Notre planète, chaque jour, absorbe de l'énergie solaire qu'elle stocke sous forme de calories.
L'air , l'eau ou encore le sol emmagasinent une grande quantité de chaleur, sans cesse renouvelée par le soleil et l’eau de pluie.
La pompe à chaleur est un appareil capable de capter l’énergie thermique de l’environnement extérieur pour la restituer à l’intérieur d’un bâtiment dans le but de le chauffer.
En l’exploitant, cette réserve de chaleur réapprovisionnée en permanence, la pompe à chaleur est une solution pour produire de la chaleur à partir de l’énergie inépuisable, propre et gratuite, puisée dans l’environnement.
La pompe à chaleur peut donc récupérer l’énergie de 3 sources différentes, en fonction du milieu environnant :
- La récupération de la chaleur dans l'air extérieur.
- La récupération de la chaleur dans le sol.
- La récupération de la chaleur dans l’eau.
A l’inverse du réfrigérateur qui puise de la chaleur à l'intérieur de lui même, (ce qui abaisse sa température) et la rejette à l'extérieur, la pompe à chaleur, prélève un peu de chaleur à l’extérieur, augmente son niveau de température et restitue une chaleur plus élevée dans votre habitation.
La pompe à chaleur est une machine thermodynamique constituée d'un circuit fermé et étanche dans lequel circule un fluide frigorigène à l'état liquide ou gazeux selon les organes qu'il traverse.
Le Cycle thermodynamique :
- À la sortie du compresseur, le fluide est sous forme de vapeur à haute pression et sa température est élevée.
- Dans le condenseur, le fluide cède de l'énergie qui est transférée vers circuit de chauffage sous forme de chaleur.
- À la sortie du condenseur, le fluide est sous forme liquide et sa température a diminué légèrement.
- Dans le détendeur, l'énergie du fluide (son enthalpie) reste constante.
- À la sortie du détendeur, le fluide est un mélange liquide-gaz à basse pression et basse température.
- Dans l'évaporateur, le fluide récupère de l'énergie sous forme de chaleur (circuit de captage). La pression reste constante et le fluide devient totalement gazeux.
- À la sortie de l'évaporateur, le fluide est chaud et à faible pression.
- Dans le compresseur, le gaz est comprimé et passe donc d'une basse pression à une pression plus élevée grâce à l'énergie mécanique fournie par le compresseur. Cette transformation peut se faire à température constante.
Il existe deux technologies différentes :
- la détente directe : elle se compose d'un seul circuit. Le fluide frigorigène passe directement dans le sol chauffant ou les convecteurs. Le circuit de captage joue le rôle d'évaporateur et celui de chauffage assure la condensation.
- les fluides intermédiaires : elle possède un circuit séparé pour le captage, la pompe à chaleur et le chauffage. Ce système est un peu plus coûteux, mais plus performant, notamment pour le rafraîchissement, et il utilise moins de fluide frigorigène.
Le fluide frigorigène :
Le fonctionnement des machines thermodynamiques (réfrigérateur, pompe à chaleur) est fondé sur la capacité des fluides frigorigènes à se vaporiser et se condenser à température ambiante.
Les fluides à utiliser sont de type HFC (R407C, R410A et R417A), inoffensifs vis à vis de la couche d'ozone et, pour certains, présentant un effet de serre plus faible (le R22 est à proscrire Il contient du chlore et c’est un gaz à effet de serre puissant).