<\/p>
La chaleur circule naturellement d'une temp\u00e9rature \u00e9lev\u00e9e \u00e0 une temp\u00e9rature plus basse. Les pompes \u00e0 chaleur sont toutefois capables de forcer le flux de chaleur dans l'autre sens, en utilisant une quantit\u00e9 relativement faible d'\u00e9nergie d'entra\u00eenement de haute qualit\u00e9 (\u00e9lectricit\u00e9, carburant ou chaleur r\u00e9siduelle \u00e0 haute temp\u00e9rature). Les pompes \u00e0 chaleur peuvent donc transf\u00e9rer \u00e0 un b\u00e2timent ou \u00e0 une application industrielle la chaleur provenant de sources de chaleur naturelles dans l'environnement, telles que l'air, le sol ou l'eau, ou de sources de chaleur artificielles, telles que les d\u00e9chets industriels ou domestiques. Les pompes \u00e0 chaleur peuvent \u00e9galement \u00eatre utilis\u00e9es pour le refroidissement. La chaleur est alors transf\u00e9r\u00e9e dans la direction oppos\u00e9e, de l'application refroidie vers un environnement \u00e0 une temp\u00e9rature plus \u00e9lev\u00e9e. Parfois, l'exc\u00e9dent de chaleur provenant du refroidissement est utilis\u00e9 pour r\u00e9pondre \u00e0 une demande de chaleur simultan\u00e9e.
Pour transporter la chaleur d'une source de chaleur \u00e0 un puits de chaleur, une \u00e9nergie externe est n\u00e9cessaire pour faire fonctionner la pompe \u00e0 chaleur. En th\u00e9orie, la chaleur totale fournie par la pompe \u00e0 chaleur est \u00e9gale \u00e0 la chaleur extraite de la source de chaleur, plus la quantit\u00e9 d'\u00e9nergie d'entra\u00eenement fournie. Les pompes \u00e0 chaleur \u00e9lectriques pour le chauffage des b\u00e2timents fournissent g\u00e9n\u00e9ralement 100 kWh de chaleur avec seulement 20 \u00e0 40 kWh d'\u00e9lectricit\u00e9. De nombreuses pompes \u00e0 chaleur industrielles peuvent atteindre des performances encore plus \u00e9lev\u00e9es et fournir la m\u00eame quantit\u00e9 de chaleur avec seulement 3 \u00e0 10 kWh d'\u00e9lectricit\u00e9.
Comme les pompes \u00e0 chaleur consomment moins d'\u00e9nergie primaire que les syst\u00e8mes de chauffage classiques, elles constituent une technologie importante pour la r\u00e9duction des \u00e9missions de gaz nuisibles \u00e0 l'environnement, tels que le dioxyde de carbone (CO2), le dioxyde de soufre (SO2) et les oxydes d'azote (NOx). Toutefois, l'impact global des pompes \u00e0 chaleur \u00e9lectriques sur l'environnement d\u00e9pend fortement de la mani\u00e8re dont l'\u00e9lectricit\u00e9 est produite. Les pompes \u00e0 chaleur aliment\u00e9es par de l'\u00e9lectricit\u00e9 provenant, par exemple, de l'\u00e9nergie hydraulique ou des \u00e9nergies renouvelables r\u00e9duisent les \u00e9missions de mani\u00e8re plus significative que si l'\u00e9lectricit\u00e9 est produite par des centrales \u00e9lectriques au charbon, au p\u00e9trole ou au gaz.
Les deux principaux types de pompes \u00e0 chaleur<\/b><\/font> Th\u00e9oriquement, le pompage de chaleur peut \u00eatre r\u00e9alis\u00e9 par de nombreux autres cycles et processus thermodynamiques. Il s'agit notamment des cycles de Stirling et de Vuilleumier, des cycles monophas\u00e9s (par exemple avec de l'air, du CO2 ou des gaz nobles), des syst\u00e8mes de sorption solide-vapeur, des syst\u00e8mes hybrides (combinant notamment le cycle de compression et d'absorption de vapeur) et des proc\u00e9d\u00e9s \u00e9lectromagn\u00e9tiques et acoustiques. Certains de ces syst\u00e8mes arrivent sur le march\u00e9 ou ont atteint une maturit\u00e9 technique et pourraient devenir importants \u00e0 l'avenir. Compression de vapeur<\/b><\/font> <\/p> Un moteur \u00e9lectrique entra\u00eene le compresseur (voir figure 1) avec de tr\u00e8s faibles pertes d'\u00e9nergie. L'efficacit\u00e9 \u00e9nerg\u00e9tique globale de la pompe \u00e0 chaleur d\u00e9pend fortement de l'efficacit\u00e9 de la production d'\u00e9lectricit\u00e9. Ce point est abord\u00e9 dans la section sur les performances de la pompe \u00e0 chaleur. ›››<\/span> <\/font><\/b><\/p> Lorsque le compresseur est entra\u00een\u00e9 par un moteur \u00e0 gaz ou diesel (voir figure 2), la chaleur de l'eau de refroidissement et des gaz d'\u00e9chappement est utilis\u00e9e en plus de la chaleur du condenseur. <\/p> Les pompes \u00e0 chaleur industrielles \u00e0 compression de vapeur utilisent souvent le fluide de traitement lui-m\u00eame comme fluide de travail dans un cycle ouvert. Ces pompes \u00e0 chaleur sont g\u00e9n\u00e9ralement appel\u00e9es recompresseurs m\u00e9caniques de vapeur, ou MVR ; voir la section sur les pompes \u00e0 chaleur dans l'industrie. ›››<\/span> <\/font><\/b><\/p><\/li><\/ul> <\/font> <\/p><\/td> Figure 1 : Pompe \u00e0 chaleur \u00e0 compression de vapeur \u00e0 cycle ferm\u00e9, entra\u00een\u00e9e par un moteur \u00e9lectrique<\/p> <\/p> Figure 2 : Pompe \u00e0 chaleur \u00e0 compression de vapeur \u00e0 cycle ferm\u00e9, entra\u00een\u00e9e par un moteur.<\/p> <\/p> Figure 3 : Pompe \u00e0 chaleur \u00e0 absorption<\/p> <\/p> Absorption<\/b><\/font> <\/p> Les syst\u00e8mes d'absorption utilisent la capacit\u00e9 des liquides ou des sels \u00e0 absorber la vapeur du fluide de travail. Les fluides de travail les plus courants pour les syst\u00e8mes d'absorption sont les suivants :<\/p> <\/p> de l'eau (fluide de travail) et du bromure de lithium (absorbant) ; et <\/p> ammoniac (fluide de travail) et eau (absorbant). <\/p><\/li><\/ul><\/blockquote> Dans les syst\u00e8mes d'absorption, la compression du fluide de travail est r\u00e9alis\u00e9e thermiquement dans un circuit de solution qui se compose d'un absorbeur, d'une pompe de solution, d'un g\u00e9n\u00e9rateur et d'un d\u00e9tendeur, comme le montre la figure 3. La vapeur \u00e0 basse pression provenant de l'\u00e9vaporateur est absorb\u00e9e par l'absorbant. Ce processus g\u00e9n\u00e8re de la chaleur. La solution est pomp\u00e9e \u00e0 haute pression et entre ensuite dans le g\u00e9n\u00e9rateur, o\u00f9 le fluide de travail est port\u00e9 \u00e0 \u00e9bullition \u00e0 l'aide d'une source de chaleur externe \u00e0 haute temp\u00e9rature. Le fluide de travail (vapeur) est condens\u00e9 dans le condenseur tandis que l'absorbant est renvoy\u00e9 dans l'absorbeur via le d\u00e9tendeur.<\/p> <\/p> La chaleur est extraite de la source de chaleur dans l'\u00e9vaporateur. La chaleur utile est d\u00e9gag\u00e9e \u00e0 temp\u00e9rature moyenne dans le condenseur et dans l'absorbeur. Dans le g\u00e9n\u00e9rateur, la chaleur \u00e0 haute temp\u00e9rature est fournie pour faire fonctionner le processus. Une petite quantit\u00e9 d'\u00e9lectricit\u00e9 peut \u00eatre n\u00e9cessaire pour faire fonctionner la pompe \u00e0 solution.<\/p> Pour les transformateurs de chaleur, qui, gr\u00e2ce aux m\u00eames processus d'absorption, peuvent valoriser la chaleur perdue sans n\u00e9cessiter de source de chaleur externe, voir la section sur les pompes \u00e0 chaleur dans l'industrie.<\/p><\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Heat Pump Technology Heat flows naturally from a higher to a lower temperature. 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Presque toutes les pompes \u00e0 chaleur actuellement en service sont bas\u00e9es soit sur la compression de vapeur, soit sur un cycle d'absorption. Ces deux principes seront bri\u00e8vement examin\u00e9s dans les deux sections suivantes.
La grande majorit\u00e9 des pompes \u00e0 chaleur fonctionnent selon le principe du cycle de compression de vapeur. Les principaux composants d'un tel syst\u00e8me de pompe \u00e0 chaleur sont le compresseur, le d\u00e9tendeur et deux \u00e9changeurs de chaleur appel\u00e9s \u00e9vaporateur et condenseur. Les composants sont reli\u00e9s entre eux pour former un circuit ferm\u00e9, comme le montre la figure 1. Un liquide volatil, appel\u00e9 fluide de travail ou r\u00e9frig\u00e9rant, circule dans les quatre composants.<\/p>
Dans l'\u00e9vaporateur, la temp\u00e9rature du fluide de travail liquide est maintenue \u00e0 un niveau inf\u00e9rieur \u00e0 la temp\u00e9rature de la source de chaleur, ce qui provoque un flux de chaleur de la source de chaleur vers le liquide, et le fluide de travail s'\u00e9vapore. La vapeur provenant de l'\u00e9vaporateur est comprim\u00e9e pour atteindre une pression et une temp\u00e9rature plus \u00e9lev\u00e9es. La vapeur chaude p\u00e9n\u00e8tre ensuite dans le condenseur, o\u00f9 elle se condense et d\u00e9gage de la chaleur utile. Enfin, le fluide de travail \u00e0 haute pression est d\u00e9tendu \u00e0 la pression et \u00e0 la temp\u00e9rature de l'\u00e9vaporateur dans le d\u00e9tendeur. Le fluide de travail est ramen\u00e9 \u00e0 son \u00e9tat initial et entre \u00e0 nouveau dans l'\u00e9vaporateur. Le compresseur est g\u00e9n\u00e9ralement entra\u00een\u00e9 par un moteur \u00e9lectrique et parfois par un moteur \u00e0 combustion. <\/p> <\/td> ![\"Figure](\"http:\/\/www.heatpumpcentre.org\/About_heat_pumps\/HP_technology_Fig1.gif\")
<\/p><\/td><\/tr>![\"Figure](\"http:\/\/www.heatpumpcentre.org\/About_heat_pumps\/HP_technology_Fig2.gif\")
<\/p><\/td><\/tr>![\"Figure](\"http:\/\/www.heatpumpcentre.org\/About_heat_pumps\/HP_technology_Fig3.gif\")
<\/p><\/td><\/tr><\/tbody><\/table>
Les pompes \u00e0 chaleur \u00e0 absorption sont \u00e0 entra\u00eenement thermique, ce qui signifie que c'est la chaleur et non l'\u00e9nergie m\u00e9canique qui alimente le cycle. Les pompes \u00e0 chaleur \u00e0 absorption destin\u00e9es \u00e0 la climatisation des locaux sont souvent aliment\u00e9es au gaz, tandis que les installations industrielles sont g\u00e9n\u00e9ralement aliment\u00e9es par de la vapeur \u00e0 haute pression ou de la chaleur r\u00e9siduelle.<\/p>