Comment fonctionne une pompe à chaleur en mode refroidissement ?

Qu'est-ce qu'une pompe à chaleur ? La pompe à chaleur transfère la chaleur d'un endroit à un autre. La pompe à chaleur à air transporte la chaleur entre l'air se trouvant à l'intérieur d'une maison et l'air de l'extérieur, tandis que la pompe à chaleur géothermique transfère la chaleur entre l'air à l'intérieur d'une maison et le sol de l'extérieur. Nous nous concentrerons sur la pompe à chaleur à air, mais le fonctionnement de base est le même pour les deux.

Qu’est-ce qu’une pompe à chaleur ?

Un point très important à comprendre pour répondre à la question "comment fonctionne la pompe à chaleur ?" est que les pompes à chaleur ne génèrent pas de chaleur - elles déplacent la chaleur d'un endroit à un autre. Un appareil de chauffage crée de la chaleur qui est distribuée dans toute la maison, mais une pompe à chaleur absorbe l'énergie thermique de l'air extérieur (même par temps froid) et la transfère à l'air intérieur. En mode refroidissement, une pompe à chaleur et un climatiseur fonctionnent de manière identique, absorbant la chaleur de l'air intérieur et la restituant par l'unité extérieure.

Si vous décidez de poser une pompe à chaleur, vous devez choisir le type de système le mieux adapté à votre maison, plusieurs facteurs importants doivent être pris en compte, notamment la taille de la maison et le climat local.

Les composants d’un système de pompe à chaleur

Un système de pompe à chaleur à air se compose de deux éléments principaux, une unité extérieure (qui ressemble à l'unité extérieure d'un système de climatisation) et une unité de traitement de l'air intérieur. L'unité intérieure et l'unité extérieure contiennent toutes deux plusieurs sous-composants importants.

L’unité extérieure

L'unité extérieure contient un tuyau et un ventilateur. Le tuyau fonctionne soit comme un condenseur (en mode refroidissement), soit comme un évaporateur (en mode chauffage). Le ventilateur souffle l'air extérieur sur le tuyau pour faciliter l'échange de chaleur.

L’unité intérieure

Comme l'unité extérieure, l'unité intérieure, communément appelée unité de traitement de l'air, contient un tuyau et un ventilateur. Le tuyau agit comme un évaporateur (en mode refroidissement) ou un condenseur (en mode chauffage). Le ventilateur est responsable de la circulation de l'air dans le tuyau et dans les conduits de la maison.

Le réfrigérant

Le réfrigérant est la substance qui absorbe et rejette la chaleur lorsqu'elle circule dans le système de pompe à chaleur.

Le compresseur

Le compresseur pressurise le réfrigérant et le déplace dans tout le système.

La vanne d’inversion

Partie du système de pompe à chaleur qui inverse le flux de réfrigérant, permettant au système de fonctionner en sens inverse et de passer du chauffage au refroidissement.

La vanne d’expansion

Le détendeur agit comme un dispositif de dosage, régulant le débit du réfrigérant lorsqu'il passe dans le système, ce qui permet de réduire la pression et la température du réfrigérant.

Comment fonctionne une pompe à chaleur en mode refroidissement ?

L'une des choses les plus importantes à comprendre sur le fonctionnement des pompes à chaleur et le processus de transfert de la chaleur est que l'énergie thermique veut naturellement se déplacer vers des zones où les températures sont plus basses et la pression moins élevée. Les pompes à chaleur reposent sur cette propriété physique, mettant la chaleur en contact avec des environnements plus frais et à plus basse pression, de sorte que la chaleur peut être transférée naturellement. C'est ainsi que fonctionne une pompe à chaleur.

Etape 1

Le réfrigérant liquide est pompé à travers un dispositif d'expansion au niveau du tuyau intérieur, qui fait office d'évaporateur. L'air de l'intérieur de la maison est soufflé à travers les tuyaux, où l'énergie thermique est absorbée par le réfrigérant. L'air froid qui en résulte est soufflé dans les conduits de la maison. Le processus d'absorption de l'énergie thermique a provoqué le réchauffement du réfrigérant liquide et son évaporation sous forme gazeuse.

Etape 2

Le réfrigérant gazeux passe alors dans un compresseur, qui met le gaz sous pression. Le processus de pressurisation du gaz provoque son réchauffement. Le réfrigérant chaud et sous pression se déplace à travers le système jusqu'au tuyau de l'unité extérieure.

Etape 3

Un ventilateur dans l'unité extérieure déplace l'air extérieur à travers les tuyaux, qui servent de condenseurs en mode refroidissement. L'air extérieur étant plus froid que le gaz comprimé chaud du tuyau, la chaleur est transférée du réfrigérant à l'air extérieur. Au cours de ce processus, le réfrigérant se condense à nouveau à l'état liquide en se refroidissant. Le réfrigérant liquide chaud est pompé à travers le système jusqu'à la soupape d'expansion des unités intérieures.

Etape 4

La soupape de détente réduit la pression du liquide réfrigérant chaud, ce qui le refroidit considérablement. À ce stade, le réfrigérant est à l'état liquide et froid et prêt à être pompé vers le tuyau d'évaporation de l'unité intérieure pour recommencer le cycle.