Les pompes à chaleur sont des machines frigorifiques.
Avant d'étudier ce dossier, il est souhaitable d'avoir étudié le dossier "Présentation des machines frigorifiques".
De façon générale, les machines frigorifiques permettent de transférer de la chaleur d’un milieu à refroidir (par exemple un local climatisé) vers un milieu d’évacuation plus chaud (par exemple l’air extérieur).
Ce déplacement anormal de chaleur d’un milieu froid vers un milieu plus chaud nécessite une consommation d’énergie, généralement électrique.
Le transfert de chaleur s’effectue par évaporation/condensation successives d’un fluide dit "frigorigène".
Visualisons le fonctionnement de la machine frigorifique.
Vidéo de Florian Bisbau (Klima-Formation).
En hiver, il n’est plus question d’enlever de la chaleur aux locaux mais de leur en apporter. C’est ce que permettent les machines frigorifiques utilisées en "mode chauffage" dites "pompes à chaleur".
Pour comprendre le fonctionnement des pompes à chaleur, il faut d’abord se convaincre que même par temps très froid, l’air extérieur contient beaucoup de chaleur… Ce n’est en effet qu’à –273 [°C] qu’il n’en contiendrait plus (voir dossier de physique appliquée "Température, dilatation en Génie Climatique").
On peut ainsi utiliser une machine frigorifique pour "refroidir l’air extérieur" ce qui revient à y puiser de la chaleur, et évacuer la chaleur récupérée dans le local à chauffer.
Il existe des climatiseurs dits réversibles, capables de refroidir les locaux en été mais aussi de fonctionner en hiver en mode pompe à chaleur.
- En été, les climatiseurs puisent de la chaleur dans le bâtiment à refroidir et la rejette à l’extérieur. En mode chauffage, les climatiseurs réversibles puisent en hiver de la chaleur à l’extérieur du bâtiment pour l’évacuer à l’intérieur des locaux. Ils fonctionnent alors comme des pompes à chaleur.
- En hiver les pompes à chaleur puisent de la chaleur à l’extérieur et la rejette dans le bâtiment réchauffer. En mode refroidissement, les pompes à chaleur réversibles puisent en été de la chaleur à l’intérieur du bâtiment pour l’évacuer à l'extérieur. Elles fonctionnent alors comme des climatiseurs.
Dans la vidéo ci-dessous on parle ainsi d’une pompe à chaleur "réversible" fonctionnant successivement en mode refroidissement puis en mode chauffage.
Les vidéos récapitulatives de Maurice.
Question
Remarque
Le climatiseur représenté ci-dessus est de type "Windows". Il s'installe "au travers" d'une paroi extérieure.
Les climatiseurs de type Window sont peu utilisés en Europe, mais leur compacité permet de réaliser des schémas faciles à comprendre.
Le condenseur est "la partie chaude" de la pompe à chaleur.
On pourra étudier le dossier "Présentation des machines frigorifiques".
Visualisez l'animation ci-dessous.
Question
Vidéo de Florian Bisbau (Klima-Formation).