Théorie
Pompes à chaleur - Systèmes à compression de vapeur

A l’heure où nous parlons économie d’énergie et réduction des émissions de gaz à effet de serre, la pompe à chaleur (PAC) apparaît comme une technologie à même d’apporter une contribution significative pour répondre aux grands défis de demain.

Parmi les domaines qui peuvent être concernés, le secteur du bâtiment représente en France presque la moitié de la consommation d’énergie finale et un cinquième des émissions de gaz à effet de serre ; les énergies utilisées sont très majoritairement fossiles (gaz et fuel). Mais les applications industrielles peuvent également trouver un intérêt à employer de telles technologies.

Dérivées des applications frigorifiques, les PAC ont longtemps été limitées dans leurs applications à des niveaux de température de chauffage assez bas. Ceci rendait difficile voire impossible leur emploi pour des opérations de remplacement des chaudières à combustible fossile. Le secteur privilégié était donc celui des constructions neuves. De plus, les conditions économiques relatives aux prix des énergies traditionnelles de même que l’immaturité du marché n’ont pas favorisé leur essor au cours des décennies passées.

Les développements récents de nouvelles technologies, notamment poussés par les réglementations visant les fluides frigorigènes, devraient permettre de voir apparaître sur le marché de nouveaux produits dans les prochaines années. Fabriqués en grande série, ils seront capables de chauffer de l’eau à des niveaux de température adaptés à des actions de réhabilitation mais également pour la production d’eau chaude sanitaire.

Nous pouvons espérer que les potentiels énergétiques et environnementaux des PAC qui ont été sous-exploités jusqu’à ces dernières années seront reconnus à leur juste valeur. Les PAC, qui sont à même de valoriser l’énergie basse température et renouvelable contenue dans les éléments tels que l’air, l’eau et le sol, devraient donc devenir un des éléments majeurs dans notre paysage énergétique.

Leur couplage avec d’autres systèmes valorisant des énergies renouvelables comme l’énergie solaire thermique doit également constituer un des axes de recherche de demain afin de favoriser les synergies et les complémentarités.

Après avoir rappelé, dans cette première partie [BE 9 620], les principes théoriques de fonctionnement ainsi que les différentes conceptions et technologies possibles pour les PAC, nous aborderons ensuite dans la seconde partie Pompes à chaleur- Applications et systèmes particuliers les différentes applications envisageables avec les PAC. Un paragraphe sera consacré au marché et aux performances des produits.

Enfin, les machines à compression avec moteur thermique, les systèmes à absorption et ceux à évolution ouverte apparentés aux PAC seront traités.