Une pompe à chaleur à air peut fournir un chauffage et un refroidissement efficaces à votre maison. Lorsqu'elle est correctement installée, une pompe à chaleur à air peut fournir jusqu'à trois fois plus d'énergie thermique à une maison que l'énergie électrique qu'elle consomme. Cela est possible parce qu'une pompe à chaleur transfère la chaleur plutôt que de la convertir à partir d'un combustible comme les systèmes de chauffage à combustion.
Les pompes à chaleur à air sont utilisées depuis de nombreuses années dans presque toutes les régions des États-Unis, à l'exception de celles qui connaissent des périodes prolongées de températures négatives. Toutefois, ces dernières années, la technologie des pompes à chaleur à air a progressé de telle sorte qu'elle offre désormais une alternative légitime au chauffage des locaux dans les régions plus froides.
Par exemple, une étude réalisée par le Northeast of USA Energy Efficiency Partnerships a révélé que lorsque des unités conçues spécifiquement pour les régions plus froides étaient installées dans les régions du Nord-Est et du centre du littoral atlantique, les économies annuelles étaient d'environ 3 000 kWh (ou 459 $) par rapport aux chauffages à résistance électrique, et de 6 200 kWh (ou 948 $) par rapport aux systèmes au mazout. Lorsqu'on remplace le mazout (c'est-à-dire que le système au mazout reste en place, mais fonctionne moins souvent), les économies annuelles moyennes sont de près de 3 000 kWh (ou environ 300 $).
Types de pompes à chaleur à air
Les différents types de pompes à chaleur à air sont décrits ci-dessous.
Sans conduits, avec conduits ou avec conduits de courte durée
Les applications sans conduit nécessitent une construction minimale, car seul un trou de trois pouces dans le mur est nécessaire pour relier le condenseur extérieur et les têtes intérieures. Les systèmes sans conduit sont souvent installés dans des annexes.
Les systèmes à conduits utilisent simplement des conduits. Si votre maison dispose déjà d'un système de ventilation ou si la maison sera une nouvelle construction, vous pouvez envisager ce système.
Les systèmes à conduits courts sont des conduits traditionnels de grande taille qui ne traversent qu'une petite partie de la maison. Le système à conduits courts est souvent complété par d'autres unités sans conduit pour le reste de la maison.
Split ou packagé
La plupart des pompes à chaleur sont des systèmes split, c'est-à-dire qu'elles ont un serpentin à l'intérieur et un autre à l'extérieur. Les conduits d'alimentation et de retour sont reliés au ventilateur central intérieur.
Les systèmes monoblocs ont généralement les deux serpentins et le ventilateur à l'extérieur. L'air chauffé ou refroidi est acheminé vers l'intérieur par des conduits qui traversent un mur ou un toit.
Systèmes multizones ou mono-zones
Les systèmes mono-zone sont conçus pour une seule pièce avec un condenseur extérieur associé à une tête intérieure.
Les installations multizones peuvent avoir deux ou plusieurs serpentins intérieurs reliés à un condenseur extérieur. Les serpentins intérieurs multizones varient en taille et en style et chacun crée sa propre "zone" de confort, vous permettant de chauffer ou de refroidir des pièces individuelles, des couloirs et des espaces ouverts. Cette distinction peut également être appelée "multi-têtes ou monotêtes" et "multiport ou monotopes".
Comment ils fonctionnent
Le système de réfrigération d'une pompe à chaleur se compose d'un compresseur et de deux serpentins en cuivre ou en aluminium (un à l'intérieur et un à l'extérieur), munis d'ailettes en aluminium pour faciliter le transfert de chaleur. En mode chauffage, le réfrigérant liquide dans le serpentin extérieur retire la chaleur de l'air et s'évapore en un gaz. Le serpentin intérieur libère la chaleur du réfrigérant lorsqu'il se condense à nouveau en liquide. Une vanne d'inversion, située près du compresseur, permet de modifier le sens du flux de réfrigérant pour le mode refroidissement ainsi que pour le dégivrage du serpentin extérieur en hiver.
L'efficacité et les performances des pompes à chaleur à air d'aujourd'hui sont le résultat de progrès techniques tels que les suivants :
Des détendeurs thermostatiques pour un contrôle plus précis du flux de réfrigérant vers le serpentin intérieur.
des ventilateurs à vitesse variable, qui sont plus efficaces et peuvent compenser certains des effets négatifs des conduits restreints, des filtres sales et des serpentins sales
Conception améliorée des serpentins
Moteur électrique et compresseur à deux vitesses de conception améliorée.
Tubes en cuivre, rainurés à l'intérieur pour augmenter la surface.
Choix d'une pompe à chaleur
Toutes les thermopompes résidentielles vendues dans ce pays portent une étiquette EnergyGuide, qui indique le rendement énergétique de la thermopompe en matière de chauffage et de refroidissement, en la comparant à d'autres marques et modèles disponibles.
L'efficacité des thermopompes électriques à air en matière de chauffage est indiquée par le coefficient de performance de la saison de chauffage (CPSC), qui est la mesure, sur une saison de chauffage moyenne, de la chaleur totale fournie à l'espace conditionné, exprimée en Btu, divisée par l'énergie électrique totale consommée par le système de thermopompe, exprimée en wattheures.
L'efficacité du refroidissement est indiquée par le taux d'efficacité énergétique saisonnier (SEER), qui est une mesure sur une saison de refroidissement moyenne de la chaleur totale retirée de l'espace conditionné, exprimée en Btu, divisée par l'énergie électrique totale consommée par la pompe à chaleur, exprimée en wattheures.
En général, plus le HSPF et le SEER sont élevés, plus le coût de l'unité est élevé. Toutefois, les économies d'énergie peuvent permettre de récupérer l'investissement initial plus élevé plusieurs fois au cours de la durée de vie de la pompe à chaleur. Une nouvelle pompe à chaleur centrale remplaçant une unité ancienne consommera beaucoup moins d'énergie, ce qui réduira considérablement les coûts de climatisation et de chauffage.
Pour choisir une pompe à chaleur électrique à air, recherchez le label ENERGY STAR®. Dans les climats chauds, le SEER est plus important que le HSPF. Dans les climats plus froids, il faut s'efforcer d'obtenir le meilleur HSPF possible.
Voici d'autres facteurs à prendre en compte lors du choix et de l'installation de pompes à chaleur à air :
Choisissez une pompe à chaleur avec une commande de dégivrage à la demande. Cela minimisera les cycles de dégivrage, réduisant ainsi la consommation d'énergie supplémentaire et de la pompe à chaleur.
Les ventilateurs et les compresseurs font du bruit. Placez l'unité extérieure loin des fenêtres et des bâtiments adjacents, et choisissez une pompe à chaleur dont le niveau sonore extérieur (décibels) est plus faible. Vous pouvez également réduire ce bruit en montant l'unité sur une base absorbant le bruit.
L'emplacement de l'unité extérieure peut affecter son efficacité. Les unités extérieures doivent être protégées des vents forts, qui peuvent causer des problèmes de dégivrage. Vous pouvez placer stratégiquement un buisson ou une clôture en amont des serpentins pour protéger l'unité des vents forts.
Problèmes de performance des pompes à chaleur
Les pompes à chaleur peuvent avoir des problèmes de faible débit d'air, de fuites dans les conduits et de charge incorrecte du réfrigérant. Le débit d'air devrait être d'environ 400 à 500 pieds cubes par minute (pi3/min) pour chaque tonne de capacité de climatisation de la thermopompe. L'efficacité et les performances se détériorent si le débit d'air est bien inférieur à 350 pcm par tonne. Les techniciens peuvent augmenter le débit d'air en nettoyant le serpentin de l'évaporateur ou en augmentant la vitesse du ventilateur, mais il est souvent nécessaire de modifier les conduits. Voir minimiser les pertes d'énergie dans les conduits et isoler les conduits.
Les systèmes de réfrigération doivent faire l'objet d'un contrôle d'étanchéité lors de l'installation et à chaque visite d'entretien. Les pompes à chaleur monobloc sont chargées en réfrigérant à l'usine, et il est rare qu'elles soient mal chargées. Les pompes à chaleur biblocs, en revanche, sont chargées sur place, ce qui peut parfois entraîner un excès ou une insuffisance de réfrigérant. Les pompes à chaleur biblocs dont la charge de réfrigérant et le débit d'air sont corrects ont généralement des performances très proches des SEER et HSPF indiqués par le fabricant. Cependant, une quantité trop importante ou trop faible de fluide frigorigène réduit les performances et l'efficacité de la pompe à chaleur.
Commentaires
Enregistrer un commentaire