Comment fonctionne une pompe à chaleur haute température ?

Pour qu'une pompe à chaleur puisse fournir des températures particulièrement élevées, la technologie doit relever de nombreux défis. Il est particulièrement important que les composants résistent à la pression mais aussi à la température des composants du circuit frigorifique. Celle-ci augmente au fur et à mesure que les compresseurs compriment le fluide frigorigène. Dans ce qui suit, nous vous expliquons comment cela fonctionne.

Cycle d'une pompe à chaleur

Les pompes à chaleur puisent l'énergie gratuite dans l'environnement et la transfèrent à un fluide frigorigène à l'aide d'un évaporateur (échangeur de chaleur). Ce fluide possède des propriétés particulières et passe d'un état liquide à un état de vapeur. Un compresseur (les compresseurs de type Scroll ou rotatifs sont souvent utilisés) aspire ensuite le gaz. Il fait en sorte que la pression augmente et donc aussi la température. Si cette température est supérieure à la température de départ du système de chauffage, la vapeur du fluide frigorigène peut transférer la chaleur qu'elle transporte au système de chauffage via un deuxième échangeur de chaleur (le condenseur). Le fluide se refroidit, se liquéfie et revient à son état d'origine à l'aide d’un détendeur thermostatique. Le cycle peut alors recommencer depuis le début.

Le choix du R290 comme fluide frigorigène

Le besoin de haute température nécessite de travailler avec le fluide frigorigène à une température encore plus élevée, comme cela est décrit dans le paragraphe précédent. Avec des fluides traditionnels de type R410A ou R32, il est nécessaire de passer par des artifices comme l’utilisation de pompe à chaleur avec double compresseur et deux circuits frigorifiques distincts permettant pour le premier de préchauffer et au second de finaliser la production de chaleur. Une autre solution est l’utilisation de compresseur avec des injections de fluides en cours de compression, afin de réduire la température de fonctionnement du compresseur pour garantir sa longévité. Ces solutions sont complexes à mettre en œuvre, coûteuses et sources de pannes avec de nombreux composants. Le choix du R290 (fluide naturel au propane) permet à travers un circuit frigorifique classique d’atteindre des températures de 70°C sans user de ces artifices et donc plus robuste dans le temps !

Haut niveau de performance

L’utilisation du R290 permet, grâce à ces qualités, d’atteindre un COP nominal de 5,3 à +7°C extérieur et 35°C de départ d’eau. Encore plus fort, son COP à +2°C/35°C, c'est-à-dire à une température extérieure nécessitant de réaliser des dégivrages réguliers, atteint lui la valeur de 4,5 (niveau de performance parfois difficile à atteindre pour des produits “classiques” à une température de +7°C).

Les différents domaines d’application

Aujourd'hui, les domaines d'application de cette pompe à chaleur haute température sont très variés. En ce qui concerne le résidentiel, ces pompes à chaleur peuvent notamment fournir l’énergie à des radiateurs nécessitant des températures élevées en raison d’un manque d’isolation du bâtiment et d’une taille d’émetteur trop faible. Grâce à ces températures de sortie de 70°C, la pompe à chaleur peut répondre à ces besoins. L'intérêt d’une pompe à chaleur haute température est qu’elle est l’assurance de répondre au pic de température nécessaire occasionnellement lorsque la température extérieure est proche de la température de base. La performance annuelle reste excellente car la température extérieure moyenne est fréquemment comprise entre 5 et 10°C avec des températures de départ chauffage entre 35 et 55°C, et donc avec des COP élevés.

Zoom sur la pompe à chaleur haute température Vitocal 250-A de Viessmann

• Bilan carbone réduit et nouveau réfrigérant naturel, le propane (aussi appelé R290), qui permet de s'affranchir des contraintes F-Gas
• Maintien stable de température jusqu’à 70°C par -10°C en extérieur, en rénovation
• Confort acoustique parmi les plus élevés du marché : 35 dB(A) seulement, à 4 m de l’unité extérieure
• Esthétique unique des unités extérieures, primée d’un Gold Award 2021
• Hydraulique révolutionnaire intégrant tampon et by-pass dynamique
• COP moyens saisonniers jusqu’à 3,9 en MT et 5 en BT
• Mise en oeuvre rapide et simplifiée
• Connectivité Wi-fi intégrée de série

Grâce à cette pompe à chaleur de dernière génération, Viessmann participe activement à la transition énergétique et à la préservation de l’environnement !

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