La pompe à chaleur est un système thermodynamique qui permet de transférer la chaleur d’un milieu à basse température vers un milieu à haute température. Elle joue un rôle crucial dans le domaine de l’énergie, en offrant une alternative efficace et écologique pour le chauffage et la climatisation des bâtiments. Dans cet article, on va comprendre le fonctionnement de la pompe à chaleur, tout en déterminant les principes de base de son cycle thermodynamique et les différents composants qui la composent. Découvrez dans les lignes qui suivent les étapes de fonctionnement d’une pompe à chaleur !
Étape 1 : l’évaporation
L’évaporation est la première étape du cycle thermodynamique d’une pompe à chaleur. Dans cette phase, un fluide frigorigène, généralement un réfrigérant liquide à basse température, circule dans un évaporateur. Lorsqu’il entre en contact avec l’air chaud de l’environnement, le fluide absorbe la chaleur de l’air et s’évapore, se transformant en vapeur.
Absorption de chaleur dans l’évaporateur
La chaleur de l’environnement est absorbée par le fluide frigorigène à l’état liquide, ce qui lui permet de s’évaporer. Cette absorption de chaleur est rendue possible par la différence de température entre l’air ambiant et le fluide frigorigène.
Conservation du fluide frigorigène en vapeur
Lorsque le fluide frigorigène absorbe suffisamment de chaleur dans l’évaporateur, il se transforme en vapeur. Cette conversion de l’état liquide à l’état gazeux permet au fluide d’emmagasiner davantage d’énergie thermique.
Étape 2 : la compression
La compression est une étape cruciale dans le fonctionnement d’une pompe à chaleur. La vapeur de fluide frigorigène produite dans l’étape précédente est acheminée vers le compresseur. Le compresseur exerce une pression sur la vapeur, ce qui augmente sa température et sa pression.
Compression de la vapeur par le compresseur
Le compresseur joue un rôle essentiel dans le cycle thermodynamique de la pompe à chaleur. En comprimant la vapeur de fluide frigorigène, il élève sa température et sa pression. Cela permet de concentrer l’énergie thermique, facilitant ainsi le transfert de chaleur vers l’endroit où elle est nécessaire.
Augmentation de la température et de la pression
Grâce à la compression, la vapeur de fluide frigorigène atteint une température et une pression élevées. Cela permet à l’appareil de chauffage de transférer efficacement la chaleur captée dans l’environnement vers l’espace à chauffer ou l’eau à réchauffer.
Étape 3 : la condensation
Après avoir été comprimée, la vapeur de fluide frigorigène sous haute pression et haute température est acheminée vers le condenseur. C’est ce dernier qui permet au fluide frigorigène de rejeter la chaleur absorbée dans l’évaporateur vers le milieu extérieur. Pendant ce temps, la chaleur est transférée du fluide vers l’air ambiant, ce qui permet au fluide de se refroidir et de retourner à l’état liquide.
Liquéfaction du fluide frigorigène
À mesure que la vapeur se refroidit dans le condenseur, elle se liquéfie complètement. Le fluide frigorigène liquide est ensuite acheminé vers le détendeur pour préparer la prochaine étape du cycle thermodynamique.
Étape 4 : la détente
Après avoir été liquéfié dans le condenseur, le fluide frigorigène sous haute pression passe par le détendeur. Ce dernier a pour rôle de réduire la pression du fluide, entraînant ainsi une baisse de sa température. Grâce à cette détente, le fluide frigorigène est prêt à entrer à nouveau dans l’évaporateur pour recommencer le cycle thermodynamique. Cette étape permet de préparer le fluide à absorber, à nouveau, la chaleur de l’environnement et de maintenir le fonctionnement efficace de la pompe à chaleur.
Réduction de la pression du fluide frigorigène dans le détenteur
Par la suite, le fluide frigorigène liquide passe à travers le détendeur, qui est un dispositif de régulation de pression. Le détendeur réduit la pression du fluide, ce qui entraîne une baisse de sa température.
Baisse de la température du fluide
La réduction de la pression dans le détendeur provoque une chute significative de la température du fluide frigorigène. Celui-ci est alors prêt à entrer à nouveau dans l’évaporateur pour recommencer le même cycle.
Bien que vous savez à présent le fonctionnement d’une pompe à chaleur, il est préférable de laisser son installation à un expert, comme La Cassagne CDM. Il s’agit d’une entreprise spécialisée dans le chauffage et la climatisation à Sainte-Étienne.
