Guide de lecture
Les pompes à chaleur font fureur ces jours-ci, notamment en Europe, où certains pays s'efforcent d'interdire l'installation de poêles et de chaudières à combustibles fossiles au profit d'options plus respectueuses de l'environnement, notamment les pompes à chaleur économes en énergie.(Les fournaises chauffent l'air et le distribuent à travers des tuyaux dans toute la maison, tandis que les chaudières chauffent l'eau pour fournir de l'eau chaude ou du chauffage à la vapeur.) Cette année, le gouvernement américain a commencé à offrir des incitations fiscales pour l'installation de pompes à chaleur, qui ont tendance à coûter plus cher que les fournaises traditionnelles. mais sont beaucoup plus efficaces à long terme.
Dans le domaine des véhicules à énergies nouvelles, la capacité limitée des batteries a également incité l’industrie à se tourner vers les pompes à chaleur.Il est donc peut-être temps d’apprendre rapidement ce que signifient les pompes à chaleur et ce qu’elles font.
Quel est le type de pompe à chaleur le plus courant ?
Compte tenu du récent buzz, vous pourriez être surpris d'apprendre que vous utilisez déjà unpompe à chaleur- vous en avez probablement plusieurs dans votre maison et plusieurs dans votre voiture.Vous ne les appelez tout simplement pas pompes à chaleur : vous utilisez les termes « réfrigérateur » ou « climatiseur ».
En fait, ces machines sont des pompes à chaleur, ce qui signifie qu’elles déplacent la chaleur d’un endroit relativement froid vers un endroit relativement chaud.La chaleur circule spontanément du chaud vers le froid.Mais si vous voulez le faire passer du froid au chaud, vous devez le « pomper ».La meilleure analogie ici est celle de l’eau, qui coule d’elle-même le long d’une colline, mais qui doit être pompée pour remonter la colline.
Lorsque vous pompez la chaleur contenue dans une sorte d’espace de stockage froid (air, eau, etc.) vers l’espace de stockage chaud, l’espace de stockage froid devient plus froid et l’espace de stockage chaud devient plus chaud.C'est en fait la raison d'être de votre réfrigérateur ou de votre climatiseur : il déplace la chaleur d'un endroit où elle n'est pas nécessaire vers un autre endroit, et vous ne vous souciez pas de perdre un peu de chaleur supplémentaire.
Comment réaliser un refroidisseur pratique avec une pompe à chaleur ?
L’idée clé qui a produitpompes à chaleur est apparu au début du 19e siècle, lorsqu'un certain nombre d'inventeurs, dont Jacob Perkins, ont réalisé qu'ils pouvaient refroidir quelque chose de cette façon sans gaspiller les liquides volatils qui s'évaporaient pour réaliser le refroidissement.Au lieu de rejeter ces vapeurs dans l’atmosphère, ont-ils soutenu, il serait préférable de les collecter, de les condenser en un liquide et de réutiliser ce liquide comme liquide de refroidissement.
C'est à cela que servent les réfrigérateurs et les climatiseurs.Ils évaporent les réfrigérants liquides et utilisent la vapeur froide pour absorber la chaleur de l’intérieur d’un réfrigérateur ou d’une voiture.Ensuite, ils compriment le gaz, qui se condense à nouveau sous forme liquide.Ce liquide est maintenant plus chaud qu'au début, de sorte qu'une partie de la chaleur qu'il retient peut facilement (éventuellement à l'aide d'un ventilateur) s'écouler dans l'environnement - que ce soit à l'extérieur ou ailleurs dans la cuisine.
Cela dit : vous connaissez très bien les pompes à chaleur ;C'est juste que vous continuez à les appeler des climatiseurs et des réfrigérateurs.
Faisons maintenant une autre expérience de pensée.Si vous disposez d’une climatisation de fenêtre, vous pouvez même le faire comme une véritable expérience.Installez à l'envers.Autrement dit, installez ses commandes à l’extérieur de la fenêtre.Faites-le par temps frais et sec.Qu'est-ce qui va se passer?
Comme on peut s'y attendre, il souffle de l'air froid dans votre jardin et libère de la chaleur dans votre maison.Il transporte donc toujours de la chaleur, ce qui rend votre maison plus confortable en la chauffant.Bien sûr, cela refroidit l'air extérieur, mais cet effet devient minime une fois que vous êtes loin de Windows.
Vous disposez désormais d’une pompe à chaleur pour chauffer votre maison.Ce n'est peut-être pas le meilleurpompe à chaleur, mais ça marchera.De plus, lorsque l'été arrive, vous pouvez également le retourner et l'utiliser comme climatiseur.
Bien sûr, ne faites pas ça.Si vous l'essayez, il échouera sans aucun doute la première fois qu'il pleuvra et que de l'eau pénétrera dans le contrôleur.Au lieu de cela, vous pouvez vous acheter une pompe à chaleur commerciale « à air » qui utilise le même principe pour chauffer votre maison.
Le problème, bien sûr, c'est que la vodka coûte cher et que vous en manquerez rapidement pour refroidir le vin.Même si vous remplacez la vodka par un alcool à friction moins cher, vous vous plaindrez bientôt de la dépense.
Certains de ces appareils sont équipés de vannes d'inversion, qui permettent au même appareil de remplir un double rôle : ils peuvent pomper la chaleur de l'extérieur vers l'intérieur ou de l'intérieur vers l'extérieur, fournissant à la fois de la chaleur et de la climatisation, comme décrit ci-dessous.
Pourquoi les pompes à chaleur sont-elles plus efficaces que les radiateurs électriques ?
Les pompes à chaleur sont plus efficaces que les radiateurs électriques car elles ne nécessitent pas d’électricité pour produire de la chaleur.L'électricité consommée par unpompe à chaleurgénère de la chaleur, mais plus important encore, il pompe la chaleur de l’extérieur vers votre maison.Le rapport entre la chaleur dégagée dans la maison et l’énergie envoyée au compresseur électrique est appelé coefficient de performance, ou COP.
Un simple radiateur électrique qui fournit toute la chaleur générée par l’élément chauffant électrique a un COP de 1. En revanche, le COP d’une pompe à chaleur peut être d’un ordre de grandeur plus élevé.
Cependant, le COP d’une pompe à chaleur n’est pas une valeur fixe.Elle est inversement proportionnelle à la différence de température entre les deux réservoirs dans lesquels la chaleur est pompée.Cela dit, si vous pompez de la chaleur d’un réservoir pas trop froid vers un bâtiment pas trop chaud, le COP sera élevé, ce qui signifie que votre pompe à chaleur est très efficace pour utiliser l’électricité.Mais si vous essayez de pomper la chaleur d’un réservoir extrêmement froid vers un bâtiment déjà chaud, la valeur COP est réduite, ce qui signifie que l’efficacité en souffre.
Le résultat est celui auquel vous vous attendez intuitivement : il est préférable d'utiliser l'objet le plus chaud que vous puissiez trouver comme réservoir de chaleur extérieure.
Les pompes à chaleur à air, qui utilisent l’air extérieur comme réservoir de chaleur, sont la pire option à cet égard, car l’air extérieur est très froid pendant la saison de chauffage hivernale.Les pompes à chaleur géothermiques (également appelées pompes à chaleur géothermiques) sont encore meilleures, car même en hiver, le sol à moyenne profondeur est encore assez chaud.
Quelle est la meilleure source de chaleur pour les pompes à chaleur ?
Le problème avec la source terrestrepompes à chaleurc'est que vous avez besoin d'un moyen d'accéder à ce réservoir de chaleur enterré.Si vous disposez de suffisamment d’espace autour de votre maison, vous pouvez creuser des fossés et enterrer un tas de tuyaux à une profondeur raisonnable, par exemple quelques mètres de profondeur.Vous pouvez ensuite faire circuler un liquide (généralement un mélange d’eau et d’antigel) à travers ces tuyaux pour absorber la chaleur du sol.Alternativement, vous pouvez percer des trous profonds dans le sol et installer des tuyaux verticalement dans ces trous.Mais tout cela coûtera cher.
Une autre stratégie accessible à quelques chanceux consiste à extraire la chaleur d’un plan d’eau voisin en plongeant un tuyau dans l’eau à une certaine profondeur.On les appelle pompes à chaleur à eau.Certaines pompes à chaleur utilisent une stratégie plus inhabituelle consistant à extraire la chaleur de l'air sortant du bâtiment ou de l'eau chaude solaire.
Dans les climats très froids, il est judicieux d’installer si possible une pompe à chaleur géothermique.C'est probablement la raison pour laquelle la plupart des pompes à chaleur en Suède (qui possède l'un des plus grands nombres de pompes à chaleur par habitant) sont de ce type.Mais même la Suède possède un pourcentage élevé de pompes à chaleur à air, ce qui dément l’affirmation courante (du moins aux États-Unis) selon laquelle les pompes à chaleur ne conviennent que pour chauffer les maisons dans des climats doux.
Ainsi, où que vous soyez, si vous pouvez vous permettre des coûts initiaux plus élevés, la prochaine fois que vous devrez décider comment chauffer votre maison, envisagez d'utiliser une pompe à chaleur au lieu d'un poêle ou d'une chaudière traditionnelle.
Heure de publication : 19 octobre 2023