N°1 - Le principe de fonctionnement - niv. 3 à 4

N°1 - Le principe de fonctionnement - niv. 3 à 4


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Les pompes à chaleur sont des machines frigorifiques.
Avant d'étudier ce dossier, il est souhaitable d'avoir étudié dans la rubrique Froid 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".

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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.

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Il existe des climatiseurs dits réversibles, capables de refroidir les locaux en été mais, aussi, de fonctionner en hiver en mode pompe à chaleur.
Certains modèles dits de type "Windows" s'installent par exemple "au travers" d'une paroi extérieure:

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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

Q1 : Etudiez le schéma et l'animation ci-dessous, puis complétez le tableau.

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Pompe à Chaleur
Le condenseur est « la partie chaude » de la pompe à chaleur.

Pompe à Chaleur

On pourra étudier dans la rubrique Froid le dossier  « Présentation des machines frigorifiques » .


Visualisez l'animation ci-dessous.

Question

Q2 : En vous aidant si nécessaire de l'animation ci-dessus, traduisez en anglais.

Pompe à Chaleur
Pompe à Chaleur