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Comment fonctionne une pompe à chaleur?
Le mode de fonctionnement d'une PAC est, sur le principe, identique à celui d'un appareil ménager que nous utilisons tous quotidiennement: le refrigérateur.
Alors que le refrigérateur extrait la chaleur de l'intérieur de l'appareil pour la rejeter vers l'extérieur, la PAC extrait la chaleur de l'extérieur afin de chauffer l'intérieur d'un bâtiment. C'est la même fonction qui est inversée.
Lorsque la chaleur de l'environnement chauffe nos foyers
Des quantités d'énergie non négligeables sont stockées dans l'air, le sol et l'eau. Cette énergie constamment renouvellée provient du rayonnement solaire, des précipitations et du flux de chaleur géothermique. Avec les PAC, il est possible de valoriser et d'utiliser cette énergie gratuite.
Fonctionnement d'une PAC
La chaleur de l'environnement provenant de l'air, du sol ou de l'eau est conduite à l'évaporateur et ainsi transmise à la PAC. Grâce à son point d'ébulition bas, le fluide circulant dans la PAC se transforme en vapeur. Dans le compresseur, la vapeur est comprimée ce qui engendre une augmention de sa température. Et dans le condensateur, la vapeur chaude transmet finalement sa chaleur au système de circulation d'eau de l'installation de chauffage. La pression retombe dans la soupape de détente et le processus peut recommencer depuis le début. En Suisse, la première PAC d'importance a été installé dans la mairie de Zürich en 1931. La mairie est toujours équipé d'une PAC et continue de se chauffer de façon efficiente et dans le respect de l'environnement.
Un miracle d'efficience
Grâce aux PAC, la chaleur de l'environnement (air, sol ou eau) d'un niveau de température peu élevé est transformée en chaleur à usage domestique à un niveau de température plus élevé. Cette transformation se fait grâce au compresseur de la PAC, lequel a besoin d'énergie électrique pour fonctionner. L'efficience d'une PAC est reflétée par son coefficient de performance. Le coefficient de performance des PAC s'est amélioré de façon constante ces dernières années. Il se calcule en divisant la puissance thermique totale fournie par la puissance électrique consommée. Cette valeur est d'autant plus optimale lorsque que la différence de température entre la source de chaleur prélevée dans l'environnement et la température de distribution de la chaleur domestique est faible.
Il est également déterminant, pour l'efficacité globale du système, que les appareils auxiliaires comme par exemple les pompes de circulation soient dimensionnés de la manière la plus fine possible, en choisissant également parmi les appareils disponibles, ceux de la meilleure classe énergétique.
Monovalent
Lorsque la chaleur domestique d'un foyer provient exclusivement d'une PAC, on parle de fonctionnement monovalent. La grande majorité des PAC installées sont de type monovalent. L'eau chaude sanitaire est également le plus souvent chauffée par la PAC.
Bivalent
Lorsque la PAC est secondée par une autre source de production de chaleur, comme par exemple un chauffage au bois ou des panneaux solaires thermiques, on parle de fonctionnement bivalent.