Les principes de fonctionnement

fonctionnement d'une pompe à chaleur

Principe de fonctionnement d'une pompe à chaleur

Leçon 1:
Un système de chauffage sûre, propre et efficace qui utilise la chaleur de l'environnement à la place de brûler une énergie fossile (mazout, gaz, charbon).
Il convient parfaitement en remplacement de chaudière traditionnelle et bien entendu pour toute construction neuve.

Leçon 2:
C'est le principe du frigo à l'envers. Elle capte quelques degrés à la chaleur de l'environnement pour ensuite élever cette température à la valeur désirée. Pour ce faire, elle a besoin d'une énergie d'entraînement qui est généralement l'électricité. Elle délivre 100% d'énergie thermique utile à partir de 25% à 30% d'énergie motrice.

Leçon 3:
La chaleur prélevée dans l'air, dans le sol ou dans l'eau est acheminée vers l'évaporateur qui la transmet au fluide caloporteur (à faible point d'ébullition) de la pompe à chaleur. Ce fluide change d'état et se transforme alors en vapeur. Le compresseur comprime cette vapeur, augmentant ainsi sa température. C'est au niveau du condenseur que la vapeur surchauffée transmet sa chaleur au circuit à eau du système de chauffage. Le fluide caloporteur, toujours comprimé, redevient liquide. La soupape de détente réduit la pression du fluide caloporteur. La température de ce dernier s'abaisse fortement le rendant prêt pour une nouvelle absorption de chaleur de l'environnement et le cycle peut recommencer.

Leçon 4:
Le chauffage par pompe à chaleur

Source de chaleur air:
L'air est disponible partout et à volonté. De plus on peut l'utiliser sans problème comme source d'énergie. Il est gratuit. L'installation d'une pompe à chaleur air-eau ne nécessite pas d'autorisation. Ce type de pompes à chaleur s'utilise en plaine et jusqu'à 600-800 mètres comme système de chauffage monovalent. Celà veut dire qu'elle subvient à la totalité des besoins en chauffage. Au-dessus, il faut un complément de chauffage électrique, ou bois, ou une énergie fossile. Dans ce cas on dit que le système de chauffage est bivalent. Les pompes à chaleur air-eau ne détiennent en France que 12% des parts du marché.


Leçon 5:
Source de chaleur sol:
Il existe des techniques simples permettant d'exploiter l'énergie naturelle stockée dans le sol. On utilise soit une ou plusieurs sondes géothermiques verticales installées à une profondeur de 50 à 150 mètres, soit un capteur horizontal, enterré à une profondeur hors gel qui se situe entre 1 et 1,50 mètre, selon l'altitude, dans un terrain bien exposé au soleil.

Leçon 6:
Source de chaleur eau:
La température de la nappe phréatique est constante et élevée toute l'année (entre 8°C et 12°C). Cette source convient donc parfaitement au chauffage par pompe à chaleur. Il est également possible de capter la chaleur des eaux de surface, telles que lacs, rivières, ruisseaux et eaux usées.

Leçon 7:
La chaleur ambiante utilisée par les pompes à chaleur se trouve dans:
l'air, le sol et l'eau (nappe phréatique et eaux de surface).


L'air peut êter utilisé partout sans autorisation particulière. Les pompes qui utilisent cette source de chaleur fonctionnent généralement jusqu'à moins 20°C.
La chaleur du sol et l'utilisation des eaux de surface ou souterraines sont soumises à autorisation. Il n'y a aucune autre limite à l'utilisation des pompes qui utilisent ces sources de chaleur.

fonctionnement d'une climatisation


Principe de fonctionnement d'un climatiseur

Un climatiseur fonctionne sur le même principe que votre réfrigérateur. D'un côté il produit du froid et de l'autre (au dos de votre frigo) il évacue du chaud, des calories.
Le petit bruit que vous entendez dans votre frigo est le compresseur électrique qui "comprime" un fluide dit réfrigérant qui a la capacité par ses changements d'état (liquide gazeux) de transférer l'énergie frigorifique et calorifique.

Votre climatiseur est comparable à votre réfrigérateur si l'on considère que la pièce à climatiser est l'intérieur du frigo et que le chaud dégagé à l'arrière du frigo est dans le cas de votre climatiseur, évacué à l'extérieur de votre pièce.

Par conséquent, il y aura, comme votre frigo, toujours de l'énergie utile frigorifique à récupérer dans la pièce à climatiser, et de l'énergie chaude à évacuer à l'extérieur.
C'est pourquoi certains climatiseurs individuels comme les MOBILES requièrent de sortir une gamme d'air chaud vers l'extérieur en entrebâillant une fenêtre ou en faisant un trou en façade. Ou comme les SPLIT-SYSTEM qui ont un caisson, souvent mural, à l'intérieur et un caisson extérieur, appelé condenseur, qui sert à évacuer les calories vers l'extérieur.

La climatisation dite "réversible" fonctionne avec un cycle frigorifique inversé. C'est-à-dire que l'évacuation des calories s'effectue à l'intérieur de la pièce, alors que le froid est produit dehors, à l'extérieur. Avec un rendement très économique, ce système mixte "climatisation été" et "chauffage hiver" permet une utilisation continue du climatiseur en été comme en hiver.

Exemple de schéma pour un climatiseur chaud/froid Gainable

fonctionnement d'un gainable

Principe de fonctionnement du chauffage solaire     

fonctionnement d'un chauffage solaire


Il n'est pas nécessaire d'avoir du soleil en permanence (il s'agit du rayonnement direct) : un chauffe-eau solaire fonctionne avec la lumière du jour même si le ciel est couvert, c'est le rayonnement diffus ou indirect.

En été, une installation solaire (correctement dimensionnée !) suffit pour chauffer la totalité de l'eau nécessaire.

En hiver, le chauffe-eau solaire préchauffe l'eau tandis que l'appoint (la chaudière ou la résistance électrique) prend le relais pour que l'eau soit à la température souhaitée.

Le rayonnement diffus ou indirect est le rayonnement solaire global à l'exception du rayonnement direct. Il comprend la plus grande partie du rayonnement diffusé par l'atmosphère ainsi qu'une partie du rayonnement réfléchi par le sol, suivant l'inclinaison de la surface réceptrice.

Les panneaux solaires dans le sud de la France vous permettent de couvrir environ 80% de vos besoins en eau chaude même en hiver! Profitez, vous aussi, de cette énergie gratuite !

Suivant votre consommation d'eau chaude et votre exposition, vous avez besoin de 1 m² de panneaux par paire de personne.

Le volume et le type de boiler varient en fonction de la surface totale des panneaux et du système de chauffage d'appoint pour la mauvaise saison.
Un chauffe-eau solaire est constitué de plusieurs organes :

des panneaux solaires (ou capteurs solaires thermiques) qui captent l'énergie du rayonnement solaire en chauffant un fluide caloporteur (eau ou antigel) dans un circuit primaire. Ce dernier est chargé d'acheminer les calories récupérées jusqu'au circuit secondaire ;

un réservoir d'eau chaude (ou ballon d'eau chaude) dans lequel un volume d'eau est chauffé par le liquide caloporteur à travers d'un échangeur thermique, souvent un serpentin de cuivre ;

un dispositif de chauffage d'appoint peut être intégré au réservoir, sous forme d'une résistance électrique ou de liaison à une chaudière à gaz, au fioul ou au bois. Il est utile lorsque l'énergie solaire ne suffit pas aux besoins. L'appoint peut être évité avec une plus grande installation pour pallier les creux ou en adaptant[réf. souhaitée] la façon dont on utilise l'eau chaude.

un vase d'expansion sur le circuit primaire, assure la sécurité du matériel, il permet de compenser la dilatation du fluide. Il prend la forme d'un petit réservoir métallique ; une soupape de sécurité est impérative dans un circuit fermé, dans le cas où elle ne serait pas intégrée à celui-ci. Un vase d'expansion à l'air libre (simple bidon en plastique) placé en point haut résout les problèmes de dilatation et de sécurité en cas de surchauffe (pas de vidange de fluide caloporteur).

on adjoint un circulateur sur le circuit primaire, une pompe mue par un moteur électrique, lorsqu'il s'agit de matériel en " circulation forcée ".

Autrement si le réservoir est placé plus haut que le panneau solaire, il n'est pas nécessaire d'utiliser une pompe. La circulation de l'eau dans le circuit primaire se fait par thermosiphon si la température de sortie du panneau est assez élevée (par rapport à celle en entrée) pour vaincre les pertes de charges dans le système. L'avantage est que la circulation s'arrête pendant la nuit, gardant ainsi l'énergie accumulée dans le ballon pendant la journée.

Exemple de schéma pour un ballon thermodynamique

fonctionnement d'un ballon thermodynamique