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Types de pompes à chaleur: que sont-elles, comment fonctionnent-elles et quelle est la meilleure pour vous?

 In Maison intelligente

Type of heat pumps - how they work - which one is the best

Un environnement confortable joue un rôle essentiel dans la façon dont nous passons nos journées, et l’un des moyens d’y parvenir est d’utiliser les climatiseurs et les pompes à chaleur (thermopompes). Nous connaissons tous très bien les climatiseurs, mais la plupart des gens ne savent pas qu’un climatiseur est également un type spécifique de pompe à chaleur et il existe de nombreux autres systèmes qui peuvent être utilisés dans le même but de chauffer ou de refroidir votre maison.

À l’heure actuelle, nous ne pouvons tout simplement pas nous passer d’un système de chauffage et de climatisation appropriés. Il est fondamental de penser au contrôle de la température lors de la conception de bâtiments résidentiels ou commerciaux. Malheureusement, cela présente un inconvénient car ces exigences peuvent entraîner une énorme empreinte énergétique. Bien que certains appareils puissent consommer énormément d’énergie, il existe diverses formes de chauffage et de climatisation qui peuvent être bénéfiques lors de la construction d’une maison économe en énergie.

Voyons quels sont ces autres types de pompes à chaleur, comment elles fonctionnent et comment vous pouvez en choisir une adaptée à vos besoins.

Que sont les pompes à chaleur (thermopompes) ?

What are heat pumps - ducted ac

En termes simples, une pompe à chaleur, aussi appelée thermopompe au Québec, est un appareil utilisé pour transférer la chaleur d’un endroit à un autre. Il peut être utilisé à des fins de chauffage et de refroidissement. Il peut soit prendre la chaleur de l’intérieur et l’éjecter à l’extérieur (refroidissement), soit prendre la chaleur de l’extérieur et l’injecter à l’intérieur (chauffage).

Maintenant, il y a plusieurs manières par lesquelles cette fonction peut être accomplie; passons en revue cela en détail:

L’efficacité des pompes à chaleur est beaucoup plus élevée que celle des radiateurs à résistance électrique. Mais il ya un hic. Cette efficacité diminue à mesure que la différence entre les températures extérieure et intérieure commence à augmenter.

L’utilisation du terme «pompe à chaleur» (thermopompe)  peut amener la plupart des gens à penser que ces appareils ne peuvent que chauffer un espace intérieur et non le refroidir. Mais comme nous l’avons défini précédemment, ils peuvent effectuer les deux tâches, souvent via un seul appareil. Ceci est réalisé grâce à l’utilisation d’une «vanne d’inversion» dans le cas des climatiseurs. Grâce à ce mécanisme, les serpentins du condenseur et de l’évaporateur peuvent être interchangés, c’est-à-dire que le condenseur peut devenir l’évaporateur, et l’évaporateur peut devenir le condenseur, si nécessaire.

Comment fonctionnent les pompes à chaleur?

How do heat pump work

Le fonctionnement d’une pompe à chaleur consiste à déplacer un fluide appelé réfrigérant dans différents composants appelés évaporateur, condenseur, compresseur et détendeur. Le réfrigérant est le principal moyen par lequel la chaleur est évacuée ou ajoutée dans la pièce. Il peut absorber la chaleur de son environnement et le refroidir lorsqu’il est combiné avec d’autres composants tels que des évaporateurs ou un condenseur. Dans le cycle suivant, nous examinerons comment une pompe à chaleur peut être utilisée pour refroidir un espace. Le même processus peut être inversé pour obtenir du chauffage.

Le réfrigérant passe à travers un détendeur, qui convertit le réfrigérant auparavant liquide en un gaz. Pendant cette détente, le réfrigérant se refroidit. Il est ensuite dirigé à travers une série de serpentins dans l’évaporateur, sur lesquels de l’air est soufflé par un ventilateur. De l’air frais est ainsi injecté dans la pièce et la chaleur est absorbée par le fluide frigorigène, qui se transforme en gaz chaud.

Il passe ensuite par le compresseur, où il est comprimé et converti en un gaz haute pression à haute température. Le fluide frigorigène est introduit à travers un réseau de serpentins dans le condenseur sur lesquels de l’air est soufflé par un ventilateur pour évacuer la chaleur stockée et l’éjecter dans l’atmosphère extérieure. Le réfrigérant, qui est maintenant un liquide à ce stade, est circulé à nouveau selon le même processus pour continuer à recevoir de l’air froid.

1.    Type de pompe à chaleur: Pompes à chaleur air-air

Heat Pump Type: Air to Air Heat Pumps

Il est évident que les pompes à chaleur air-air fonctionnent en utilisant l’air comme dissipateur thermique et source de chaleur. Les climatiseurs résidentiels et commerciaux sont des exemples courants de tels systèmes. Ces systèmes sont également réversibles, ce qui signifie qu’ils peuvent être utilisés pour le chauffage ou la climatisation.

Les pompes à chaleur air-air sont des systèmes de climatisation écoénergétiques, avec une installation et des coûts initiaux inférieurs aux autres systèmes de pompe à chaleur. Ils peuvent fournir un chauffage et un refroidissement suffisants dans différentes zones climatiques et sont donc adaptés à une utilisation dans de grandes parties du pays.

Il y a cependant un inconvénient à ces pompes à chaleur. Leur efficacité diminue à mesure que la différence de température entre la température intérieure et extérieure augmente. En cas de froid extrême ou de chaleur extrême, les pompes à chaleur air-air peuvent rencontrer des difficultés à fonctionner comme vous le souhaitez. Dans les climats glaciaux, cela peut notamment être un problème et gêner les opérations de climatisation. Cependant, la fonction de protection contre le gel de certaines pompes à chaleur peut considérablement aider à empêcher vos tuyaux de geler dans un froid extrême à faible coût.

Il existe plusieurs types de pompes à chaleur air-air. Voyons chacun d’entre eux ci-dessous:

a)    Thermopompe mini-split (thermopompe sans conduit)

Les thermopompes mini-split gagnent rapidement en popularité auprès des consommateurs résidentiels et, en fait, commerciaux, en raison de leur facilité d’installation, de leur flexibilité et de leur efficacité énergétique. En fait, ils peuvent être rendus encore plus écoénergétiques lorsqu’ils sont associés à un contrôleur AC intelligent. Ces types de pompes à chaleur ne nécessitent pas un vaste réseau de conduits ou d’évents et conviennent aux rénovations où les structures plus anciennes doivent être équipées d’un système de climatisation moderne.

Ces systèmes se composent de deux parties, une unité intérieure et une unité extérieure. L’unité extérieure abrite le condenseur, qui éjecte la chaleur indésirable à l’extérieur, tandis que l’unité intérieure projette de l’air froid ou chaud dans la pièce.

Une unité extérieure mini-split peut également être utilisée pour alimenter plusieurs unités intérieures, donnant lieu à ce que l’on appelle des mini-splits multi-zones. Grâce à cette méthode, les unités individuelles peuvent être contrôlées indépendamment dans ce que l’on appelle le «zonage».

Mode de protection contre le gel (FP) dans la commande intelligente Cielo Breez Plus

Cielo Breez Plus

Le mode de protection contre le gel est une fonction unique et innovante pour ceux qui ont des maisons dans des climats extrêmement froids. Avec la protection contre le gel, vous pouvez maintenir une température confortable dans l’espace intérieur même lorsqu’il n’est pas utilisé.

Le climatiseur peut fonctionner à un mode de chauffage à faible puissance, garantissant que la pièce ne devienne pas insupportablement glaciale. Ce mode est idéal lorsque vous n’occupez pas l’espace, mais que vous ne voulez pas non plus qu’il gèle ou qu’il fasse vraiment froid

b)     Pompe à chaleur d’air d’échappement

Une variante moins connue des pompes à chaleur air-air est la pompe à chaleur à air d’échappement, qui utilise l’air d’échappement d’un processus séparé et en extrait la chaleur. Les exigences pour un tel type de pompe à chaleur sont qu’elle doit être située à proximité d’un système d’échappement avec un débit constant et des températures constantes.

2.    Type de pompe à chaleur: Pompes à chaleur sous-marines / souterraines

Heat Pump Type: Underwater/Underground Heat Pumps

Comme discuté ci-dessus, un inconvénient des pompes à chaleur ou thermopompe air-air est la variation de température observée dans l’environnement. Parmi les différents types de pompes à chaleur, les pompes à chaleur souterraines ou sous-marines éliminent ce problème car le sol a une température quasi constante tout au long de l’année. Par conséquent, les pompes à chaleur souterraines ou sous-marines fournissent un air froid ou chaud efficace toute l’année. De plus, le rendement des pompes à chaleur pour ce type est bien supérieur à celui des autres types, en raison de leur faible consommation d’énergie.

a)    La pompe à chaleur aquathermique

Les pompes à chaleur aquathermiques utilisent une source d’eau comme moyen d’échange de chaleur. Mais une condition préalable est, bien sûr, qu’une source d’eau soit située à proximité. Ces pompes à chaleur peuvent également fonctionner comme des pompes à chaleur réversibles, absorbant la chaleur de l’eau pour chauffer l’environnement intérieur et libérant également la chaleur absorbée de l’intérieur vers le plan d’eau.

Ceci est réalisé grâce à une série de serpentins ou de boucles placés sous le plan d’eau. Le réfrigérant, dans certains cas, l’eau elle-même, est pompé à travers ces serpentins, puis acheminé à l’intérieur de la maison pour fournir le chauffage ou la climatisation.

Comme mentionné précédemment, les températures sous-marines restent stables tout au long de l’année et les pompes à chaleur à eau peuvent également être utilisées à bon escient dans des climats extrêmes sans baisse de performance.

Même si les systèmes sous-marins ne nécessitent pas de préparation intensive en creusant le sol (comme c’est le cas avec les systèmes géothermiques), ils sont toujours coûteux au départ par rapport aux systèmes air-air.

Une autre distinction peut être faite dans les systèmes sous-marins, à savoir les systèmes en boucle ouverte et en boucle fermée. Un système en boucle fermée contient un réfrigérant, qui est constamment recyclé à travers le réseau de canalisations. Le réfrigérant n’a pas besoin d’être renouvelé encore et encore. Les systèmes en boucle ouverte, par contre, absorbent l’eau de la source d’eau et la pompent à l’intérieur de la maison. Cette eau est ensuite éjectée vers la source d’eau. La même quantité d’eau n’est pas pompée en continu sur le réseau. Les pompes à chaleur à eau sont donc le bon choix pour les maisons rurales proches des plans d’eau.

b)    Pompes à chaleur géothermiques

Les pompes à chaleur géothermiques utilisent la chaleur du sol au lieu de l’eau pour chauffer ou refroidir un espace intérieur. Le sol est également une source de chaleur à température quasi constante tout au long de l’année et peut donc répondre aux besoins de chauffage et de climatisation. Comme pour les pompes à chaleur aquathermiques, un réfrigérant passe à travers des serpentins et des boucles qui sont placés sous terre. Ce réfrigérant est ensuite pompé à l’intérieur de la maison, où la chaleur est échangée.

En été, cela signifie que le réfrigérant transporte le réfrigérant froid à l’intérieur de la maison, où il absorbe la chaleur de l’espace intérieur et se réchauffe, tandis que la maison se refroidit. L’inverse est vrai pendant les hivers lorsque le réfrigérant éjecte de la chaleur dans la pièce tout en se refroidissant.

Les tuyaux souterrains peuvent être posés dans un certain nombre de configurations. Ils peuvent être placés dans des boucles horizontales sous le sol ou peuvent être percés verticalement à de plus grandes profondeurs dans des tuyaux. Ces tuyaux en forme de U sont connectés en bas, formant un réseau interconnecté.

3.    Type de pompe à chaleur: Pompes à chaleur hybrides

Heat Pump Type: Hybrid Heat Pumps

Dans les climats très froids, une pompe à chaleur peut rencontrer des problèmes en raison de la différence de température importante entre la température extérieure et la température intérieure souhaitée. Cela est particulièrement vrai pour les systèmes air-air, qui peuvent cesser de fonctionner à des températures proches du point de congélation, ce qui nécessite l’utilisation d’une fournaise, ce qui représente une dépense supplémentaire.

De plus, même si les pompes à chaleur géothermiques et aquathermiques peuvent fonctionner à l’intérieur d’une plage de température plus large, elles sont meilleures pour le refroidissement que le chauffage.

Pour lutter contre ce problème, des pompes à chaleur hybrides peuvent être utilisées. Ces systèmes sont une combinaison de deux types différents de pompes à chaleur, chacune adaptée aux différentes conditions et exigences climatiques. Un exemple d’un tel agencement est celui des pompes à chaleur à énergie solaire. Ils utilisent l’énergie solaire comme source d’énergie pour alimenter des systèmes de chauffage supplémentaires ou peuvent être utilisés directement pour fournir du chauffage en exploitant l’énergie du soleil.

En un mot – Quel type de thermopompe vous convient le mieux?

Quel que soit le système que vous choisissez parmi les différents types de pompes à chaleur, assurez-vous d’avoir une image complète de la zone climatique dans laquelle vous vous trouvez, de votre budget, de vos besoins et bien sûr de l’emplacement de votre pompe à chaleur. Si vous rénovez un ancien bâtiment existant, vous seriez mieux placé pour opter pour un mini-split. Mais si vous habitez à proximité d’une grande étendue d’eau dans une zone rurale, une pompe à chaleur géothermique ou aquathermique pourrait valoir le coup d’œil.

Outre les préférences personnelles et les limites géographiques, il est important de garder un œil sur les coûts d’installation et d’exploitation. Comme indiqué précédemment, un système géothermique sera coûteux à installer, mais les coûts d’exploitation peuvent être extrêmement faibles, par rapport à une pompe à chaleur sans conduit. Mais d’un autre côté, un système sans conduit sera beaucoup moins cher à acheter et à installer, avec des temps d’installation minimaux également.

Si vous voulez faire un effort supplémentaire, alors les contrôleurs AC intelligents Cielo Breez sont la voie à suivre. Ces appareils intelligents ultramodernes intègrent des fonctionnalités intelligentes dans vos thermopompes ou climatiseurs sans conduit. Savourez l’ingéniosité de la climatisation et du chauffage intelligenge avec Cielo Breez pour bénéficier du confort, du contrôle et de la commodité dans votre expérience de climatisation.

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