Conversion d’énergie de la pompe à chaleur

Phénomène naturel : tout comme l’eau s’écoule du haut vers le bas, la chaleur se transmet toujours des zones chaudes vers les zones froides. Mais l’homme peut fabriquer des machines : de même qu’une pompe à eau fait monter l’eau du bas vers le haut, une pompe à chaleur permet de « pomper » la chaleur du froid vers le chaud. La pompe à chaleur est donc essentiellement un appareil élévateur de température. Sa fonction est de prélever les calories de l’environnement pour les transférer vers l’objet à chauffer (plus chaud). Son principe est identique à celui du réfrigérateur : elle fonctionne selon le cycle de Carnot inversé, la seule différence résidant dans la plage de températures de fonctionnement. En fonctionnement, la pompe à chaleur consomme une partie de son énergie, capte l’énergie stockée dans le milieu environnant et l’utilise, via le circuit du fluide caloporteur, pour élever la température. Le travail consommé par l’ensemble de l’appareil ne représente qu’une faible part du travail fourni : la pompe à chaleur permet donc d’économiser beaucoup d’énergie de haute qualité. Pendant le fonctionnement, l’évaporateur absorbe les calories de l’environnement pour évaporer le fluide caloporteur. La vapeur du fluide voit sa température et sa pression augmenter après compression. Lorsque cette vapeur chaude se condense en liquide dans le condenseur, la chaleur libérée est transférée à l’eau du ballon. Le fluide caloporteur condensé retourne à l’évaporateur via le détendeur et s’évapore de nouveau : le cycle se répète.