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Comment fait une pompe à chaleur pour diffuser de l'air chaud ?

Principe de la pompe à chaleur air-air ou aérothermique

Une pompe à chaleur air-air puise et récupère les calories présentes dans l’air extérieur (chaud ou froid) au moyen d’un compresseur.
L’air compressé passe dans un circuit de transfert de chaleur qui comporte 2 échangeurs de chaleur : l’évaporateur pour capter les calories dans le milieu froid et le condenseur qui augmente sa température pour délivrer les calories dans le milieu chaud.
Les pompes à chaleur assurent son COP maximum jusqu'à -15°C, elle produira toujours de l'air chaud. 
Contrairement à l'eau, l’air ne gèle pas lors de températures inférieures à 0°C car il conserve une bonne quantité d’énergie et il est possible d’en extraire de la chaleur même lorsqu’il fait très froid à l’extérieur. 

À quoi ressemble le système ?

Le dispositif de chauffage avec la pompe à chaleur se compose de 2 unités :

  • La pompe à chaleur est placée à l’extérieur, au sol ou contre un mur, afin de capter l’air.
    Une pompe à chaleur est généralement composée de 4 éléments qui procèdent par étapes :
    1. Évaporateur : à l'intérieur de celui-ci la chaleur calorifique de l'air (même en dessous de 0 degré) est captée puis "mélangée" à un fluide frigorigène (R32).
      La température du fluide augmente rapidement et il se transforme en vapeur (gaz).
    2. Compresseur : le gaz est aspiré vers le compresseur, où il est comprimé sous haute pression et atteint une température élevée.
    3. Condenseur : dans le condenseur, le gaz donne une partie de sa chaleur au circuit de chauffage du bâtiment puis il se condense et devient à nouveau liquide.
    4. Détendeur : une chute de pression provoque une baisse de température dans le liquide frigorigène, maintenant plus froid que la source de chaleur et le cycle recommence.
  • L’unité intérieure (diffuseur) envoie l’air chaud ou froid dans les pièces de maison.

Ces 2 unités fonctionnent à l’électricité.
La pompe à chaleur restitue plus d’énergie / de calories qu’elle n’en consomme.
Le coefficient de performance énergétique (COP) d’une pompe à chaleur est calculé en divisant l’énergie livrée (la chaleur fournie) par l’énergie (électrique) utilisée.

5 kWh de chaleur par kWh d’électricité consommée

Une pompe à chaleur doit avoir un coefficient de performance énergétique (COP) de plus ou moins 5, ce qui fait qu’elles sont particulièrement économiques (au moins 75% de l’énergie nécessaire est livrée par l’air).

Pompe à chaleur réversible

La pompe à chaleur air-air a l’avantage de fonctionner dans les 2 sens : elle diffuse de la chaleur en hiver, et l’été, le système s’inverse pour rafraîchir l’air ambiant.  Ce système permet de garder une température constante dans l'habitation quelle que soit la saison.