Chauffage de la maison avec climatisation: pompes à chaleur

Points d’article



Les limitations dans le choix des ressources √©nerg√©tiques ne sont pas rares aujourd’hui, en particulier dans les zones de d√©veloppement «jeune». S’il n’y a pas d’autres sources d’√©nergie que l’√©lectricit√© dans l’installation, les climatiseurs seront non seulement un excellent moyen de rafra√ģchir les logements en √©t√©, mais aussi fourniront un chauffage de haute qualit√© et √©conomique par temps froid..

Chauffage de la maison avec climatisation: pompes à chaleur

Classe d’√©quipement appropri√©e

Tous les climatiseurs ne peuvent pas √™tre utilis√©s comme appareils de chauffage. Il existe un groupe distinct de technologies climatiques appel√©es pompes √† chaleur. En bref, la principale diff√©rence entre de tels √©quipements est la capacit√© d’inverser la direction du r√©frig√©rant dans les circuits de l’√©vaporateur et du compresseur. Ainsi, en mode √©t√©, l’installation √©vacue l’exc√®s de chaleur de l’atmosph√®re de la pi√®ce et la rejette dans la rue, tandis qu’en hiver tout se passe selon le sch√©ma inverse..

Le principe de fonctionnement de la pompe à chaleur air-air Le principe de fonctionnement de la pompe à chaleur air-air en modes hiver et été

L’air est chauff√© par une pompe √† chaleur non pas en convertissant l’√©nergie √©lectrique en chaleur (comme dans les climatiseurs les plus simples avec une fonction de chauffage), mais en pompant de la chaleur d’un milieu √† un autre. C’est de l√† que vient le nom de l’√©quipement: m√™me par temps glacial, l’air contient une certaine quantit√© de chaleur, qui peut √™tre √©vacu√©e et dirig√©e √† l’int√©rieur du b√Ętiment pour maintenir un climat confortable. Mais ce principe ne fonctionne que dans certaines conditions, la principale limitation est la diff√©rence de temp√©rature entre la rue et la pi√®ce, ainsi que les limites de temp√©rature auxquelles le liquide de refroidissement de travail, le liquide de refroidissement, peut s’√©vaporer et se condenser..

Dispositif de pompe à chaleur à air Dispositif de pompe à chaleur à air

De par leur conception, les pompes √† chaleur sont des appareils assez complexes. D’une part, le package comprend un certain nombre de dispositifs qui assurent la circulation inverse du circuit de chauffage sous le contr√īle de l’automatisation. Il s’agit d’une vanne √† quatre voies, d’un d√©tendeur sp√©cialement con√ßu et d’un syst√®me plus complexe de canaux √† travers lesquels circule le r√©frig√©rant. En revanche, une vraie pompe √† chaleur est forc√©ment √©quip√©e de dispositifs qui aident les unit√©s principales de pompe √† fonctionner dans des conditions extr√™mes. Tout l’√©quipement auxiliaire dans la langue de commercialisation est appel√© «kit d’hiver», il comprend:

  • r√©chauffeur d’huile de compresseur;
  • radiateurs de conception sp√©ciale, r√©sistants √† la condensation et au gel;
  • des dispositifs de r√©cup√©ration fournissant le flux de ventilation par extraction √† l’√©changeur de chaleur externe;
  • syst√®me d’injection de r√©frig√©rant chauff√©;
  • marque sp√©ciale de r√©frig√©rant.

Champ d’application

Le principal crit√®re d’√©valuation des pompes √† chaleur est le coefficient d’efficacit√© thermique, autrement appel√© COP. Cette valeur est en fait assez difficile √† d√©terminer, elle d√©pend √† la fois du degr√© de perfection thermodynamique – le rendement r√©el de la machine, compte tenu de toutes les cha√ģnes de transformation, et de la puissance de la source d’√©nergie √† faible potentiel. Ces deux facteurs ont tendance √† changer, principalement en fonction de la diff√©rence de temp√©rature actuelle, c’est-√†-dire que la dynamique du changement de COP dans diverses conditions de fonctionnement est d’un r√©el int√©r√™t. En d’autres termes, la performance d’un mod√®le de pompe √† chaleur individuel est consid√©r√©e en fonction du r√©gime thermique dominant, et non en fonction de la p√©riode de cinq jours la plus froide. Les √©conomies r√©alis√©es gr√Ęce √† l’installation pendant la p√©riode de diff√©rences de temp√©rature mod√©r√©es devraient couvrir les co√Ľts de fonctionnement des sources de convection et de rayonnement en cas de gel s√©v√®re lorsque la pompe √† chaleur ne peut pas fonctionner..

Unité extérieure pompe à chaleur

Les pompes √† chaleur ne sont pas uniquement con√ßues pour un usage domestique. Ils font un excellent travail de refroidissement puissant dans les espaces confin√©s: cong√©lateurs ou compartiments informatiques. Dans les pays occidentaux, la pratique de d√©tourner une pi√®ce s√©par√©e du sous-sol sous une salle frigorifique se d√©veloppe activement, avec le transfert ult√©rieur de la chaleur vers l’ext√©rieur en √©t√© ou vers le flux de ventilation en hiver. Ce sont les syst√®mes d’alimentation en chaleur dits bivalents, un autre cas particulier est l’alimentation en air d’un √©changeur de chaleur externe, pass√© √† travers un √©changeur de chaleur au sol ou un capteur solaire sec..

Problèmes de pompe à chaleur

Les syst√®mes de chauffage bas√©s sur des pompes √† chaleur √† air se caract√©risent par une grande complexit√© de conception: il est n√©cessaire de d√©terminer non seulement le volume suffisant de l’apport d’√©nergie pour reconstituer les pertes de chaleur, mais √©galement le mode de fonctionnement efficace, le nombre et l’emplacement des nŇďuds du syst√®me de chauffage. Dans le m√™me temps, le nombre d’unit√©s et le co√Ľt des √©quipements concern√©s devraient bien entendu √™tre minimes..

Pompe à chaleur aérothermique

Habituellement, le r√©sultat d’erreurs dans le calcul et l’installation des syst√®mes de chauffage de l’air est l’apparition de zones froides dans la pi√®ce, ainsi que la condensation d’humidit√© sur le vitrage qui n’a pas de rideau thermique. Les emplacements des unit√©s int√©rieures doivent √™tre d√©termin√©s en fonction des sch√©mas de distribution de temp√©rature et de d√©bit fournis par le fabricant pour les modes de chauffage standard. Cette t√Ęche est particuli√®rement difficile √† accomplir, √©tant donn√© que l’introduction de chaque nouvelle source de chauffage n√©cessite en diff√©rentes variantes:

  • installation d’une unit√© externe suppl√©mentaire;
  • pose de la ligne de fr√©on sur le bloc externe;
  • joints de canal d’air.

Conduit d'air

De ce fait, la configuration finale du syst√®me de chauffage doit √™tre choisie une fois, souvent bien avant le d√©but des travaux d’am√©nagement. Tout cela en raison de l’aptitude extr√™mement faible des pompes √† chaleur √† la modernisation et de l’absence d’une r√©serve de marche importante. Il est extr√™mement important de pouvoir d√©terminer dans quels cas il est plus pratique et plus rentable d’utiliser des appareils de chauffage traditionnels qu’un climatiseur √† onduleur. Enfin, pensez √† la ressource d’exploitation de la pompe √† chaleur: son fonctionnement le plus efficace sera √† des valeurs COP sup√©rieures √† 2‚Äď2,3.

Variété de configurations: systèmes split, monoblocs, rooftops

Malgr√© toute sa g√™ne, les pompes √† chaleur ont suffisamment de configurations pour choisir l’emplacement d’√©quipement le plus pratique. Les syst√®mes multisplit doivent leur apparence √† la volont√© de pr√©server l’apparence des b√Ętiments, ainsi qu’√† offrir un niveau d’organisation technologique plus √©lev√©. La diff√©rence fondamentale entre ces syst√®mes est la pr√©sence d’un r√©partiteur et d’un dispositif de contr√īle automatique de la puissance dans une plage suffisamment √©lev√©e.

Unité intérieure de la pompe à chaleur air

L’√©tape suivante dans cette direction a √©t√© franchie lorsque les syst√®mes VRF multizones sont arriv√©s sur le march√© et, dans un cas particulier, les syst√®mes VRV. En usage civil, ces syst√®mes sont destin√©s √† un usage collectif, ils permettent la connexion simultan√©e de plusieurs dizaines d’unit√©s int√©rieures √† une installation de rue, tandis que la longueur de la ligne de fr√©on peut atteindre des centaines de m√®tres et que la diff√©rence de hauteur entre les √©l√©ments du syst√®me peut atteindre 12 √©tages..

Pompe à chaleur VRV Pompe à chaleur VRV

La seule limitation stricte pour les pompes √† chaleur est la n√©cessit√© de trouver un √©vaporateur externe √† l’ext√©rieur, tous les autres changements de configuration sont √† la discr√©tion du technologue. Cela a permis d’agir en sens inverse, en √©vitant l’utilisation de lignes de fr√©on ou en minimisant leur longueur. Les pompes √† chaleur compactes pour le chauffage local sont assez bon march√© et ne n√©cessitent pas de tuyaux de raccordement ou de conduits d’air. Les onduleurs monoblocs int√©gr√©s dans un mur ou une fen√™tre, ainsi que sur les toits, dont les blocs sont situ√©s sur les c√īt√©s oppos√©s du toit se chevauchent √† une distance minimale, vous permettent de r√©partir efficacement la chaleur sur toute la surface utilisable de mani√®re aussi uniforme que possible.

Communication d’ing√©nierie

Bien entendu, les endroits les plus appropri√©s pour l’installation de sources de chaleur dans le cas des pompes √† chaleur sont les murs ext√©rieurs et les √©tages sup√©rieurs sous un toit plat ou un grenier froid. Cependant, avec une taille importante du b√Ętiment, ses locaux centraux restent sans chauffage actif, ce qui n’est pas toujours pratique. Ce probl√®me peut √™tre r√©solu gr√Ęce au bon acheminement des lignes de fr√©on ou √† l’organisation du chauffage de l’air, source de chaleur dans laquelle se trouve une pompe √† chaleur atmosph√©rique.

Pompe à chaleur air-air

Dans ce dernier cas, il est pr√©f√©rable de placer l’unit√© ext√©rieure dans une petite annexe technique, g√©n√©ralement situ√©e au niveau du sol, ce qui facilite la connexion √† un √©changeur de chaleur au sol, ou sur le toit – pour la connexion au champ du syst√®me solaire. L’unit√© int√©rieure est situ√©e √† l’int√©rieur du b√Ętiment, reli√©e √† l’ext√©rieur par un passage dans le mur d’enceinte. L’air chauff√© est transport√© vers les consommateurs via un syst√®me ferm√© de canaux d’air:

  • une pression d’air constante est maintenue dans le circuit d’alimentation, dont le volume du d√©bit pour chaque branche est r√©gul√© par des registres de canal;
  • les entr√©es des conduits d’√©vacuation sont situ√©es √† des points diam√©tralement oppos√©s aux endroits o√Ļ l’alimentation chaude est install√©e, √† travers lesquels l’air ambiant partiellement refroidi est collect√© et fourni √† l’unit√© ext√©rieure, fournissant ainsi un cycle de r√©cup√©ration.

La possibilit√© m√™me d’un contr√īle complet de la ventilation implique des √©conomies importantes. Dans le m√™me temps, la complexit√© et le co√Ľt √©lev√©s des conduits d’air sont compens√©s par le co√Ľt relativement faible de l’installation: une unit√© est toujours moins ch√®re que plusieurs plus petites avec une puissance totale √©gale.

Unité intérieure d'une pompe à chaleur au sol

Lorsqu’un syst√®me de pompe √† chaleur comprend √©galement des unit√©s int√©rieures avec un syst√®me de tuyauterie en cuivre, le co√Ľt des communications augmente, mais le confort d’utilisation du syst√®me augmente √©galement. D’une part, il est possible de poser un c√Ęblage complexe de lignes de fr√©on m√™me avec une faible √©paisseur de cloisons et de planchers. D’autre part, une solution parfois plus efficace est l’organisation de circuits ferm√©s dans lesquels circule le r√©frig√©rant, pour une connexion parall√®le suppl√©mentaire des unit√©s int√©rieures √† celles-ci – c’est √† cela que sont con√ßus les syst√®mes multi-zones..

Climatiseurs gainables

Une cat√©gorie distincte de pompes √† chaleur, qui comprend les avantages du chauffage √† r√©cup√©ration d’air et l’efficacit√© du circuit onduleur, est celle des climatiseurs canalis√©s. Le concept de placement cach√© des unit√©s int√©rieures n’est pas nouveau en soi, mais les pompes √† chaleur de ce type sont devenues disponibles pour un large √©ventail d’acheteurs relativement r√©cemment..

Pompe à chaleur dissimulée

La principale diff√©rence entre cette configuration est l’absence de bruit presque totale en pr√©sence d’unit√©s int√©rieures qui vous permettent d’ajuster le mode de fonctionnement du chauffage avec une flexibilit√© et une pr√©cision √©lev√©es. La seule limitation pour l’installation de pompes √† chaleur √† canaux est repr√©sent√©e par les structures du b√Ętiment, qui doivent contenir √† la fois des cavit√©s suffisamment larges pour la pose de canaux, et une niche impressionnante pour l’installation du corps de l’unit√© principale. Mais en m√™me temps, les lignes de fr√©on peuvent √™tre pos√©es en parall√®le avec les conduits d’air.

Climatiseur de conduit

L’unit√© interne d’une pompe √† chaleur √† conduit remplit non seulement la fonction de chauffer le flux d’air, mais √©galement sa distribution aux consommateurs individuels, la filtration et la pr√©paration. Un circuit de r√©cup√©ration peut √©galement √™tre pr√©sent, mais le plus souvent ce dispositif est r√©alis√© sous la forme d’un frontal. En plus des nombreuses possibilit√©s de contr√īle et de configuration, l’emplacement cach√© de l’unit√© int√©rieure peut √™tre simplement pratique et n’affectera pas l’int√©rieur de la pi√®ce..

Résumé

Les pompes √† chaleur √† air ne doivent pas encore √™tre consid√©r√©es comme la principale et unique source de chauffage, surtout si pendant la p√©riode de chauffage, des chutes prolong√©es de temp√©rature en dessous de -5 …- 10 ¬į C sont possibles. Des installations capables de fonctionner dans des conditions de temp√©rature plus extr√™mes existent, mais tombent dans une cat√©gorie de prix beaucoup plus √©lev√©e avec une p√©riode de r√©cup√©ration plus longue.

Et pourtant, dans la plage de temp√©rature moyenne, de tels appareils font preuve d’une efficacit√© tr√®s √©lev√©e: pour reconstituer la perte de chaleur, ils n’ont besoin que d’un quart de leur √©quivalent √©nerg√©tique. Avec une dur√©e de vie de ces √©quipements de plus de 20 √† 30 ans, il parvient √† se payer plusieurs fois, de sorte qu’une transition en temps opportun vers des syst√®mes de chauffage modernes √©conomes en √©nergie aidera √† √©conomiser √† l’avenir, lorsque le prix de l’√©nergie sera nettement plus √©lev√© qu’aujourd’hui..

Lire la suite  Crit√®res de s√©lection des convecteurs - aper√ßu
√Čvaluer l'article
( Pas encore d'évaluations )
Ajouter des commentaires

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: