catouni a écrit :Bonjour, je ne suis pas une scientifique et je dois expliquer à de jeunes enfants comment fonctionne une pompe à chaleur qui récupère la chaleur du sous sol pour chauffer les habitations.
bonjour catouni
quel âge ont les enfants, car il faut se mettre à leur niveau de compréhention
Pour commencer : la définition d'une pompe (pompage d'un fluide : liquide ou gazeux): prendre d'un endroit (éventuellement aspirer) au moyen d'un tuyau, pour aller mettre ailleurs au moyen d'un autre tuyau (tuyau de refoulement)
exemple 1 : pompe à eau qui aspire dans un puits pour arroser le jardin.
exemple 2 : l'aspirateur de la ménagère pompe l'air à ras du sol en prenant la poussière au passage pour refouler cet air (après qu'il soit passé par le filtre sac à poussière) dans l'atmosphère
exemple 3 : le compresseur d'air,chez le garagiste, qui sert à regonfler les pneus des voitures, pompe l'air ambiant avec force pour arriver à l'introduire à l'intérieur des pneus (ou d'un ballon de football)
une pompe à chaleur est un abus de langage si on le prend mot à mot :
une pompe à eau conduit de l'
eau d'un endroit à un autre
une pompe à air conduit de l'
air d'un endroit à un autre (ventilateur)
mais si l'air est chaud cette pompe à air pourrait s'appeler pompe à
chaleur (en faisant circuler l'air chauffé par un feu vers les autres pièces de la maison)
Décrit comme celà, çà parait logique, et pourtant une pompe à chaleur telle qu'on en parle a un principe beaucoup plus compliqué, dont l'avantage principal est de pouvoir se servir d'un endroit A dans lequel on prélève des calories (chaleur) pour aller les mettre dans un endroit B (maison)
en sachant que l'endroit A est plus froid que l'endroit B
Pour ce faire, la pompe à chaleur envoie un fluide plus froid que l'endroit (à 1 mètre de profondeur dans jardin par exemple)dans lequel elle doit prélever des calories (chaleur) : ce fuide très froid se réchauffera de par son simple passage dans le sol du jardin, et reviendra vers la pompe à chaleur un peu moins froid
mais quand même plus froid que la température à l'intérieur de la maisonet c'est là que la pompe à chaleur à tout son intérêt : elle comprime très fortement le fluide gazeux (qui revient du jardin moins froid qu'il y était parti mais encore plus froid que la maison), ce qui le réchauffe fortement (la compression d'un gaz augmente sa température)
(il y a un compresseur dans une pompe à chaleur, exactement du même principe que dans l'exemple 3 cité plus haut)et ce fluide à l'état gazeux, une fois compressé et très chaud, est poussé (toujours en étant comprimé donc chaud) vers l'endroit qu'il faut réchauffer : cet endroit (l'intérieur de la maison) est donc réchauffé, et par la même occasion il refroidit (en lui piquant des calories) le fluide encore toujours comprimé
puis, ce fluide toujours comprimé, comme il est en train de se refroidir, il passe de l'état gazeux à l'état liquide, car, (et c'est dû à la nature du fluide utilisé), en étant comprimé s'il passe en dessous d'un certain seuil de température, il se liquéfie
la liquéfaction d'un gaz donne énormément de calories, et pour que ces calories soit utiles, il faut choisir un gaz qui, combiné avec une pression donnée, se liquéfie à une température plus élevée que la température nécessaire pour, par exemple, chauffer une maison ensuite le fluide maintenant à l'état liquide quitte l'endroit qu'il a rechauffé (en fait le fluide comprimé chaud et l'endroit à réchauffer ont partagé leur chaleur
(échangé est souvent dit, mais c'est un peu un abus de langage car échanger du chaud avec du froid ne peut pas faire du froid et du chaud mais que du tiède)une fois cet endroit quitté, il passe par un détendeur (sorte d'endroit étriqué ou le fluide passe difficilement : ce qui ,en fait, maintenait le fluide comprimé
et par la même occasion très chaud avant de traverser ce détendeur)
après le détendeur, le fluide passe de l'état liquide à l'état gazeux
il s'évapore et cette action le refroidit très fortement, tant et si bien qu'il devient nettement plus froid que la température du sous-sol du jardin où justement il va refaire un petit tour pour se réchauffer à nouveau
le fluide dont se sert une pompe à chaleur a un peu les mêmes propriétés que l'eau, il n'y a que la température d'ébullition qui est différente
pour info : l'eau bout à 100 °C à la pression atmosphérique
il faut environ 100 calories pour faire passer 1 gr d'eau de 0°C liquide à 100°C liquide
mais il faut environ 540 calories pour faire passer 1 gr d'eau de 100°C eau liquide à 100°C eau vapeur (gaz) toujours à la pression atmosphérique
on voit qu'il faut plus de 5 fois la quantité de calories nécessaire pour augmenter l'eau de 100°C
pour seulement évaporer l'eauil est facile d'imaginer la grande quantité de chaleur produite par la simple liquéfaction de la vapeur d'eau,
et ce, tout en restant aux alentours de 100°Ccatouni a écrit :1. Apparemment on place des tuyaux remplis de liquide à 1m de profondeur?
il y a 2 systèmes pour ces tuyaux : 1 avec de l'eau glycolée dont les calories sont récupérées via un échangeur, 1 avec le fluide réfrigérant directe
catouni a écrit :3. Permet-il le chauffage par le sol?
oui, et c'est le plus performant
catouni a écrit :4. Les pompes à chaleur sont elles utilisées pour UN logement ou peuvent elles être utilisées pour chauffer un immeuble entier?
oui, à condition d'avoir un
grand jardin
boulon
