaleur.

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Table des matières

Structure et principe de la pompe à chaleur expliqués simplement

La structure d'une pompe à chaleur se compose de trois éléments avec lesquels le système de pompe à chaleur fonctionne:

  • La source de chaleur (air, terre, nappe phréatique), à partir de laquelle l'énergie est extraite de l'environnement.
  • La pompe à chaleur, qui permet d'utiliser la chaleur de l'environnement prélevée grâce à la technologie des pompes à chaleur.
  • Le système de distribution et de stockage de la chaleur, qui distribue ou stocke la chaleur dans les pièces d'habitation.

Mais que fait exactement une pompe à chaleur pour que la chaleur de l'environnement soit transformée en énergie de chauffage utilisable? À l'intérieur de la pompe à chaleur, un principe technique en quatre étapes se déroule en continu dans un processus en circuit fermé. Dans le circuit répétitif de la pompe à chaleur, l'évaporation, la compression, la condensation et la détente d'un fluide frigorigène ont lieu afin de produire de la chaleur de chauffage. Le fluide frigorigène liquide absorbe l'énergie thermique de l'environnement et doit être porté à un niveau de température utilisable par le système de chauffage. Pour ce faire, on utilise de l'électricité. Plus la différence de température entre la source d'énergie et la chaleur utile nécessaire est élevée, plus la puissance d'entraînement électrique doit être importante.

Examinons de plus près le principe de la pompe à chaleur:

  1. L'évaporation: au niveau de ce que l'on appelle l'évaporateur, la chaleur de l'environnement est transférée au circuit de la pompe à chaleur. Un fluide frigorigène est responsable de l'absorption et du transport de l'énergie thermique. Il absorbe la chaleur de l'environnement à l'état liquide, ce qui lui permet de s'évaporer et de devenir gazeux.
  2. La compression: le fluide frigorigène gazeux est comprimé dans un compresseur fonctionnant à l'électricité, ce qui entraîne une forte augmentation de la pression et de la température. Cette partie du principe de fonctionnement d'une pompe à chaleur peut également être observée sur une pompe à air de vélo, qui se réchauffe lorsque l'on gonfle l'air. D'où l'expression "pomper" en relation avec une pompe à chaleur.
  3. La condensation: lors de la troisième étape, le fluide frigorigène comprimé et chauffé transmet sa chaleur au circuit de chauffage, se refroidit ainsi et redevient liquide. Cela se passe au niveau du condenseur à l'aide d'un échangeur thermique. La chaleur est ensuite stockée dans le réservoir d'eau chaude sanitaire et le ballon tampon de la pompe à chaleur.
  4. La détente: lors de la dernière étape, la pression du fluide frigorigène liquide est à nouveau abaissée dans un détendeur, ce qui lui permet de continuer à refroidir jusqu'à ce qu'il atteigne sa température initiale. Le cycle de la pompe à chaleur peut alors recommencer. Vous avez peut-être déjà remarqué que les liquides refroidissent lorsqu'ils sont sous pression et que la pression diminue, comme c'est le cas pour les bombes aérosols. L'aérosol devient sensiblement froid lorsque vous vaporisez pendant une période prolongée.
Infographie sur le principe de fonctionnement d'une pompe à chaleur

Nous allons maintenant examiner le fonctionnement des types de pompes à chaleur, qui se distinguent par la source de chaleur exploitée.

Fonctionnement d'une pompe à chaleur air-eau

Dans une pompe à chaleur air-eau, l'énergie thermique de l'air extérieur sert de source de chaleur. Elle peut être exploitée simplement en installant l'appareil et ne nécessite donc que peu de travaux de construction. Le fonctionnement de la pompe à chaleur air-air suit le même schéma que celui de tous les types de pompes à chaleur : un fluide frigorigène absorbe la chaleur de l'environnement. Dans une pompe à chaleur air-eau, l'air ambiant est aspiré par un ventilateur, transmis à un échangeur thermique et transformé en énergie de chauffage dans le circuit de la pompe à chaleur par l'évaporation, la compression, la condensation et la détente d'un fluide frigorigène. La température de la source d'énergie est un facteur déterminant. La température de l'air n'est pas constante, mais varie en fonction de la saison. Il en résulte des différences de température que le système de pompe à chaleur doit compenser. Plus l'air extérieur aspiré est froid, plus la température doit être élevée dans le circuit frigorifique afin que l'énergie puisse être utilisée pour le chauffage et la production d'eau chaude sanitaire.

Infographie principe de fonctionnement d'une pompe à chaleur air-eau

Comment fonctionne une pompe à chaleur géothermique?

Infographie sur le fonctionnement d'une pompe à chaleur géothermique

Le fonctionnement d'une pompe à chaleur géothermique repose sur le principe de la géothermie. Celle-ci désigne l'énergie thermique stockée dans le sol. La pompe à chaleur eau glycolée-eau utilise l'énergie thermique du sol comme source de chaleur. Le fonctionnement d'une pompe à chaleur eau glycolée-eau est rendu possible par des sondes ou des capteurs géothermiques, qui extraient la chaleur du sol et la transforment en énergie utilisable pour le chauffage et la production d'eau chaude sanitaire dans le circuit de la pompe à chaleur. Pour exploiter l'énergie géothermique, des travaux de terrassement ou des forages profonds sont nécessaires. Selon la profondeur du forage, la chaleur proche de la surface ou la chaleur profonde peut être exploitée . La température de la source de chaleur est déterminante pour l'efficacité et le fonctionnement d'une pompe à chaleur. La température du sol est relativement constante tout au long de l'année. C'est pourquoi la pompe à chaleur géothermique fonctionne de manière particulièrement efficace.

Comment fonctionne une pompe à chaleur en hiver?

Malgré des températures extérieures plus basses, une pompe à chaleur fonctionne de manière fiable même en hiver, car les températures dans le sol et dans la nappe phréatique sont constantes, quelle que soit la saison. Même lorsque les températures extérieures dans l'air sont inférieures à 0 °C, le fonctionnement de la pompe à chaleur en hiver est possible et économique grâce à sa grande efficacité. Si des températures extrêmement négatives jusqu'à -20 °C surviennent, une résistance électrique s'enclenche temporairement en soutien. Ainsi, même lorsque les températures extérieures sont très basses, la pompe à chaleur peut encore fournir suffisamment de chaleur sans perdre de son efficacité. Il est également possible d'utiliser une pompe à chaleur en tant que système hybride en combinaison avec une chaudière à gaz, qui prend en charge la charge de pointe en hiver.

Vous cherchez des conseils pour réduire vos coûts de chauffage ? Que vous viviez dans un appartement en location ou dans votre propre maison, notre guide du chauffage économique vous explique comment réduire facilement vos coûts de chauffage et économiser de l'énergie.

Pompes à chaleur de Bosch

Pompes à chaleur aérothermiques

Nos pompes à chaleur aérothermiques sont simples, peu coûteuses et nécessitent peu d'installation.

Pompes à chaleur géothermiques

Les pompes à chaleur géothermiques et les pompes à chaleur à eau offrent une puissance élevée pour le chauffage et l'eau chaude sanitaire, et permettent de surcroît un refroidissement passif en été.

Une pompe à chaleur peut-elle aussi refroidir

Une femme profite de l'air frais et regarde par la fenêtre

Ce qui est génial avec une pompe à chaleur, c'est qu'elle est le seul système de chauffage qui, dans son fonctionnement, peut à la fois chauffer et refroidir. De cette manière, vous pouvez utiliser votre pompe à chaleur de manière judicieuse tout au long de l'année et renoncer à une climatisation supplémentaire dans votre maison. Vous pouvez rafraîchir vos pièces en été avec une pompe à chaleur si l'appareil dispose d'une fonction de pompe à chaleur réversible et si cela est planifié en conséquence dès le départ. De nombreux modèles peuvent également être équipés ultérieurement d'une fonction de refroidissement.. Il est important que le système de chauffage soit parfaitement adapté à la climatisation par pompe à chaleur. Les chauffages muraux ou au sol sont les mieux adaptés au refroidissement par pompe à chaleur.

Le refroidissement avec une pompe à chaleur fonctionne comme la production de chaleur, mais avec un circuit frigorifique inversé. La chaleur du chauffage est alors évacuée vers l'extérieur, ce qui refroidit le système de chauffage. L'effet de refroidissement d'une pompe à chaleur réversible n'est toutefois pas aussi puissant que celui d'un climatiseur.

Bon à savoir: une pompe à chaleur fonctionne-t-elle aussi avec des radiateurs normaux? Apprenez-en plus dans notre guide sur les radiateurs à pompe à chaleur.

FAQ sur le fonctionnement d'une pompe à chaleur

Qu'est-ce qu'une pompe à chaleur?

Une pompe à chaleur est une machine qui utilise des sources d'énergie gratuites de l'environnement pour fournir de la chaleur de chauffage et de l'eau chaude sanitaire. Il existe différents systèmes de chauffage par pompe à chaleur qui tirent l'énergie soit de l'air, soit du sol, soit de la nappe phréatique.

Comment fonctionne une pompe à chaleur expliquée simplement?

Le principe d'un chauffage par pompe à chaleur fonctionne exactement à l'inverse de celui d'un réfrigérateur, à savoir l'évaporation, la compression, la condensation et la détente d'un fluide frigorigène. La chaleur de l'environnement extraite de l'air, du sol ou de la nappe phréatique est ainsi exploitée et transmise au système de chauffage. Le circuit fermé du fluide frigorigène dans la pompe à chaleur est entraîné par de l'électricité. La technique de la pompe à chaleur permet d'élever la température de la source de chaleur captée au niveau nécessaire pour le chauffage.

À quoi ressemble une pompe à chaleur?

L'unité extérieure d'une pompe à chaleur ressemble à un boîtier rectangulaire compact avec un ventilateur rond intégré, recouvert d'une grille. Vous trouverez un schéma précis et des informations complémentaires dans notre guide sur les pompes à chaleur Bosch.

Comment fonctionne une pompe à chaleur pour la maison?

Le système de pompe à chaleur fonctionne avec différents composants. Pour pouvoir utiliser une pompe à chaleur pour votre maison, vous devez capter une source de chaleur sur votre terrain. Pour cela, l'énergie thermique peut être puisée dans l'air extérieur, le sol ou la nappe phréatique. La pompe à chaleur transforme la chaleur de l'environnement captée en énergie utilisable pour le chauffage. Le système de distribution et de stockage de la chaleur transporte la chaleur obtenue dans les pièces d'habitation ou la stocke temporairement. Les pompes à chaleur pour la maison fonctionnent le mieux en association avec des radiateurs de surface tels que les murs et les planchers chauffants.

Comment fonctionne une pompe à chaleur aérothermique en hiver?

Le fonctionnement d'une pompe à chaleur aérothermique est également possible en hiver lorsque les températures extérieures sont froides. Ce n'est que lorsque les températures sont fortement négatives qu'une résistance électrique se met en marche comme chauffage d'appoint dans une pompe à chaleur.

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