Pompe à chaleur

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    Les pompes à chaleur – efficaces avec l’énergie renouvelable

    Les pompes à chaleur utilisent la chaleur présente dans le sol, les nappes d'eau souterraines ou dans l'air afin de l'utiliser pour le chauffage et la préparation d'eau chaude sanitaire. Et pas uniquement cela – en association avec un ballon d’eau chaude, il est en outre possible d’assurer l’approvisionnement en eau chaude sanitaire. Vous trouverez ici un aperçu des propriétés fondamentales d’une pompe à chaleur.

    Avantages d'une pompe à chaleur

    • Coûts en énergie de chauffage réduits jusqu'à 50 pour cent
    • Economique, même par des températures extérieures de -20 °C
    • Sans émissions de CO2 («chauffage zéro émission» en utilisant l'électricité verte)

    Comment fonctionne une pompe à chaleur? Dans notre académie à Lupfig, nous expliquons la technologie système innovante: aujourd'hui, le principe de fonctionnement d'une pompe à chaleur figure au programme - de manière simple et compréhensible. Cliquez maintenant!

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    Subventions

    Les pompes à chaleur STIEBEL ELTRON sont si efficaces qu'elles bénéficient de subventions très élevées dans certaines localités.

    Les sources de chaleur de la pompe à chaleur

    Selon que vous souhaitez utiliser l'air extérieur, le sol (capteurs terrestres ou sonde géothermique), l'eau (nappes souterraines ou eaux de surface) en qualité de source de chaleur, différents types de pompes à chaleur sont à votre disposition. Dans certains cas, on peut également utiliser l'air extrait des installations de ventilation des logements avec une pompe à chaleur (pompe à chaleur sur air extrait). Ces systèmes ne sont toutefois appropriés que pour les maisons d'habitation disposant d'une bonne isolation thermique.

    Comparatif simple des différents types de pompes à chaleur

    Quelles sources de chaleur les pompes à chaleur utilisent-elles? Les pompes à chaleur - savez-vous au juste avec quoi on chauffe ? Non ? Pas grave ... Nous vous l'expliquons volontiers! Regarder la vidéo et tout apprendre sur les différentes sources de chaleur.

    Dépenses d'une pompe à chaleur

    Les coûts d’une pompe à chaleur sont individuels et varient d’un bien à un autre. De manière générale, il est néanmoins possible d’affirmer que les coûts d’investissement d’une pompe à chaleur sont légèrement supérieurs à ceux d’un chauffage conventionnel basé sur des combustibles fossiles. D’un autre côté, les coûts d’exploitation d’une pompe à chaleur sont nettement inférieurs, si bien que l’investissement se rentabilise au fil des ans. Il existe également des différences de coût entre les différents types de pompes à chaleur. ainsi, une pompe à chaleur air | eau présente les coûts d’investissement les plus attractifs; une pompe à chaleur eau glycolée | eau (géothermie) offre en revanche une meilleure efficacité énergétique.

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    Principe de fonctionnement d'une pompe à chaleur

    La pompe à chaleur est un chauffage thermodynamique. Il est capable de transformer l'énergie de l'environnement en chaleur pour la maison. À cet effet, la chaleur contenue dans les nappes d'eau, le sol, l'air frais ou l'air extrait est d'abord prélevée via un évaporateur, puis injectée dans le système de chauffage via le condenseur. Env. cinq parts d'énergie environnementale et une part d'énergie électrique sont fournies en tant qu'énergie de chauffage. L'énergie électrique est nécessaire pour «pomper» l'énergie environnementale disponible aux basses températures de -20 °C à +35 °C (air) à un niveau de température utilisable pour le chauffage (eau chaude).

    Le fonctionnement d’une pompe à chaleur est en principe l’opposé de celui du réfrigérateur : Ce dernier prélève la chaleur dans son compartiment intérieur et la cède de nouveau à l’extérieur. Ainsi, les produits alimentaires restent frais, même lorsque des températures estivales règnent dans la cuisine. Pour une pompe à chaleur, c’est exactement l’inverse: Celle-ci prélève la chaleur à l’extérieur et la restitue au système de chauffage de la maison sous forme d’énergie calorifique.

    Principe détaillé d’une pompe à chaleur

    Le fluide moteur (fluide frigorigène) apporte la contribution la plus importante au fonctionnement d’une pompe à chaleur. Le fluide moteur a la caractéristique de s’évaporer à très basse température. Si l’on fait circuler de l'air extérieur ou de l’eau via un échangeur de chaleur dans le fluide moteur, celui-ci extrait la chaleur de la source de chaleur. Au cours de ce processus, le fluide moteur passe de l’état liquide à l’état gazeux. La source de chaleur se refroidit de quelques degrés au cours de l’opération.


    Un compresseur aspire le fluide moteur gazeux et le comprime. L’augmentation de la pression provoque également l’augmentation de la température – Le fluide moteur est «pompé» à un niveau de température supérieur. De l’énergie électrique est nécessaire à cet effet. Avec les compresseurs refroidis par le gaz aspiré, la chaleur du moteur n’est pas perdue. La chaleur du moteur est injectée avec le fluide moteur comprimé dans le condenseur situé en aval. Ici, le fluide moteur cède sa chaleur accumulée au système de circulation du chauffage à eau chaude en se liquéfiant. La pression existante du fluide moteur est évacuée à l’aide d’un détendeur et le cycle recommence.

    Le rendement d’une pompe à chaleur peut être évalué par l’intermédiaire du Coefficient Of Performance COP ou coefficient de performance. Celui-ci résulte du quotient de la chaleur Q cédée au circuit de chauffage et de l’énergie utilisée, c’est-à-dire COP = Q/E. Pour une pompe à chaleur, l’énergie utilisée est souvent électrique.

    La catégorie ηCP  d’une pompe à chaleur est le coefficient de performance réel en référence au coefficient de performance idéal d’une pompe à chaleur. Le rendement idéal dépend des niveaux de température utilisés. Il en résulte que COP = COPideal * ηPC. Dans la pratique, on obtient des catégories de 0.45 à 0.55.

    Variantes d'installation et modes de fonctionnement de la pompe à chaleur

    Selon la température de départ et la température extérieure, la pompe à chaleur fonctionne différemment. Concernant la manière de faire fonctionner une pompe à chaleur, les désignations suivantes ont été établies.

    Monovalent
    Ici, la pompe à chaleur est le seul générateur de chaleur de chauffage du bâtiment. Ce mode est adapté à tous les chauffages basses températures jusqu'à une température de départ maximale de 60 °C.

    Mono énergétique
    Dans ce mode, la pompe à chaleur électrique est assistée par un chauffage d'appoint électrique. Cela est principalement nécessaire avec les pompes à chaleur air | eau afin de fournir une puissance calorifique suffisante lorsque les températures extérieures sont basses.

    Bivalent-alternatif
    La pompe à chaleur couvre seule l'intégralité des besoins calorifiques jusqu'à une température extérieure prédéfinie (p. ex.. 0 °C). Lorsque la température descend en deçà de ce seuil, la pompe à chaleur s'arrête et le second générateur de chaleur assure le chauffage.

    Bivalent-parallèle
    La pompe à chaleur fournit seule la puissance calorifique nécessaire jusqu'à une température extérieure prédéfinie. Aux basses températures, le second générateur de chaleur intervient en complément. Si la température extérieure descend en deçà de la seconde valeur de soleil, la pompe à chaleur s'arrête et le second générateur de chaleur couvre l'intégralité des besoins en chauffage. Contrairement au mode bivalent alternatif, la part de la pompe à chaleur dans la fourniture de la puissance calorifique annuelle est nettement plus importante.

     

    Bilan écologique de la pompe à chaleur

    Une pompe à chaleur efficace utilise écologiquement la chaleur de son environnement. Il y a trois choses à prendre en compte pour tester à quel point la pompe à chaleur est respectueuse du climat. Un premier élément est le coefficient de performance annuel, c’est-à-dire le rapport entre la quantité annuelle d’énergie calorifique fournie et la quantité annuelle d’énergie consommée. Ensuite, il convient de noter d’où vient le courant nécessaire et éventuellement les émissions de CO2 dont il peut être à l’origine. Enfin, le fluide frigorigène est susceptible d’influer négativement l’environnement au cas où celui-ci est rejeté dans l’atmosphère. Les pompes à chaleur modernes utilisent cependant des fluides frigorigènes écologiques, même en cas de fuite dans l’air.

    Vous posez des questions, nous y répondons: les pompes à chaleur utilisent de l’électricité – sont-elles véritablement écologiques? Regarder la vidéo et ne pas avoir plus de point d'interrogation au-dessus de la tête.

    Consommation électrique

    Grâce  à une pompe à chaleur, 80 % de l’énergie de chauffage nécessaire peuvent être prélevés simplement dans l’air ou dans le sol - c’est-à-dire à partir de sources énergétiques écologiques et renouvelables à 100 %. Les 20 % restants de l’énergie de chauffage sont de l’électricité ; une pompe à chaleur fonctionne à l’aide d’énergie électrique. Dans le cas idéal, l’électricité provient de votre propre installation photovoltaïque! À titre de comparaison: avec un chauffage au fioul ou au gaz, 100 % de l’énergie de chauffage nécessaire provient de sources d’énergie fossiles, non renouvelables.

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