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Pompe à chaleur: de quoi s'agit-il?


Un appareil utilisant la chaleur de l'environnement comme carburant s'appelle une pompe à chaleur. Il n'y a pas si longtemps, presque personne ne les connaissait, mais leur demande ne fait qu'augmenter. Quelle est la raison de la forte augmentation de la popularité de cet appareil coûteux? Nous analysons dans l'ordre.

Aujourd'hui, les pompes à chaleur air / eau sont très populaires. Ils ont d'excellentes performances et sont faciles à entretenir.

Caractéristiques de fonctionnement

Une telle unité fonctionne au détriment de la chaleur à basse teneur, qui se transforme ensuite en chaleur à haute teneur. Ensuite, vous pouvez chauffer l'eau ou chauffer la pièce.

Il existe plusieurs types de pompes à chaleur, en fonction de la source d'alimentation.

Les principaux sont:

  1. Airy Extraire la chaleur de l'atmosphère.
  2. Géothermique La source de chaleur est broyée.
  3. De l'eau La source est les eaux souterraines.

La pompe à chaleur la plus facile à utiliser, portant la mention "air-eau". Le principe de fonctionnement est basé sur l’obtention de la chaleur de l’atmosphère et le chauffage de l’eau. L'eau, à son tour, entre dans le système de chauffage.

La popularité de ce type est également liée à la fonctionnalité et à la composante économique (le prix est inférieur à celui des autres produits).

Les principaux composants structurels sont constants et sont présents dans tout type de pompes à chaleur: condensateur, évaporateur, détendeur et compresseur.

En prenant la chaleur de l'environnement, le réfrigérant sera chauffé. Il y a maintenant une étape dans la conversion du gaz réfrigérant, ce processus a lieu dans l'évaporateur. Le gaz entre dans le compresseur et se contracte.

L'énergie thermique est fournie au système de chauffage. Une fois la chaleur évacuée, le gaz se transforme en un liquide et pénètre dans le détendeur pour réduire la pression. Ensuite, tout se répète: le réfrigérant retourne à l'évaporateur. La chaleur interne est donnée.

Avantages de l'utilisation de pompes à chaleur

L'un des principaux avantages de la pompe à chaleur est son efficacité.

Le rendement élevé est loin devant les analogues.

Vous pouvez également oublier les réserves de carburant impressionnantes, dont l'efficacité est moindre. Une productivité maximale peut être obtenue en utilisant une pompe dans des pièces avec des murs isolés.

Le taux de transfert de chaleur élevé, le fonctionnement pratique et l'efficacité font des pompes à chaleur un dispositif réellement efficace.

Conclusion sur le sujet

Avant d'acheter, nous vous recommandons de consulter des consultants sur toutes les subtilités et nuances. Bonne chance dans la construction et la réparation!

Comment choisir une pompe à chaleur pour le chauffage domestique: prix, types, bases d'installation

Retirer la chaleur du sol et des sources d’eau n’est pas une telle innovation. Le monde occidental utilise depuis longtemps la géothermie pour chauffer une maison. Ce sujet devient de plus en plus pertinent à mesure que les prix des services publics augmentent. La pompe à chaleur pour chauffer votre maison vous permet de chauffer la batterie de manière écologique, sûre et gratuite.

La pompe à chaleur chauffe la maison avec la chaleur naturelle

Pompe à chaleur pour chauffage domestique: principe de fonctionnement, avantages et inconvénients

Un exemple d'appareil ressemblant à une pompe à chaleur dans chaque maison est un réfrigérateur. Il produit non seulement du froid, mais également de la chaleur, ce qui est perceptible par la température de la paroi arrière de l'appareil. Un principe similaire est posé dans la pompe à chaleur: elle récupère l’énergie thermique de l’eau, de la terre et de l’air.

Principe de fonctionnement et appareil

Composants du système de chauffage

Le système de fonctionnement de l'appareil est le suivant:

  • l'eau d'un puits ou d'un réservoir passe à travers un évaporateur, où sa température baisse de cinq degrés;
  • après refroidissement, le liquide entre dans le compresseur;
  • le compresseur comprime l'eau en augmentant sa température;
  • le liquide chauffé se dirige vers la chambre d'échange de chaleur où il transmet sa chaleur au système de chauffage;
  • l'eau refroidie revient au début du cycle.

Système de chauffage avec pompe à chaleur

Les systèmes de chauffage basés sur des installations de pompes à chaleur ont trois composants:

  • Une sonde est une bobine située dans l'eau ou le sol. Il collecte la chaleur et la transfère à l'appareil.
  • Une pompe à chaleur est un appareil qui extrait de l’énergie thermique.
  • Le système de chauffage lui-même, y compris une chambre d'échange de chaleur.

Avantages et inconvénients de l'appareil

Premièrement, à propos des aspects positifs d’un tel chauffage:

  • Consommation électrique relativement faible. Seule l’électricité est consommée pour le chauffage et sera beaucoup moins nécessaire que, par exemple, pour le chauffage à l’aide d’appareils électriques. Dans les pompes à chaleur, il existe un facteur de conversion indiquant la production d'énergie thermique par rapport à l'énergie électrique dépensée. Par exemple, si la valeur de " est égale à 5, une consommation d'électricité de 1 kilowatt par heure correspond à 5 kilowatts d'énergie thermique.

La pompe à chaleur ne nécessite aucun entretien particulier ni consommable.

  • Polyvalence. Ce système de chauffage peut être installé sur n'importe quel terrain. Cela est particulièrement vrai pour les régions éloignées où il n'y a pas de réseau de distribution de gaz. S'il est impossible de brancher l'électricité, la pompe peut fonctionner avec un moteur diesel ou à essence.
  • Automatisation complète. Il n'est pas nécessaire d'ajouter de l'eau au système ni de surveiller son fonctionnement.
  • Respect de l'environnement et sécurité. L'installation de pompe à chaleur ne produit ni déchets ni gaz. L'appareil ne peut pas surchauffer accidentellement.
  • Une telle unité peut non seulement chauffer une maison en hiver à une température de l'air de moins quinze degrés, mais également la refroidir en été. Ces fonctions sont des modèles inversés.

Le principe de réversibilité dans la pompe à chaleur

  • Une longue période d'opération - jusqu'à un demi-siècle. Une fois tous les vingt ans environ, il peut être nécessaire de remplacer le compresseur.

Ce système a aussi ses inconvénients, il convient de mentionner:

  • Les prix Pompe à chaleur pour le chauffage de la maison n'est pas un plaisir pas cher. Ce système ne sera rentable que dans cinq ans.
  • Dans une région où la température hivernale est inférieure à quinze degrés de gelée, des sources de chaleur supplémentaires (électriques ou à gaz) sont nécessaires au fonctionnement de l'appareil.
  • Un système utilisant l’énergie thermique de la Terre perturbe l’écosystème du site. Les dommages ne sont pas importants, mais vous devez en tenir compte.

L'appareil prend la chaleur du sol, abaissant sa température, il peut nuire au système racinaire des arbres et des arbustes

Quelle pompe choisir

Les installations diffèrent par la source d'énergie thermique et le mode de transfert de celle-ci. Il existe cinq types principaux:

  • Eau-air.
  • Sol-eau.
  • Air-air
  • Eau-eau.
  • Air-eau

Zone d'étude

Avant d'installer le système de chauffage, il est important d'étudier les caractéristiques du site. Cette étude aidera à déterminer quelle source d’énergie thermique sera la meilleure option. La solution la plus simple consiste à installer un réservoir près de la maison. Ce fait libère de la nécessité de réaliser des travaux de terrassement. Une autre solution pratique consiste à utiliser la zone où le vent souffle constamment. S'il n'y a ni l'un ni l'autre, vous devrez vous arrêter aux travaux de terrassement.

Comparaison de l'efficacité de différents systèmes de chauffage

Le système de chauffage peut avoir deux options de montage:

  • utiliser des sondes;
  • avec l'installation d'un collecteur souterrain.

Pompe à eau souterraine et options d'installation

Les sondes géothermiques sont généralement installées dans une petite zone dont la zone ne permet pas de poser un gros pipeline. L’installation de ce système nécessitera du matériel de forage, car la profondeur des puits doit être d’au moins cent mètres et leur diamètre, de vingt centimètres. Les sondes sont abaissées dans de tels puits. Le nombre de puits affecte les performances du système de chauffage.

Si la zone est suffisamment grande, vous pouvez le faire sans percer et installer un système horizontal. Pour ce faire, la bobine est instillée dans un demi mètre de profondeur. Cette version du système est considérée comme la plus stable et la plus fiable.

Pompe à eau: installation simple

La pompe à chaleur pour chauffer l'eau de la maison est idéale pour les zones avec des étangs. Des tuyaux en polyéthylène classiques peuvent être utilisés pour le pipeline. Le collecteur collecté est déplacé vers l'étang où il est abaissé jusqu'au fond. C’est l’une des options d’installation la moins chère que vous puissiez faire vous-même.

Installer la bobine sur l'étang

Pompe à chaleur air-air: prix d'installation

Dans la zone où les vents sont constamment présents, un système utilisant l'énergie thermique de l'air convient. L'installation dans ce cas n'exige pas non plus de coûts spéciaux, cela peut être fait manuellement. Il ne sera nécessaire d'installer la pompe pas plus de vingt mètres de la maison dans l'endroit le plus soufflé.

Le principe de fonctionnement de l'unité air-air

Pompe à chaleur pour le chauffage domestique: prix et fabricants

Les installations de pompes à chaleur sur le marché russe sont représentées par les produits des sociétés Vaillant (Allemagne), Nibe (Suède), Danfoss (Danemark), Mitsubishi Electric (Japon), Mammoth (États-Unis) Viessmann (Allemagne). Les fabricants russes SunDue et Henk ne leur sont pas inférieurs en qualité.

L'unité Nibe s'intégrera facilement à l'intérieur de la maison

L'installation de dix kilowatts est requise pour chauffer une maison d'une superficie de cent mètres carrés.

Tableau 1. Coût moyen de différents types de pompes d’une capacité de 10 kilowatts

Pompe à chaleur: principe de fonctionnement pour le chauffage domestique

Aujourd'hui, le thème du réchauffement du soi-disant secteur privé est extrêmement pertinent. Comme le montre la pratique, il n’existe pas toujours de gazoduc, ce qui oblige les habitants à rechercher d’autres sources de chaleur. Dans cet article, parlons de ce qu’est une pompe à chaleur géothermique au sol ou, comme on l’appelle dans la vie courante, une pompe à chaleur. Le principe de fonctionnement de cette unité n’est pas connu de tous, exactement comme sa conception. Avec ces moments, nous allons essayer de comprendre.

Qu'est-ce que vous devez savoir?

Vous pouvez dire que puisque les pompes à chaleur sont si efficaces, pourquoi sont-elles si mal distribuées? Le coût d’équipement et d’installation est élevé. C’est pour cette simple raison que beaucoup refusent cette décision et choisissent, par exemple, des chaudières électriques ou à charbon. Néanmoins, cette option ne vaut pas la peine d'être rejetée pour de nombreuses raisons, ce que nous allons certainement dire dans cet article. Après l'installation, les pompes à chaleur deviennent très économiques, car elles utilisent l'énergie du sol. La pompe géothermique est de 3 en 1. Elle combine non seulement la chaudière et le système d’eau chaude sanitaire, mais également le climatiseur. Examinons de plus près cet équipement et considérons toutes ses forces et ses faiblesses.

Le principe de l'unité

Le principe de fonctionnement d'une pompe à chaleur pour le chauffage consiste à utiliser la différence de potentiel d'énergie thermique. C'est pourquoi un tel équipement peut être utilisé dans n'importe quel environnement. L'important est que sa température soit d'au moins 1 degré Celsius.

Nous avons un liquide de refroidissement qui passe dans le pipeline, où, en fait, il chauffe de 2 à 5 degrés. Ensuite, le liquide de refroidissement entre dans l’échangeur thermique (circuit interne), où il récupère l’énergie récupérée. À ce stade, le circuit externe contient un réfrigérant dont le point d'ébullition est bas. En conséquence, il se transforme en gaz. En entrant dans le compresseur, le gaz est comprimé, ce qui entraîne une température encore plus élevée. Ensuite, le gaz va au condenseur, où il perd sa chaleur, ce qui le transmet au système de chauffage. Le réfrigérant acquiert un état liquide et retourne dans le circuit externe.

En bref sur les types de pompes à chaleur

Il existe aujourd'hui plusieurs modèles populaires de pompes géothermiques. Mais dans tous les cas, leur principe de fonctionnement peut être comparé au fonctionnement des équipements de réfrigération. C'est pourquoi, quel que soit le type de pompe en été, il peut être utilisé comme climatiseur. Ainsi, les pompes à chaleur sont classées selon l'endroit où elles peuvent obtenir de la chaleur:

  • Du sol;
  • Du réservoir;
  • Hors de l'air.

Le premier type est le plus préféré dans les régions froides. Le fait est que la température de l'air tombe souvent à -20 et au-dessous (sur l'exemple de la Fédération de Russie), mais la profondeur de gel du sol est généralement insignifiante. Quant aux réservoirs, ils ne sont pas partout et il n’est pas très judicieux de les utiliser. Dans tous les cas, il est préférable de choisir une pompe à chaleur géothermique pour le chauffage domestique. Le principe de fonctionnement de l'unité, nous avons considéré un peu, alors allez-y.

"Eaux souterraines": quel meilleur endroit pour placer?

Obtenir de la chaleur du sol est considéré comme le plus approprié et rationnel. Cela est dû au fait qu’à une profondeur de 5 mètres presque aucune fluctuation de température ne se produit. En tant que caloporteur, le liquide spécial est utilisé. C'est ce qu'on appelle la saumure. C'est complètement écologique.

Quant à la méthode de placement, c'est-à-dire horizontale et verticale. Le premier type est caractérisé par le fait que des tuyaux en plastique représentant le contour externe sont posés horizontalement sur le carré. Ceci est très problématique, car les travaux de pose doivent être effectués sur une surface de 25 à 50 mètres carrés. Dans le cas d'une localisation verticale, des puits verticaux d'une profondeur de 50 à 150 mètres sont forés. Plus les sondes sont posées en profondeur, plus la pompe à chaleur géothermique sera efficace. Nous avons déjà examiné le principe de fonctionnement et abordons maintenant des détails importants.

Pompe à chaleur eau / eau: principe de fonctionnement

En outre, ne rejetez pas immédiatement la possibilité d'utiliser l'énergie cinétique de l'eau. Le fait est qu’à une grande profondeur, la température reste assez élevée et varie dans de petites plages, si cela se produit. Vous pouvez aller de plusieurs manières et utiliser:

  • Plans d'eau ouverts tels que rivières et lacs.
  • Les eaux souterraines (bien, bien).
  • Eaux usées de prom.tsiklov (alimentation en eau inversée).

Du point de vue économique et technique, le moyen le plus simple d’installer une pompe géothermique dans un étang à ciel ouvert. Dans le même temps, il n'y a pas de différences structurelles significatives entre les pompes «sol-eau» et «eau-eau». Dans ce dernier cas, les tuyaux immergés dans un bassin ouvert sont alimentés en cargaison. En ce qui concerne l'utilisation des eaux souterraines, la conception et l'installation de plus complexe. Il est nécessaire d'allouer un puits séparé pour l'évacuation de l'eau.

Principe de fonctionnement de la pompe à chaleur air / eau

Ce type de pompe est considéré comme l’un des moins efficaces pour diverses raisons. Tout d'abord, pendant la saison froide, la température des masses d'air diminue considérablement. En fin de compte, cela entraîne une diminution de la puissance de pompage. Il ne peut pas faire face au chauffage d'une grande maison. Deuxièmement, la conception est plus complexe et moins fiable. Cependant, les coûts d'installation et de maintenance sont considérablement réduits. Cela est dû au fait que vous n’avez pas besoin d’un réservoir ni d’un puits et que vous n’avez pas besoin de creuser de tranchées sous le tuyau de la datcha.

Le système est situé sur le toit d'un bâtiment ou dans un autre endroit approprié. Il est à noter que cette conception a un avantage significatif. Il consiste en la possibilité d'utiliser à nouveau les gaz d'échappement, l'air qui quitte la pièce. Cela peut compenser le manque d'équipement électrique en hiver.

Pompes air-air et autre chose

Ces installations sont encore plus rares que l’air-à-eau, pour diverses raisons. Comme vous l'avez déjà deviné, dans notre cas, l'air est utilisé comme liquide de refroidissement, qui est chauffé par une masse d'air plus chaude provenant de l'environnement. Un tel système présente un grand nombre d'inconvénients, allant d'une productivité faible à un coût élevé.La pompe à chaleur air-air, que vous savez travailler, n'est utile que dans les régions chaudes.

Il y a des forces. Premièrement, le bas prix du liquide de refroidissement. Très probablement, vous ne rencontrerez pas le problème des fuites du conduit d’air. Deuxièmement, l'efficacité d'une telle décision est extrêmement élevée au printemps et à l'automne. En hiver, il n’est pas pratique d’utiliser une pompe à chaleur à air, dont nous avons considéré le principe de fonctionnement.

Pompe à chaleur maison

Des études ont montré que la période de récupération de l'équipement dépend de la zone chauffée. Si nous parlons d'une maison de 400 mètres carrés, cela représente environ 2 à 2,5 ans. Mais pour ceux qui ont une plus petite superficie de logement, il est possible d'utiliser des pompes faites maison. Il peut sembler difficile de fabriquer de tels équipements, mais en fait, c'est un peu faux. Assez pour acheter les composants nécessaires et vous pouvez procéder à l'installation.

La première chose achetée compresseur. Vous pouvez prendre ceci, qui est sur le climatiseur. Montez-le de la même manière que le mur du bâtiment. De plus, vous avez besoin d'un condensateur. Il peut être construit indépendamment ou acheté. Si vous passez à la première méthode, vous aurez besoin d’une bobine de cuivre d’une épaisseur d’au moins 1 mm, elle est placée dans le boîtier. Cela peut être un réservoir approprié. Après l'installation, le réservoir est soudé et les connexions filetées nécessaires sont effectuées.

La dernière partie du travail

Dans tous les cas, au stade final, vous devrez faire appel à un spécialiste. C'est une personne bien informée qui doit souder les tubes de cuivre, injecter du fréon, ainsi que le premier démarrage du compresseur. Après avoir assemblé toute la structure, celle-ci est connectée au système de chauffage interne. Le circuit externe est installé en dernier et ses fonctionnalités dépendent du type de pompe à chaleur utilisé.

Vous ne devez pas perdre de vue un point aussi important que le remplacement du câblage périmé ou endommagé de la maison. Les experts recommandent l’installation d’un compteur d’une capacité d’au moins 40 ampères, ce qui devrait suffire à assurer le fonctionnement de la pompe à chaleur. Il est à noter que dans certains cas, un tel équipement ne répond pas aux attentes. Cela est dû notamment à des calculs thermodynamiques imprécis. Pour ne pas dépenser beaucoup d'argent en chauffage, et en hiver, vous deviez installer une chaudière au charbon, veuillez contacter les organisations vérifiées avec des commentaires positifs.

Sécurité et respect de l'environnement avant tout

Le chauffage avec les pompes décrites dans cet article est l’une des méthodes les plus écologiques. Cela est dû en grande partie à la réduction des émissions de dioxyde de carbone dans l'atmosphère et à la préservation de ressources énergétiques non récupérables. En passant, dans notre cas, des ressources renouvelables sont utilisées, vous ne devez donc pas craindre que la chaleur cesse soudainement. Grâce à l'utilisation d'une substance bouillante à basse température, il est devenu possible de réaliser un cycle thermodynamique inverse et, avec moins d'énergie, d'obtenir une quantité de chaleur suffisante pour la maison. En ce qui concerne la sécurité incendie, tout est clair ici. Il n’ya aucune probabilité de fuite de gaz ou de mazout, d’explosion, d’endroits dangereux pour le stockage de matériaux inflammables et bien plus encore. À cet égard, les pompes à chaleur sont très bonnes.

Conclusion

Maintenant, vous savez parfaitement ce que peut être une pompe à chaleur (son fonctionnement). Il est possible de faire un tel montage de vos propres mains, et dans certains cas même nécessaire. Dans ce cas, vous pouvez économiser environ 30% des fonds consacrés à l’achat d’équipements. Mais encore une fois, l'installation devrait de préférence être effectuée par un spécialiste, il en va de même pour les calculs.

Quoi qu’il en soit, aujourd’hui, le chauffage est encore assez coûteux avec une longue période de récupération. Dans la plupart des cas, il est beaucoup plus facile d'utiliser du gaz ou de chauffer avec du charbon ou du bois de chauffage. Néanmoins, pour les grandes maisons de campagne, ce type de chauffage est très prometteur. Pour parler de l’économie de l’équipement, il s’avère que pour 1 kW d’énergie dépensée, nous obtenons environ 5 à 7 kW de chaleur. Le refroidissement est de 2-2,5 kW à la sortie, ce qui est également très bon. Il convient de noter également le silence de fonctionnement de la pompe. C'est en principe tout ce qui peut être dit sur ce sujet.

Une pompe à chaleur va chauffer la maison. Expérience FORUMHOUSE

Outre les dispositifs de chauffage traditionnels au gaz, à l'électricité ou aux combustibles solides, il existe d'autres sources de chaleur.

Dans notre climat, la saison de chauffage dure plus de six mois et, en été, nous devons dépenser de l’argent pour les systèmes de climatisation. Il est bon que la maison soit située dans des territoires «développés» où le gaz est fourni. Et que se passe-t-il s'il n'y a pas de coffre, et dans un avenir prévisible n'est pas prévu. Ces dernières années, les pompes à chaleur sont devenues de plus en plus courantes en tant qu'alternatives aux types de chauffage classiques. Et parmi les utilisateurs de FORUMHOUSE, il existe des propriétaires de tels équipements, prêts à partager une expérience utile.

Comment ça marche

Les principaux composants de l'unité: compresseur, échangeur de chaleur, pompe de circulation, automatique, circuit d'alimentation. La pompe peut capter la chaleur de trois sources.

À en juger par les discussions, nous avons deux options en demande: l’eau et le sol. Ceci est dû aux limitations de température - la source doit être positive. L'emplacement du circuit d'alimentation est horizontal ou vertical. Dans le premier cas, la ligne est posée en dessous du niveau de gel - à partir de 1,5 mètre de profondeur. Ou au fond du réservoir, même lors de fortes gelées - jusqu'à + 4⁰С. La longueur du circuit dépend des dimensions de la pièce chauffée et de la puissance de la pompe. Dans le second cas, des sondages sont forés pour des sondes d’une profondeur moyenne de 50 à 70 mètres. Piastrov AB, l'un des membres du forum et le propriétaire de la pompe à chaleur, a décrit le système vertical en tant que tel.

Les sondes géothermiques, une conduite en boucle à travers laquelle l’éthylène glycol circule, collectent la chaleur. Ils descendent dans des puits de 50 à 70 mètres de profondeur. Il s’agit d’un circuit externe dont le nombre dépend de la puissance de la pompe à chaleur. Pour une maison de 100 mètres carrés, deux sondes seront nécessaires - deux puits.

Circuit de chauffage

Une pompe à chaleur, contrairement aux chaudières au gaz, au charbon ou à l’électricité, chauffe le porteur à une moyenne de 40 ° C. C'est la température optimale à laquelle l'usure des équipements est minimale et la consommation d'électricité. Pour les radiateurs conventionnels, ces indicateurs ne suffisent pas. Par conséquent, avec la pompe à chaleur ne sont généralement pas utilisés tuyaux et batteries, et un sol chaud. Il est plus efficace avec ce chauffage caloporteur. Seul le pas entre les tuyaux devrait être inférieur. Il convient de noter que le sol chaud crée des restrictions sur le choix des meubles et assèche l'air. Nécessite une hydratation supplémentaire. En été, les sols peuvent fonctionner pour le refroidissement.

Forces et faiblesses

En outre, il n’ya aucune dépendance vis-à-vis des producteurs de gaz et des visites aux autorités pour approbation. Et les exigences pour la chaufferie ne sont pas si strictes. Après le démarrage, les coûts d'exploitation sont minimes. Seule l'électricité est payée, la pompe moyenne consomme environ 4 kW par heure. Les modèles modernes d’impulsion ne fonctionnent pas en continu, mais s’allument au besoin. Cela réduit le nombre d'heures de travail par saison et les coûts énergétiques.

Le principal inconvénient du chauffage géothermique est le prix de l'émission, même une unité chinoise ou domestique, sans parler des marques européennes, coûte plusieurs milliers d'euros. Avec l'agencement du circuit externe et de l'installation, le plaisir se traduira par des centaines de milliers de roubles. Selon les calculs des experts et des propriétaires, la pompe sera rentable dans plusieurs années. Cela fonctionne sur la source donnée, comparé au coût d'une tonne de charbon ou d'un cube de bois de chauffage, les économies sont considérables. Mais tout le monde ne dispose pas d'un demi-million supplémentaire pour l'équipement et la mise en service.

Si le réservoir n'est pas loin du site, il s'avère beaucoup moins cher, les dépenses en forage coûteux disparaîtront.

Les puits en exploitation optimisent également le processus en devenant une source de chaleur. Ceci est confirmé par le forumchanin det maros d'Ust-Kamenogorsk. Il travaille dans une entreprise de fabrication de pompes à chaleur et fournit des services d'installation. Par conséquent, il comprend parfaitement la situation et à la question d'un participant de la branche s'il a besoin de sondes, s'il y a des puits dans la région, une réponse exhaustive.

Pourquoi vous embêtez-vous avec des sondes, s'il y a assez d'eau? Vous passerez d'un puits à l'autre par le biais du TN. Nous sommes occupés avec des sondes, quand il n’ya pas d’eau sur le site ou que le poteau est petit, cela ne couvre pas les besoins. Pour une pompe de 10 kW, un volume de 3 cubes est nécessaire.

Les secrets du bricolage

Mais les plus grandes économies sont réalisées lorsque vous possédez une pompe à chaleur. Le nœud principal est un compresseur; ils proviennent de climatiseurs puissants et de systèmes divisés, leurs paramètres techniques sont similaires. Les échangeurs de chaleur sont vendus prêts à l'emploi, mais certains artisans et ils parviennent à souder des tuyaux en cuivre. En tant que réfrigérant - fréon, il est également vendu en bouteilles. Les contrôleurs, les relais, les stabilisateurs, tous les éléments séparément coûteront deux fois moins cher que dans l’ensemble fini.

Le plus souvent, les produits artisanaux sont organisés au-dessus des étangs ou lorsqu'il y a déjà un puits en exploitation. En raison du fait que la part du lion des dépenses revient aux travaux de terrassement et aux économies maximales qui en résultent.

L'artisan aparat2, de Riga, a lui-même collecté le chauffage géothermique et en a fait un reportage photo, décrivant en détail toutes les opérations.

J'ai assemblé un TN à partir de deux compresseurs monophasés de 24 000 BTU chacun (7 mètres carrés par temps froid). Le résultat a été une cascade avec une capacité thermique de 16-18 kilowatts, avec une consommation d'électricité d'environ 4,5 kW par heure. J'ai choisi deux compresseurs pour qu'il y ait moins de courants, je ne vais pas démarrer en même temps. En attendant, seul le deuxième étage est habité et un compresseur suffit. Et, ayant expérimenté sur un, alors je vais améliorer le deuxième design.

De plus, forumchanin a décidé de ne pas dépenser d’argent pour des échangeurs de chaleur à plaques prêts à l’emploi. Ils exigent un traitement de l'eau et ils pèsent lourd. Il a combiné un échangeur fabriqué avec une batterie pour augmenter l'efficacité. Le résultat était une installation fonctionnelle parfois moins chère que l’achat.

Cependant, les pompes à chaleur sont une option alternative lorsqu'il n'y a pas de gaz et de grandes surfaces de chauffage. Même avec l'auto-assemblage du système, le coût des composants est considérable. Un examen plus approfondi du sujet peut concerner la branche des pompes à chaleur, il existe de nombreux conseils utiles, les utilisateurs du forum peuvent partager leurs expériences et discuter de divers modèles. Les instructions pas à pas de aparat2 vous aideront à gérer l’assemblage. Et les options pour chauffer une grande maison sans gaz dans la vidéo - un bon exemple. Pour les propriétaires de maisons en bois - une vidéo sur les caractéristiques de la pose de canalisations.

Qu'est-ce qu'une pompe à chaleur?

Pour le bon fonctionnement des systèmes de chauffage, l’eau chaude ainsi que le fonctionnement des climatiseurs ont besoin d’une source d’énergie constante. Il existe de nombreux générateurs de chaleur, fonctionnant à l'électricité, au diesel ou au gaz. Chacune a ses propres inconvénients: odeur, danger d'inflammation, complexité de conception, etc. Une pompe à chaleur est une solution moderne qui élimine la plupart des problèmes.

L'avantage le plus important de l'appareil est sa facilité d'utilisation. Les équipements thermiques utilisent l'énergie accumulée pendant la saison chaude par la nature environnante: terre, eau, roches. En choisissant ce type d'appareil, vous oublierez à jamais les odeurs d'essence et de diesel, réduisez les risques d'incendie, réduisez la consommation d'énergie.

Le fonctionnement des systèmes de chauffage, dont le fonctionnement est basé sur l'énergie électrique, nécessite une puissance élevée, ce qui n'est pas toujours possible. L'installation d'une pompe à chaleur aidera à résoudre ce problème. Pour son bon fonctionnement, il faudra une source d’énergie naturelle. Si vous comparez la quantité de consommation d'un tel appareil avec le chauffage traditionnel, alors, son fonctionnement complet suffira à 1/4 de la puissance d'un système standard.

La pompe à chaleur réduit considérablement les coûts énergétiques. Le prix de l'installation d'un tel équipement par rapport à l'installation de chaudières fonctionnant au fioul ou à l'électricité est cher. Mais cela s’avère rentable en économisant sur la consommation d’énergie pendant 3 à 5 ans.

Principes de fonctionnement de l'appareil

La conception de la pompe à chaleur comporte deux canalisations: externe et interne. L'une est posée à travers la source d'énergie, qui est l'élément naturel. Il peut s'agir de sol, d'eau, de roches, de roches ou d'air.

Le liquide de refroidissement est pompé à travers les tuyaux à travers la source et est chauffé de plusieurs degrés. Ensuite, il pénètre à l'intérieur de la pompe, passe à travers un échangeur de chaleur qui joue le rôle d'évaporateur. La chaleur est donnée au circuit interne, qui est rempli de matériau qui bout à basse température. Au contact de cet élément, le liquide s'évapore et se transforme en vapeur. Pour ce faire, il suffit d'avoir une température de 50 ° C.

La substance gazeuse est acheminée vers le service des compresseurs. Ici, il est comprimé, la pression à l'intérieur augmente fortement, la température augmente. Après cela, le gaz est transféré au condenseur, dans lequel il dégage de la chaleur au fluide circulant dans les radiateurs. Le gaz chaud se refroidit et revient à son état initial, et le liquide de refroidissement chauffé s'écoule par des tuyaux dans les radiateurs.

Le réfrigérant qui revient dans le condenseur fait baisser sa température de plusieurs degrés, mais sa pression reste la même. Afin de réduire la pression du liquide, celui-ci retourne dans l'évaporateur à travers un détendeur spécial. Le cycle recommence.

Types de sources de chaleur naturelles

La source d'énergie thermique peut être n'importe quel matériau naturel dont la température, quelle que soit la saison, ne soit pas inférieure à - 1 ° C. Comme il est utilisé des lacs, des rivières, la mer, des roches de roches, la terre, l'air chaud du système de climatisation et de ventilation, etc.

Contour externe - tuyaux en polyéthylène. Ils sont installés dans une source de chaleur. Le pipeline collecte l’énergie thermique de l’environnement. Le fluide à l'intérieur du système contient 30% d'éthanol ou d'éthylène glycol.

Rochers

Lors de l'utilisation de roches rocheuses, un puits est extrait. Le pipeline de polyéthylène lui tombe dessus. Le puits doit être profond. Pour réduire le coût du processus, creusez souvent deux trous ou plus dans la roche. La profondeur est ensuite calculée à partir des dimensions totales. Afin de tout faire correctement, vous devez tenir compte de la force de production de la pompe à chaleur. 50-60 W d’énergie thermique représentent 1 mètre de profondeur du puits. Lorsque vous utilisez une pompe de 10 kW, vous devez la creuser jusqu'à 170 mètres.

Au sol

Pour la pompe à chaleur est utilisé un sol avec une humidité élevée. Il convient le mieux pour ce site avec les rivières souterraines adjacentes. Grâce aux eaux souterraines, la terre sera constamment mouillée à tout moment de l'année. Le contour extérieur de la pompe à chaleur est situé profondément dans le sol à une distance d'au moins 1 mètre de la surface. Entre les conduites doivent être maintenus de 80 cm à 1 mètre.

La puissance nette d’une pompe à chaleur avec circuit externe enfoui dans le sol est de 20 à 30 W / m. Par conséquent, pour l'installation d'équipements d'une capacité de 10 kW, il est nécessaire de prendre un tuyau d'une longueur minimale de 450 m, ce qui suffit pour disposer d'une surface de 20 x 20 m².

Avant de poser le pipeline dans le sol, le site ne nécessite aucune formation particulière. Les objets et les plantes situés à la surface n'ont aucune influence sur le contour externe de la pompe à chaleur. Le calcul correct est le facteur le plus important lors de l’installation de tuyaux dans le sol.

La source de chaleur la plus idéale pour une pompe est un étang situé à proximité de l'installation de chauffage. Lorsque vous utilisez des lacs ou des rivières, le pipeline est posé tout au fond. Cette méthode est considérée comme la plus réussie, car dans le réservoir, la température reste toujours positive tout au long de l’année. Souvent, en hiver, au fond de l'eau, le taux "le plus élevé" est atteint.

Pour un bénéfice maximal, vous n'avez pas besoin de poser un contour extérieur long. Les tubes courts vous permettent de convertir le maximum d'énergie. Pour générer 30 W de puissance, il faut 1 m de pipeline, 10 kW, environ 300 M. Lors de l'installation du circuit externe, il est important de le fixer au fond du réservoir afin qu'il ne flotte pas, il est donc recommandé de suspendre un poids d'environ 5 kg à chaque mètre du pipeline..

Air chaud

L'air peut être une bonne source de chaleur. Un modèle spécial a été développé pour cela. Une pompe convertit la chaleur d'une hotte de ventilation. Ce type de chauffage est souvent utilisé dans les grands locaux industriels où de grandes quantités d'air chaud sont générées. Ceux-ci peuvent être des boulangeries. De plus, les pompes à air sont largement utilisées dans la fabrication de produits céramiques. Ces modèles sont parfaits pour chauffer les chalets en été.

Peak chauffage électrique

Presque tous les modèles de pompes à chaleur ont un élément important: le chauffage électrique. Lors de l'achat d'un équipement de chauffage, il est nécessaire de prendre en compte l'indicateur de puissance nominale. Il est calculé dans des conditions de charge maximale à la température la plus basse. Mais dans la plupart des régions du pays, ces conditions ne sont maintenues que quelques semaines par an. Il est donc peu pratique d’acheter une pompe à chaleur d’une plus grande capacité pour la période considérée. En fait, le potentiel de l'appareil ne sera pas utilisé. Il est plus rentable d’acheter du matériel de moindre capacité et, le cas échéant, d’y raccorder un chauffage électrique.

Un radiateur électrique a un faible coût, mais il coûte cher de consommer de l'électricité. La pompe à chaleur, au contraire, est chère, mais produit une énergie bon marché. Leur utilisation combinée les unes aux autres vous permettra de tirer le meilleur parti de la chaleur et de réduire considérablement les factures de services publics. Une utilisation raisonnable réduira le temps de récupération de l'équipement à plusieurs reprises. La détermination de la puissance compatible pour la pompe à chaleur et le chauffage électrique est calculée selon le graphe intégré universel.

Climatisation active et passive

Lorsque la pompe à chaleur fonctionne, un processus de conditionnement naturel se produit. En hiver, la chaleur provient de sources naturelles et est introduite dans le système de chauffage de la maison. En été, les températures froides sont transférées dans la pièce à partir de puits ou de plans d'eau. Le principe de fonctionnement dans la climatisation est le même que dans le chauffage. La seule différence est que les ventilo-convecteurs sont installés à la place des radiateurs.

Il y a deux modes dans lesquels le flux d'air froid dans la pièce. Avec le conditionnement passif, le liquide de refroidissement passe simplement cycle par cycle entre la source et le ventilo-convecteur. L'air froid entre dans la maison sans allumer le compresseur. Il est connecté au cas où un tel refroidissement ne serait pas suffisant. Le refroidissement avec un compresseur en marche s'appelle actif.

Pompe à chaleur dans le système de chauffage par le sol

La pompe à chaleur est idéale pour chauffer les systèmes de chauffage par le sol. Selon ses caractéristiques techniques, l’équipement fournit un liquide de refroidissement dont la température maximale n’est pas supérieure à 55 ° C. Pour réussir l’organisation du chauffage par radiateur, il est nécessaire d’effectuer tous les calculs correctement, sinon la pompe ne pourra pas fournir la quantité de chaleur nécessaire. Pour chauffer le sol d'une telle température est suffisant en totalité.

Avec l'installation complexe de la pompe et du système de chauffage par le sol, l'énergie sera non seulement économique, mais également répartie sur toute la surface. Les ressources énergétiques de ce tandem technique sont dépensées 80% de moins que lors du fonctionnement des méthodes de chauffage traditionnelles.

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Pompe à chaleur

Ce n’est un secret pour personne que dans l’épaisseur de la terre la température positive soit toujours maintenue. L'eau sous la glace est dans le même état. Dans cet environnement relativement chaud, un pipeline fermé contenant du liquide est placé.
Le schéma de travail des pompes à chaleur est assez simple et repose sur le principe Carnot opposé:
Le liquide de refroidissement, circulant sur le circuit externe, s'échauffe à partir de la source sélectionnée et pénètre dans l'évaporateur.
Là, il échange de l'énergie avec un réfrigérant (généralement le fréon).
Le fréon bouille, passe à l'état gazeux et est comprimé par le compresseur.
Les gaz chauds (chauffés entre 35 et 65 ° C) pénètrent dans un autre échangeur de chaleur, dans lequel ils transmettent leur chaleur au système de chauffage ou à l’alimentation en eau chaude domestique.
Le réfrigérant refroidi redevient liquide et retourne dans le nouveau cercle.

Pompe du réfrigérateur
Pompe à chaleur du réfrigérateur
La partie principale du système est le compresseur. Il est préférable de l’acheter tout prêt dans un magasin ou d’en utiliser un disponible dans un réfrigérateur ou un climatiseur. Tous les autres composants - l’évaporateur, le condenseur, la canalisation - sont soumis à une contrainte extrême. L'énergie d'un tel dispositif ne consommera que la compression et le transfert de chaleur, tout en produisant 5 fois plus.
Faites attention! En utilisant l'ancien compresseur, vous devez compter sur le fait que sa durée de vie peut être de courte durée et que la puissance du système diminuera. De plus, la puissance d'un compresseur usé peut ne pas être suffisante pour le fonctionnement complet du système.
Certains artisans sont allés plus loin et ont fabriqué une thermopompe dans le réfrigérateur, y plaçant des radiateurs chauffés par la chaleur de la terre. A l'intérieur, la température positive est maintenue en permanence, ce qui permet au réfrigérateur de fonctionner en permanence, chauffant le radiateur derrière celui-ci. En utilisant un radiateur natif, un échangeur de chaleur est fabriqué à partir de celui-ci (ou il est fait maison), la chaleur générée par celui-ci est évacuée.
L'efficacité d'une telle pompe à chaleur est plus appropriée pour démontrer le fonctionnement de l'appareil, car son efficacité est très faible. De plus, le réfrigérateur n’est pas conçu pour ce mode de fonctionnement et peut rapidement tomber en panne. Nous n’expliquerons donc pas la technologie de fabrication d’une pompe à chaleur à partir du réfrigérateur.
Types de pompes à chaleur
Il existe trois types de pompes, en fonction de la source de chaleur:
Eau du sol
"Eau-eau"
"Air-eau"

L'installation de la forme de "sol-eau" utilise la chaleur du sous-sol. La température de la terre aux horizons supérieurs à 20 m reste inchangée. La pompe peut donc produire toute l’énergie nécessaire toute l’année. Les options d'installation sont deux:
arbre vertical;
collecteur horizontal.
Dans le premier cas, un puits de 50 à 100 m de profondeur est foré et des tuyaux avec un fluide caloporteur en circulation, un fluide spécial antigel, sont placés dans le puits.
La pompe horizontale peut être installée sur des terrains vacants. À 5 m de profondeur, les collecteurs déposent le liquide de refroidissement. Pour chauffer une maison d'une superficie de 150 m2, une parcelle d'au moins 250 m2 est nécessaire et ne peut pas être utilisée pour la plantation agricole. Seul le dispositif d'une pelouse décorative et d'un lit est admissible.
Une pompe à eau utilise l'eau de l'eau des lacs, des puits ou des puits. Certains parviennent à extraire la chaleur même des égouts. L'essentiel est que le filtre ne s'encrasse pas et que le métal ne s'effondre pas.
Ce type présente généralement la plus grande efficacité, mais il n’est pas possible de l’établir sur chaque site, mais un permis doit être obtenu pour l’exploitation des eaux souterraines. De tels dispositifs sont plus caractéristiques de la production industrielle.
La conception air-eau est moins efficace que les deux premières, car la production hivernale est considérablement réduite. D'autre part, lors de son installation, il n'est pas nécessaire de forer ou de creuser. L'installation est simplement montée sur le toit de la maison.

Pourboires
Installation indépendante d'une pompe à chaleur Installation indépendante d'une pompe à chaleur
Comme déjà mentionné, le compresseur est préférable d'acheter prêt. Tout modèle utilisé dans les climatiseurs convient.

Tous les autres composants sont collectés indépendamment:
Un réservoir en acier inoxydable d’une capacité d’environ 100 litres est utilisé comme boîtier du condenseur. Il est coupé en deux et monté à l'intérieur d'une bobine de tuyau en cuivre d'une épaisseur de paroi d'au moins 1 mm. Les connexions filetées pour la connexion au contour sont soudées dans le boîtier. Ensuite, des parties du réservoir peuvent être soudées.
Pour l’évaporateur, une bouteille en polyéthylène de 80 l ou une section de tuyau est parfaite. Un serpentin y est également inséré et des entrées et des sorties d’eau sont fournies. Les caloporteurs sont isolés de l'environnement extérieur par une couche de mousse.
Maintenant, vous devez mettre tout le système en place, souder les tuyaux et verser le réfrigérant. La quantité de fréon est très importante pour le bon fonctionnement de la pompe, il est préférable de confier ce calcul à l’ingénieur en chaleur. Il pourra enfin connecter l’installation et régler le compresseur.

Il ne reste plus qu'à attacher le contour extérieur. Son montage dépendra du type de pompe.
Une installation sol-eau verticale nécessite un puits et une sonde géothermique y est abaissée.
Pour un appareil horizontal, un collecteur est assemblé et enfoui dans le sol à une profondeur qui empêche le gel.
Dans le système eau-à-eau, le circuit consiste en un réseau de tuyaux en plastique à travers lesquels le liquide de refroidissement coulera. Ensuite, tout cela devrait être fixé dans l'étang à la profondeur requise.

Le principe de fonctionnement, les types et l'efficacité des pompes à chaleur

La méthode la plus ancienne de production de chaleur pour chauffer une maison était de brûler du bois. Ensuite, la tourbe, le charbon et le gaz ont été utilisés. Mais toutes ces sources s’épuisent peu à peu et l’homme commence à inventer des méthodes plus sophistiquées d’extraction de la chaleur et des équipements pour leur mise en oeuvre. En particulier, une pompe à chaleur a été développée. Le fonctionnement des pompes à chaleur nécessite de l'électricité. Mais il n'est pas utilisé directement pour générer de la chaleur, comme dans les pistolets à chaleur. La pompe à chaleur ne crée pas de chaleur, mais la transfère de l'environnement au système de chauffage de la maison. L'énergie électrique consommée par la pompe est utilisée pour comprimer et faire circuler le réfrigérant. Ce dernier est un environnement de travail qui transfère la chaleur du système d'exploitation vers le système de chauffage et l'alimentation en eau chaude. Dans cet article, nous aborderons en détail le principe de fonctionnement des pompes à chaleur, leurs types, leurs avantages et leurs inconvénients.

Excursion dans le passé

Pour la première fois, le principe de fonctionnement d'une pompe à chaleur fut formulé par William Thomson (plus connu sous le nom de Lord Kelvin) en 1852. En 1855, l’Autrichien Peter Ritter von Rittinger perfectionna ce projet et fut le premier à concevoir une pompe à chaleur. Cependant, la véritable application n'a commencé qu'un siècle plus tard. Dans les années 1940, Robert Weber développa une pompe à chaleur lors d'expériences avec un congélateur. Il a commencé à utiliser une pompe à chaleur avec une chaudière et a fourni de l'eau chaude à sa maison.

Peter Ritter von Rittinger Pompe à chaleur

Plus tard, Weber a repris la conception de la pompe à chaleur, qui permet d'extraire la chaleur du sol, où la température est constante toute l'année. L'appareil comprenait des tuyaux en cuivre posés dans le sol. Le fréon a circulé à travers eux, jouant le rôle d'un agent de refroidissement. Au cours de la condensation, le fréon diffusait de la chaleur dans le système de chauffage et pénétrait dans les tuyaux pour extraire la chaleur du sol. Le serpentin contenant un réfrigérant chaud a été soufflé avec de l'air et dispersé dans la maison.

Le véritable besoin de pompes à chaleur est apparu dans les années 1970 du siècle dernier, lors de l'embargo pétrolier arabe.
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Principe de fonctionnement

On sait depuis longtemps que la chaleur est transférée indépendamment d’un objet plus chaud à un objet plus froid. Cela était inscrit dans l'une des formulations 2 de la loi de la thermodynamique. Afin de transférer la chaleur dans le sens opposé, il est nécessaire d'utiliser un liquide de refroidissement et de réaliser certaines actions avec celui-ci. À ces fins, et sert de pompe à chaleur. Car son travail nécessite de l'énergie. La quantité d'énergie dépensée est d'autant plus grande que la différence de température entre les environnements impliqués dans ce processus est importante.

La conception de la pompe à chaleur la plus simple comprend 2 échangeurs de chaleur. L'un d'entre eux s'appelle un évaporateur et le second est un condenseur. L'évaporateur est maintenu à une température inférieure à la température à laquelle la chaleur est évacuée. L'eau, la terre, l'air, etc. peuvent jouer un rôle dans un tel environnement. Par conséquent, la chaleur passe au réfrigérant, qui a une température plus basse.

Le condenseur a une température supérieure à la température du milieu auquel de la chaleur doit être transférée. Cet environnement, ou plutôt le corps, est le système de chauffage. Cette différence de température entre l'évaporateur et le condenseur est fournie par le réfrigérant qui circule entre eux. Il peut changer d’état de phase, d’un état liquide à un état gazeux, en fonction du niveau de pression.

Le principe de fonctionnement de la pompe à chaleur

Bien sûr, cela devrait être fait pour un certain travail, ce qui nécessite un peu d'énergie. Si la sélection est faite à partir d'un corps trop froid, il se peut que les coûts énergétiques soient considérablement plus élevés que la quantité de chaleur extraite. Donc, vous devriez toujours vous rappeler de l'existence d'une certaine limite, au-delà de laquelle l'utilisation d'une pompe à chaleur devient impraticable.

La plupart des pompes à chaleur utilisées aujourd'hui sont à compression de vapeur. Il existe également des variétés telles que

  • L'absorption;
  • Thermoélectrique;
  • Électrochimique.

Le fonctionnement des pompes à chaleur est généralement caractérisé par l’ampleur du taux de transformation de l’énergie (Ktr), déterminé par la formule:

CTR = Yours / (Yours - Twh), où

Vôtre - la température à la sortie de la pompe;

Tvh - température à l'entrée de la pompe.

C'est-à-dire, KTR - est le rapport entre la chaleur injectée dans le système de chauffage et l'énergie dépensée pour le fonctionnement de la pompe à chaleur. En réalité, le coefficient Ktr est différent de ce qui est calculé par cette formule. La différence est égale à la valeur du coefficient h, qui prend en compte la perte d'énergie et le degré de perfection thermodynamique. L'énergie est également dépensée pour assurer le fonctionnement des vannes, des pompes, des circuits de commande, etc.

Le degré de perfection thermodynamique est influencé par de nombreux paramètres. Parmi eux, nous pouvons souligner la puissance du compresseur, la qualité de performance de la pompe à chaleur elle-même. De plus, des pertes d'énergie irréversibles ont un effet. Il s’agit de pertes d’énergie permettant de surmonter les forces de friction, les pertes de chaleur dans les pipelines et les raccords, dans les moteurs mécaniques et électriques. Il convient également de noter la non-réalité des processus intervenant dans le condenseur et l'évaporateur. Le réfrigérant dans de tels systèmes a également des caractéristiques thermiques non idéales.

La majeure partie de l'énergie consommée par la pompe à chaleur est affectée au rendement du cycle thermodynamique du compresseur. Par conséquent, le coefficient de conversion décrit ci-dessus dépend du delta des températures dans le condenseur et l'évaporateur. Le niveau de température à la sortie des pompes modernes varie entre 35 et 55 degrés Celsius. Pour qu'ils puissent être utilisés dans tous les systèmes de chauffage. La plage de puissance produite par les pompes à chaleur est comprise entre 5 et 1000 kW.

Types de pompes à chaleur

La manière la plus courante de classer les pompes à chaleur consiste à définir le type de fluide dans lequel se trouve le circuit primaire et d'où provient la chaleur.

Selon cette classification, on distingue les types de pompes à chaleur suivants:

  • Eaux souterraines ou géothermiques;
  • Eau-eau ou hydrothermal;
  • Air-eau ou aérothermie;
  • Air-air

Tous ces types de pompes ont le même principe de fonctionnement. Cependant, l'environnement a un impact sur la conception et le fonctionnement de l'unité. Considérons les principales différences entre ces types d’installations.

Eau souterraine

Dans ce cas, le circuit primaire est placé dans le sol à une profondeur de 5─6 mètres. Un tel système est prévu si l'échangeur de chaleur est horizontal. Si le contour est vertical, un puits est fait à 100-150 mètres.

Pompe à chaleur sol-eau

Eau-eau

Ici, le circuit primaire est établi dans un réservoir naturel ou artificiel. Il peut même s'agir d'une rivière sans glace ou d'un puits.

Pompe à chaleur eau-eau

Dans ce cas, l'installation prend beaucoup moins de temps que les pompes souterraines. Donc, s’il ya un réservoir à proximité, une installation eau à eau sera le meilleur choix.
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Air-eau

Ces systèmes ressemblent à bien des égards à la climatisation, mais sont de grande taille et fonctionnent dans une plage de températures plus étendue. Le circuit primaire est situé dans la rue dans une boîte spéciale. Pour que le système soit opérationnel pendant la période hivernale, le système de ventilation du bâtiment est souvent associé à une unité de pompe à chaleur externe.

Pompe à chaleur air / eau

Dans ce cas, l’avantage est la simplicité de conception et d’installation. Mais dans les latitudes septentrionales en hiver, ces installations sont inefficaces.
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Air-air

Ici, comme dans le type de pompe précédent, la source de chaleur est une énergie atmosphérique de faible qualité. Le principe d'action est presque complètement similaire à celui des climatiseurs. La différence est seulement dans la spécialisation. La climatisation est principalement conçue pour refroidir l'air, même s'il peut chauffer. Une pompe à chaleur est spécialisée dans le chauffage de l'air.

Pompe à chaleur air-air

Efficacité de la pompe à chaleur et limites d'utilisation

La caractéristique principale par laquelle l'efficacité des pompes à chaleur est estimée, COP. Cela correspond au coefficient de performance, ce qui signifie en russe le coefficient de conversion thermique. La formule suivante est utilisée pour calculer le COP:

COP = Qc / A ou COP = Qi * k / A, où

COP - coefficient estimé sans dimension;

Un fonctionnement en pompe exprimé en joules;

Qi ─ chaleur absorbée par le liquide de refroidissement de l'environnement en joules;

Qc - chaleur donnée au système de chauffage et / ou eau chaude sanitaire en joules;

K est le coefficient de performance.

Avec la valeur de A, il est possible d'estimer le travail effectué par la pompe à chaleur afin de transférer la chaleur du système d'exploitation vers le système. Le travail dépend de la différence de température dans le condenseur et l’évaporateur. Dans tous les cas, la température du liquide de refroidissement dans le circuit externe doit être inférieure à celle du fluide. Ensuite, l’énergie circulera librement dans le liquide de refroidissement (par exemple, une solution saline en circulation).

Le coefficient COP de trois indique que le fonctionnement de la pompe à chaleur est trois fois inférieur à la chaleur transférée. Mais ce n'est que dans le cas d'un rendement égal à 1, ce qui ne correspond qu'à l'état idéal. En réalité, il est toujours inférieur à un. Par conséquent, il est important d’utiliser une source plus importante d’énergie thermique à faible potentiel, qui ne soit pas refroidie pendant son utilisation. C'est-à-dire que l'apport de chaleur du fluide utilisé était, autant que possible. La chaleur est calculée par la formule

  • C capacity capacité thermique;
  • m est la masse;
  • T est la température.

Le fluide de travail dans la partie «chaude» de la pompe est un gaz comprimé. À l'avenir, il est refroidi à une température inférieure à celle de la source d'énergie à faible potentiel. Le gaz traversant ce circuit se réchauffe et le processus recommence. Voici comment le système fonctionne sous la forme la plus simple. Toutefois, pour augmenter l'efficacité des pompes à chaleur, une substance à forte capacité thermique est utilisée comme transfert de chaleur. Dans la plupart des cas, des solutions aqueuses. Mais dans le compresseur doit être utilisé fluide de travail, qui est comprimé avec une dépense d'énergie minimale. Dans ce cas, gaz approprié. Le fréon est le plus souvent utilisé.

Le rendement des pompes à chaleur dans le calcul selon la méthode standard est supérieur à 1, ce qui ne peut pas être en principe. Il s'avère que la pompe à chaleur produit plus d'énergie qu'elle n'en consomme. Mais de tels calculs ne prennent en compte que l’énergie électrique, sans tenir compte de la chaleur du sol, de l’air et de l’eau. Pour un calcul correct, il faut prendre en compte à la fois l'électricité consommée et la chaleur de l'environnement dont elle provient. En pratique, il est plutôt difficile d’estimer la quantité de chaleur transférée d’un milieu à faible potentiel d’énergie.

Avantages et inconvénients

Les pompes à chaleur s'améliorent progressivement et sont utilisées dans les résidences privées et les installations industrielles. Progressivement, le nombre de pompes à chaleur utilisées augmente en raison de leur efficacité et de leur fiabilité. Avec tous les avantages, ils ont leurs inconvénients.

Premièrement, les avantages des pompes à chaleur:

  • Travailler en mode entièrement automatique;
  • Économies sur la maintenance du système;
  • Ne pas polluer l'environnement (pas de produits de combustion) et les toxines;
  • Bonne intégrabilité avec les chaudières électriques et à gaz traditionnelles;
  • Haute sécurité incendie.

Parlons maintenant des inconvénients des pompes à chaleur:

  • Investissement initial important dans l'équipement et l'installation. Environ 3.10 mille dollars américains, selon le type de pompe;
  • En hiver (lorsque le gel est inférieur à 15 degrés Celsius), presque tous les types de pompes deviennent inefficaces;
  • Le chauffage à l'aide de pompes à chaleur sera efficace dans les systèmes utilisant un caloporteur à haute capacité calorifique.

Il convient également de noter que la période de récupération des pompes à chaleur est de 4 à 9 ans. Ils servent jusqu'à 20 ans, après quoi des réparations majeures sont nécessaires. Le coût des équipements ne peut être réduit que dans les conditions d’une forte expansion de l’utilisation des pompes à chaleur. L'approvisionnement en eau chaude et le chauffage dans le secteur privé constituent la principale direction de développement. Il existe des systèmes dans lesquels la pompe à chaleur et l'utilisation de sources géothermiques sont combinées. La source géothermique elle-même à ces fins peut être naturelle ou artificielle.

La combinaison des pompes à chaleur avec les systèmes existants de chauffage centralisé et d'eau chaude sanitaire est également prometteuse. Par exemple, l'eau de la maison n'est pas très chaude et, à l'aide d'une pompe à chaleur, elle est convertie à une température appropriée pour le chauffage. En raison de la plus petite différence de température par rapport au sol ou à la masse d’eau, cette option aura un rendement supérieur.

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