Qu'est-ce qu'un système CVC à pompe à chaleur?

Si vous êtes familier avec un climatiseur de fenêtre ou même un climatiseur central, vous êtes à mi-chemin de comprendre ce que fait une thermopompe. Lorsqu'il fait chaud à l'extérieur et que vous avez besoin d'air frais à l'intérieur, une thermopompe fonctionne comme un climatiseur standard, évacuant la chaleur de la maison et insufflant de l'air froid. Lorsqu'il fait froid dehors et que vous avez besoin de chaleur, une pompe à chaleur inverse son action de refroidissement et souffle de l'air chaud dans la maison et évacue l'air froid à l'extérieur.

En matière d'efficacité énergétique, aucun système de chauffage ne peut surpasser un système de pompe à chaleur. Contrairement aux fournaises à combustion, une pompe à chaleur ne brûle pas de combustibles fossiles (mais elle utilise de l'électricité, qui peut être produite en brûlant des combustibles fossiles), et elle consomme 50 % moins d'électricité qu'une résistif électrique chauffe-eau. Les pompes à chaleur fonctionnent mieux dans les climats modérés où elles sont souvent la seule source de chaleur dans une maison, mais les gens les utilisent également dans les climats froids pour fournir de la chaleur supplémentaire et réduire leurs factures d'énergie.

Conseil

Comment fonctionne une pompe à chaleur

Les entrepreneurs en CVC adorent mystifier leurs clients en expliquant qu'une pompe à chaleur récupère la chaleur de l'air extérieur, une idée qui semble impossible si l'air extérieur est froid. L'idée n'est cependant pas aussi absurde qu'elle en a l'air, et vous pouvez voir pourquoi si vous pensez à votre réfrigérateur ou à un climatiseur standard, car une pompe à chaleur fonctionne sur le même principe.

Un système de réfrigération standard se compose d'un pompe de compresseur et un réseau de tubes scellés remplis d'un réfrigérant inerte qui peut être comprimé à plusieurs reprises en un liquide, puis vaporisé et comprimé à nouveau. Le tube est formé en deux ensembles de serpentins appelés serpentins de condenseur et serpentins d'évaporateur. Le travail du compresseur est de pressuriser le réfrigérant dans les serpentins du condenseur, de le transformer en liquide et de le forcer à travers une petite ouverture dans les serpentins de l'évaporateur, où il se vaporise et retourne au compresseur pour commencer le cycle de nouveau.

L'évaporation est un processus endothermique, ce qui signifie qu'elle a besoin de chaleur pour se produire, et cette chaleur provient de l'air ambiant, c'est pourquoi les serpentins de l'évaporateur sont toujours froids. La condensation, d'autre part, est un processus qui libère de la chaleur, de sorte que le bobines de condensateur sont toujours chauds. Au lieu d'évacuer l'air chaud entourant les serpentins du condenseur comme le font un réfrigérateur ou un climatiseur, une pompe à chaleur le souffle dans la maison. Le processus n'est pas si mystérieux après tout.

Types de systèmes de pompe à chaleur

Ce système de pompe à chaleur aérothermique est le plus répandu, mais ce n'est pas le seul. Un système à source d'eau utilise de l'eau comme fluide au lieu de l'air et peut être une option d'économie d'énergie pour les propriétaires qui vivent à proximité d'un grand plan d'eau ou qui ont un puits. Les serpentins de l'évaporateur sont immergés dans l'eau, en extraient la chaleur et la dissipent par un système d'eau intérieur scellé ou, dans un système eau-air, la font circuler dans des conduits CVC. Dans un système eau-eau, l'eau chauffée peut être stockée dans un réservoir pour une utilisation dans la salle de bain et la cuisine ou distribuée dans un système de chauffage hydronique pour chauffer la maison.

Au lieu d'extraire la chaleur de l'air extérieur ou d'un plan d'eau, un pompe à chaleur géothermique, également appelée pompe à chaleur géothermique, la prélève dans le sol. Ce type de thermopompe profite du fait que la température du sol à quelques mètres sous la surface est plus constante et modérée que celle de l'air ambiant. Il s'agit, d'une manière pratique, d'une méthode de récupération de l'énergie thermique de la terre et de son utilisation pour le chauffage domestique. C'est une alternative viable à une thermopompe à air pour les propriétaires dans les climats froids et c'est l'un des systèmes de chauffage domestique les plus efficaces sur le marché.

Un autre type de pompe à chaleur est connu sous le nom de système sans conduit ou mini-split. Il utilise la même technologie de chauffage et de refroidissement qu'une pompe à chaleur à air, mais au lieu de faire circuler chaleur ou froid via des conduits d'air, il utilise des unités de traitement d'air intérieur (généralement montées en hauteur sur l'intérieur des murs). Les mini-splits sont le plus souvent utilisés avec des appartements ou de petites maisons ou pour le chauffage et la climatisation supplémentaires dans les ajouts de pièces ou les zones éloignées d'une maison plus grande, où les conduits sont relativement peu pratiques.

Chauffage et refroidissement dans un seul paquet

Parce qu'une pompe à chaleur est essentiellement un système de climatisation fonctionnant à l'envers, elle peut également fournir un refroidissement si vous le faire fonctionner en position "avant", ce qui est réalisé par un système de vannes commandé par le thermostat pour le système. Lorsque vous sélectionnez le mode de refroidissement sur le thermostat, une vanne s'ouvre pour fournir une voie pour l'air frais du serpentins d'évaporateur pour entrer dans la maison, tandis qu'une autre vanne ferme le passage pour l'air chaud du condenseur bobines. L'inverse se produit lorsque vous sélectionnez le mode de chauffage. UNE thermostat qui contrôle une pompe à chaleur doit avoir une borne dédiée (désignée soit O ou B) pour la vanne d'inversion.

Lorsqu'il est utilisé dans un air pulsé Système CVC, les serpentins de la pompe à chaleur sont placés à l'intérieur du conduit d'air d'alimentation, et de l'air chaud ou froid est mis en circulation par le ventilateur selon les besoins, tandis que l'air de l'autre ensemble de serpentins est évacué à l'extérieur. Un système mini-split sans conduit, qui ressemble et agit comme un climatiseur mural, est connecté à une unité extérieure (où le compresseur est situé) et fonctionne de la même manière qu'une maison entière système. Il peut être utilisé pour chauffer et refroidir des pièces individuelles.

Avantages et inconvénients de la pompe à chaleur

Une pompe à chaleur utilise de l'électricité, ce n'est donc pas un appareil neutre en carbone, mais elle utilise beaucoup moins d'électricité qu'un appareil de chauffage résistif. Vous pouvez même augmenter l'efficacité en installant une unité à double source qui tire la chaleur à la fois de l'air extérieur et du sol. D'autres avantages incluent :

• Il nécessite moins d'entretien que les autres types de systèmes de chauffage domestique. Il est presque aussi facile à entretenir qu'un réfrigérateur, bien que les serpentins de l'évaporateur puissent parfois geler et interférer avec les performances de l'appareil, et que les filtres à air nécessitent un entretien régulier.

• Contrairement à une fournaise à combustion, une thermopompe ne peut pas libérer de gaz de combustion toxiques dans la maison. Il n'a pas d'effet notable sur la qualité de l'air intérieur et peut même être bénéfique car il ne déssecher l'air comme le fait un four.

• Une pompe à chaleur peut satisfaire à la fois les besoins de chauffage et de refroidissement. Dans les climats plus froids, il peut être couplé à un autre type de système de chauffage pour fournir une chaleur supplémentaire en hiver ainsi qu'agir comme un système de refroidissement autonome en été.

Les pompes à chaleur coûtent entre 800 $ et 4 500 $ à l'achat selon la taille, et l'installation d'un système CVC de pompe à chaleur peut coûter entre 1 200 $ et 3 500 $ selon la quantité de conduits nécessaires. Les pompes à chaleur à eau et au sol sont plus chères à installer, bien qu'une partie des coûts d'installation puisse être récupérée par des coûts énergétiques inférieurs, car ces pompes à chaleur sont très écoénergétiques.

Le coût relativement élevé d'une nouvelle pompe à chaleur n'est pas le seul inconvénient :

• Ils ne fonctionnent pas partout. Ils conviennent mieux aux climats tempérés.

• Ils durent environ 15 ans en moyenne. Ce n'est pas aussi long que les fournaises au gaz, qui durent généralement 20 ans ou plus.

• Ils utilisent un réfrigérant, et jusqu'à présent, aucun réfrigérant n'a été développé qui soit 100 pour cent sans danger pour l'environnement. Si quelque chose ne va pas avec le système de réfrigération, celui-ci doit légalement être réparé par un technicien agréé.

• L'air d'un système CVC à pompe à chaleur souffle un peu plus froid que celui d'une fournaise, et certaines personnes le trouvent inconfortable.