
Une pompe à chaleur est un dispositif qui transfère la chaleur d'un endroit à un autre. Cela peut se faire soit en sens inverse, soit directement ; dans le premier cas, on parle de système de "récupération de chaleur" et dans le second, de pompe à chaleur. Les pompes à chaleur sont capables de prendre la chaleur d'une substance plus froide, comme l'extérieur en hiver, et de la transférer dans une substance plus chaude, comme l'air intérieur en hiver.
Ce processus nécessite une grande quantité d'énergie mais se traduit par un gain net global de chaleur pour un bâtiment. L'avantage supplémentaire de l'utilisation d'une pompe à chaleur par rapport aux autres méthodes de chauffage et de refroidissement est qu'elle peut fonctionner dans les deux modes simultanément.
Une pompe à chaleur fonctionne en transférant la chaleur d'un endroit à un autre. Elle fonctionne un peu comme un réfrigérateur, sauf qu'elle transfère la chaleur au lieu de refroidir. Une pompe à chaleur peut être utilisée pour transférer la chaleur de l'extérieur vers l'intérieur, ou de l'intérieur vers l'extérieur.
La plupart des pompes à chaleur ne peuvent être utilisées que pour une seule de ces opérations à la fois. Une pompe à chaleur se compose de trois parties principales. La première est une unité extérieure qui contient le compresseur et le réfrigérant. La deuxième est une unité intérieure avec un dispositif de traitement de l'air, des serpentins et un élément chauffant électrique. La troisième partie est une conduite de réfrigérant qui relie les deux unités. L'unité extérieure pompe le réfrigérant dans l'unité intérieure à l'aide d'un moteur électrique. Le compresseur à l'intérieur de l'unité extérieure comprime le réfrigérant, ce qui augmente sa température. L'unité intérieure prend le réfrigérant chaud et l'utilise pour chauffer la maison.
L'unité intérieure utilise l'électricité pour chauffer les serpentins et l'eau de circulation à l'intérieur de l'appareil de traitement de l'air. Un ventilateur à l'intérieur de l'unité souffle l'air chaud dans la maison.
Comme les pompes à chaleur sont capables de transférer la chaleur de l'environnement extérieur vers l'intérieur d'une maison, les systèmes de récupération de chaleur (RH) peuvent être utilisés pour récupérer la chaleur de l'air entrant dans la maison et la rediriger selon les besoins vers le sous-sol, le garage ou d'autres parties de la maison.
Pour ce faire, on installe un dispositif de récupération de chaleur sur l'unité extérieure, qui détourne une partie du flux d'air avant qu'il n'entre dans la maison et l'utilise pour compléter la chaleur à l'intérieur de la maison. Ce système est particulièrement efficace dans les climats froids où l'air extérieur est nettement plus chaud que l'air intérieur.
Lors de la planification de l'installation d'une pompe à chaleur, la température extérieure doit être prise en compte. La température extérieure détermine généralement l'efficacité du système. Une pompe à chaleur fonctionnera plus efficacement dans un environnement plus froid, car elle peut extraire davantage de chaleur de l'air. Si la température extérieure est trop élevée, le système ne pourra pas fonctionner efficacement.
Le meilleur emplacement pour l'unité extérieure est généralement sur le toit ou dans un mur près du toit. Le meilleur emplacement pour l'unité intérieure dépend de la façon dont l'air sera circulé dans la maison. L'unité intérieure doit être placée aussi près que possible de la centrale de traitement de l'air, sans se trouver sur le chemin de l'air circulant.
La conduite de réfrigérant doit être installée de manière à ce qu'il n'y ait pas de grands coudes dans la conduite. La conduite doit être aussi courte que possible et doit être posée horizontalement lorsque cela est possible.
Pour le mode de fonctionnement chauffage intérieur, une pompe à chaleur peut être utilisée pour compléter d'autres sources de chaleur, comme un four, un poêle à bois ou une chaudière. Elle peut également être utilisée pour compenser l'utilisation d'autres sources de chaleur, comme les chauffages à résistance électrique.
En général, un thermostat est utilisé pour mettre en marche la thermopompe lorsque la température intérieure est inférieure à un point de consigne, généralement de 18 à 22 degrés Celsius. La pompe à chaleur réchauffe alors l'air intérieur et l'envoie dans toute la maison. Une pompe à chaleur utilisée pour le chauffage intérieur ne s'arrête généralement pas tant que la température intérieure n'a pas dépassé le point de consigne ou que le thermostat ne l'a pas arrêtée.
Le refroidissement peut être réalisé en inversant le processus. La pompe à chaleur extrait la chaleur de l'air intérieur et la transfère à l'air extérieur. Un thermostat conçu pour le refroidissement peut être utilisé à cette fin. Le thermostat met en marche la pompe à chaleur lorsque la température intérieure est supérieure au point de consigne, ou lorsque la température extérieure est inférieure à un point de consigne. La pompe à chaleur continuera à fonctionner jusqu'à ce que la température intérieure descende en dessous du point de consigne.
Une pompe à chaleur peut également être utilisée pour refroidir l'air de la maison. La plupart des pompes à chaleur ne sont pas utilisées de cette manière car le coût de fonctionnement est élevé lorsque la température extérieure est supérieure à zéro. Cependant, dans certaines régions du pays où les températures extérieures descendent rarement en dessous de zéro, le refroidissement externe peut être une bonne option.
Les pompes à chaleur conçues pour le refroidissement ne sont généralement pas aussi efficaces que celles conçues pour le chauffage. Elles nécessitent une unité extérieure plus grande, plus d'énergie et une plus grande capacité de refroidissement qu'une pompe à chaleur destinée uniquement au chauffage.
Elles sont le plus souvent utilisées dans les climats uniquement rafraîchissants où la température extérieure descend rarement en dessous de zéro. Elles sont également utilisées dans les systèmes hybrides, qui peuvent passer du refroidissement au chauffage selon les besoins.