Question d'origine :
J'ai entendu parlé de l'aérothermie, qui serai un système de chauffage qui récupère les calories contenues dans l'air, et permet grace à une pompe de chauffer une maison, comment ça marche lorsqu'il fait moins de 0 degrés, et que l'on a donc besoin de chauffage.
Par avance merci.
Réponse du Guichet
bml_sci
- Département : Sciences et Techniques
Le 21/10/2005 à 09h07
La terre est chauffée par le soleil et par les énergies contenues dans l'air et l'eau de pluie. Le sol autour d'une maison constitue donc un réservoir qui reçoit en permanence de la chaleur en grande quantité, renouvelable et inépuisable. Le principe est de capter cette énergie thermique inépuisable par le biais d'une
On parle de géothermie quand on capte les calories de la terre et d'
La géothermie / aérothermie s'inscrit donc dans la famille des énergies renouvelables thermiques propres qui participent à la préservation de l'environnement (protocole de Kyoto, etc.).
Une pompe à chaleur est un dispositif thermodynamique permettant de transférer la chaleur du milieu le plus froid (et donc le refroidir encore) vers le milieu le plus chaud (et donc de le chauffer), alors que spontanément la chaleur se diffuse du plus chaud vers le plus froid jusqu'à l'égalité des températures.
Un réfrigérateur est le système de pompe à chaleur le plus connu.
Mais le terme de « pompe à chaleur » (PAC) s'est surtout diffusé pour désigner des systèmes de chauffage domestique, popularisés avec la forte hausse du prix des combustibles dans les années 1970. Ils peuvent maintenant, au début XXIe siècle, souvent servir de climatiseurs, autre classe de pompe à chaleur.
Principe
Une PAC fonctionne comme un réfrigérateur, les principes et techniques en sont les mêmes.
Elle pompe des calories d'un milieu qui au sens courant est froid (un lac à 4°C, par exemple, comme pour le chauffage urbain de Zurich), mais qui au sens thermodynamique est « chaud » tout de même (277,15 kelvins). La consommation énergétique sert uniquement à mettre en mouvement les fluides (compression).
On défini l'efficacité η d'une PAC par le rapport de ce qui est « utile », la chaleur reçue, sur ce qui est coûteux, le travail fourni à la PAC.
L'efficacité d'une pompe à chaleur décroît avec l'écart de température. L'efficacité d'une PAC est limité par la deuxième loi de la thermodynamique.
Plus spécifiquement, les vendeurs de pompes annoncent en général le rapport entre la puissance thermique de leur machine et sa consommation électrique. On lui donne par convention le nom de coefficient de performance ou COPS. En outre, des contraintes techniques limitent la température la plus basse et la différence de température.
Certaines « PAC » travaillent sur la chaleur de l'air, d'autres avec la chaleur de l'eau, ou du sol Énergie géothermique.
Les systèmes les plus performants se font par chauffage au sol dans l'habitation, et par des tuyaux enterrés en moyenne 2 mètres sous le sol, en général dans le jardin. Ces systèmes sont utilisés pour transférer de l'énergie du sol vers une habitation, pour les besoins en chauffage l'hiver. Mais ce sont des systèmes qui réclament un fort investissement. Certains modèles sont réversibles, capable de transférer de la chaleur de la maison vers le sol.
Il y a aussi d'autres pompes à chaleur qui utilisent l'air comme source (refroidissement de l'air pour chauffer de l'eau de piscine par exemple) mais le rendement est moins bon. L'investissement est en revanche bien moins important.
Le COPS est de l'ordre de 5 sur les modèles installés à l'heure actuelle (cela veut dire que pour 1 kw d'électricité consommé, la maison recevra 5 kw de chaleur).
Les systèmes les plus performants sont à 7 de COPS. Les système à air ont des COPS de 2 à 5,20 maximum. Les systèmes vendus dans le commerce procurent une puissance thermique de 15 à 20 kw ce qui est l'équivalent d'une chaudière au gaz ou au fioul. Pour des raisons de confort une cheminée à insert est utilisée très occasionnellement. L'autre avantage est que ces machines peuvent servir de climatisation.
(extrait de Wikipédia)
Le principe
Les calories nécessaires au chauffage de la maison sont puisées dans l'air extérieur. Cette source de chaleur est facilement exploitable, sans capteur important ou coûteux à installer et sans autorisation spéciale.
Le chauffage est assuré soit par de l'air chaud pulsé (pompe à chaleur air / air), soit par le biais d'un circuit hydraulique alimentant un plancher chauffant, des radiateurs ou des ventilo-convecteurs (pompe à chaleur air / eau).
Ces pompes à chaleur sont réversibles et peuvent rafraîchir la maison en été.
Les conditions d'utilisation
Contrairement à la température du sol qui reste stable tout au long de l'année entre 10 et 15 °C, celle de l'air extérieur fluctue et peut devenir très basse.
Or la performance d'une PAC est directement proportionnelle à la différence entre la température du milieu où l'on prélève la chaleur et la température de consigne du chauffage. Plus cet écart est important, moins bonne est la performance C'est pourquoi les PAC sur air sont moins performantes que les PAC géothermiques. Il est plutôt conseillé de les installer dans des zones à climat doux, comme les zones côtières par exemple.
De plus, quand il fait froid, l'évaporateur situé en contact avec l'air extérieur peut givrer, ce qui diminue aussi l'efficacité de la PAC. C'est pourquoi ces pompes sont assorties d'une régulation qui inverse périodiquement et pour un court moment leur fonctionnement : ceci assure le dégivrage de l'évaporateur.
Dans les régions à climat rigoureux, il est nécessaire de prévoir un chauffage d'appoint qui prenne le relais de la PAC lorsque la température extérieure devient trop basse.
(extrait du dossier les pompes à chaleur géothermiques, réalisé par l'ADEME (Agence de l'Environnement et de la Maîtrise de l'Energie)).
Et pour approfondir le sujet vous pouvez consulter les documents suivants :
- La pompe à chaleur de Jacques Bernier.
- Une maison plus saine de Marie-Pierre Dubois Petroff.
DANS NOS COLLECTIONS :
Ça pourrait vous intéresser :
Commentaires 0
Connectez-vous pour pouvoir commenter.
Se connecter