Chauffer pour presque rien ! Pompe à chaleur pour le chauffage domestique : son principe de fonctionnement
La pompe à chaleur est une option de chauffage alternative sous la forme d'une unité de compression de vapeur. L'appareil transfère l'air chaud des sources de chaleur froides vers celles à haut potentiel.
L'énergie est transférée en raison de la condensation du réfrigérant et sa transformation ultérieure en vapeur. Le fluide frigorigène circule dans un circuit fermé pendant le fonctionnement de la pompe à chaleur. La pompe à chaleur consomme de l'électricité pour condenser l'évaporation de la circulation forcée.
Comment fonctionne une pompe à chaleur pour chauffer une maison ?
L'installation se compose de trois éléments.:
- Une sonde conçue pour collecter la chaleur.
- TN et compresseurs.
- Chambres de condensation avec système de chauffage.
Condenseur ou chambre d'échange de chaleur se compose de tuyaux et de radiateurs.
Sonde — est un conducteur par lequel la chaleur est transmise. Les sondes varient selon le principe de fonctionnement et la méthode d'installation. sont divisés en 3 types :
- horizontal (placé dans des tranchées en terre de profondeur à partir de 1,2 mètre et plus);
- verticale (placé dans des puits de profondeur jusqu'à 200 m);
- eau (placé dans un réservoir en dessous de la profondeur de congélation).
Pompe à chaleur se compose de 6 composants.
liquide de refroidissement fait partie de la structure interne de l'appareil. Le composant circule en circuit fermé. De plus, l'installation comporte capillaire et compresseur. Il y a dans la pompe évaporateur, qui chauffe la substance en raison de la température froide. Condensateur permet de conserver la chaleur pour une utilisation ultérieure. Le TN est situé thermostat, qui vous permet de régler la température souhaitée.
Référence. DANS réfrigérateur Les composants ne diffèrent pas de ceux d'une pompe à chaleur. Cependant, le processus vise le refroidissement. Si le refroidissement est excessif, le système l'évacue vers la paroi arrière de l'appareil.
Types de pompes à chaleur et leurs principes de fonctionnement
Le but du TN est l'échange de température entre les porteurs. Il existe plusieurs types d’installations :
- atterrir;
- aérien;
- eau.
L'installation alimente le bâtiment en chaleur à partir de ces sources d'énergie naturelles. Le principe d'installation et de fonctionnement de ces pompes est quelque peu différent. Les appareils peuvent être type ouvert et type fermé.
Sol-eau
Type de terrain TN se compose de 3 circuits. Le circuit externe, situé dans le sol, collecte l'énergie thermique. Le fluide caloporteur entre dans la pompe à chaleur, puis passe dans l'évaporateur, où la température commence à monter. Le dernier circuit est présent dans le système de chauffage d'un bâtiment ou d'une maison. C'est là que circulation de l'eauC'est pour cela que le TN est appelé eau souterraine.
Attention! Le caloporteur utilisé dans l'installation considérée est antigel ou propylène glycol mélangé à de l'eau. Sinon, la substance est éthylène glycol.
Souvent, dans un tel système, le liquide de refroidissement est fréonCe réfrigérant est capable de passer d’un état liquide à un état gazeux à basse température.
Lorsque le liquide de refroidissement bout, les vapeurs pénètrent dans le condenseur. L'énergie thermique pénètre ensuite dans le dernier circuit, celui de l'eau. Une fois refroidi, le liquide de refroidissement passe à l'état liquide et passe dans le circuit souterrain. Le processus est cyclique et se répète constamment.
Photo 1. Schéma de principe d'une pompe à chaleur sur nappe phréatique. Le fluide caloporteur chaud est représenté en rouge, le fluide caloporteur froid en bleu.
Eau-eau
Le principe de fonctionnement d'une pompe à chaleur à eau consiste à utiliser l'énergie basse température et à la convertir en chaleur. Pompe eau-eau se compose de 3 circuits. Le fréon agit comme un échangeur de chaleur primaire.
Important! Le contour est installé au fond d'un réservoir naturel. La profondeur est pas moins de 3 mètres au-dessus de la surface. L'eau ne gèle pas et ne descend pas en dessous +3—5°С
Lorsque le fluide frigorigène circule dans le circuit, la substance est chauffée à 8°C. Le fluide caloporteur pénètre ensuite dans le corps de l'unité et le compresseur. À ce stade, le fréon est déjà à l'état gazeux. En refroidissant dans le bâtiment, le fluide caloporteur se liquéfie. La substance passe ensuite dans le premier circuit. Le processus se répète.
Eau-air
Le principe de fonctionnement de la pompe à chaleur, qui fonctionne dans un système eau-air, est similaire au système, comme un réfrigérateurLa basse température de l'air commence à chauffer le fréon, qui se trouve dans le premier circuit.
L'unité est reliée à un évaporateur et à un condenseur. Dans l'émetteur de chaleur, le fréon se liquéfie. Au cours de ce processus, l'énergie est transférée au système de chauffage.
À l'état liquide, le fréon passe dans le premier circuit et s'évapore à nouveau, se transformant en gaz.
Air-air
Type d'air TN fonctionne à l'aide d'un ventilateur. L'appareil aspire l'air extérieur dans un circuit équipé d'un évaporateur. Cet air contient du fréon, qui chauffe et se dilate. La vapeur passe dans le compresseur et se réchauffe. Ceci est dû à l'augmentation de la pression.
Après le compresseur, le fréon pénètre dans le condenseur. Là, la substance perd de l'énergie thermique et se refroidit. Le réfrigérant devient liquide et la chaleur ainsi produite, retenue par le condenseur, est évacuée. utilisé pour chauffer le bâtimentUne fois le fréon refroidi, il retourne à l’évaporateur et le processus se répète.
Pour améliorer l'efficacité de la pompe à chaleur, il est recommandé d'utiliser un échangeur de chaleur entre l'émetteur de chaleur et l'évaporateur. papillon des gaz. Ce cycle de production de chaleur est appelé principe de Carnot inverse. Pour automatiser le processus, des éléments de contrôle sont intégrés au système.
Photo 2. Le dispositif de la pompe à chaleur air-air. Le fréon est utilisé comme évaporateur.
Fonctionnement du circuit interne
Le circuit interne de tout type de pompe à chaleur fonctionne de la même manière. Pour chauffer ou rafraîchir une pièce, utiliser des sols chauds avec de l'eau comme caloporteurLe chauffage intérieur consiste à installer des tuyaux ou des radiateurs dans chaque pièce. Selon le type de pompe à chaleur, le circuit interne fait office de climatiseur ou de ventilo-convecteur.
Le contour intérieur est un condensateur qui rayonne de la chaleur dans l'environnement extérieur.
Vidéo utile
Regardez une vidéo qui explique le fonctionnement d’une pompe à chaleur.
Caractéristiques de fonctionnement de l'appareil
Lors du choix d'un type ou d'un autre de pompe à chaleur, faites attention à la facilité d'utilisation de l'appareil. Si le circuit extérieur est alimenté en eau, son installation convient aux maisons individuelles avec un réservoir à proximité. Dans d'autres cas, le TN peut remplacer le chauffage central d'un appartement.
Commentaires
C'est très pratique : l'eau du bain ne gèle pas, inutile de tout vider à chaque fois.