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Climatisation

2007-07-23T19:38:46Z

Biloote83 : /* Liens externes */

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==Habitation==
===Comment moins souffrir de la chaleur===
* Fermer les volets dès que les rayons du soleil atteignent la fenêtre.
* Aérer en ouvrant en grand les fenêtres quand la température n'est pas encore trop chaude.
* Recouvrir les vitrages d'une couverture de survie (face réfléchissante).
* Si vous avez un jardin, des arbres peuvent faire de l'ombre sur la façade de la maison.
* Des plantes vertes sur les bords de fenêtres contribuent à rafraîchir l’air
* Le [[puits provençal]] est un système géothermique de surface qui sert de climatisation naturelle pour la maison. Pour en savoir plus, voir l'article [[puits provençal]].
* Penser à réguler la température dès la construction d'une maison avec l'[[architecture bioclimatique]]
* Éviter d’utiliser des équipements qui dégagent beaucoup de chaleur : [[sèche-linge]], [[four]] etc.
* Tendre un drap humide sur la fenêtre ou à l'intérieur (près d'un ventilateur par exemple). On peut aussi laisser tremper le bas dans une bassine d'eau afin de le garder humide. L'évaporation de l'eau "consomme" de la chaleur ambiante et refroidit ainsi la pièce.
*Penser à avoir une isolation forte et inertielle (à masse volumique forte) en toiture,elle va permettre de déphaser l'arrivée de la chaleur vers les périodes où vous ventiler (matin, soir, nuit): des matériaux comme la laine de bois ou dans une moindre mesure la ouate de cellulose sont des matériaux répondant à ces exigences.

===Le ventilateur===
Un ventilateur brasse de l'air, mais il ne diminue pas la température d'une pièce. Moins coûteux et moins consommateur d'[[électricité]] qu'un climatiseur, il prend aussi moins de place. Par contre, son efficacité est limitée, surtout en cas de grosses chaleurs.

===Choix d'une climatisation===
Il existe plusieurs types de climatiseurs :
* Le climatiseur monobloc
Le climatiseur monobloc est lourd et encombrant, mais il est souvent sur roulettes pour pouvoir être déplacé. Il ne nécessite pas de travaux particuliers : il y a juste un tuyau que l'on fait passer par l'entrebâillement d'une fenêtre ou d'une porte. Le fait de laisser la fenêtre entrouverte diminue l'efficacité du climatiseur, car de l'air chaud peut pénétrer dans la pièce. Le climatiseur monobloc rafraîchit une pièce.

* Le climatiseur split
Le climatiseur split se compose de 2 parties : une partie qui est dans la pièce reliée par une gaine que l'on fait passer par l'entrebâillement d'une fenêtre à une autre partie située à l'extérieur. Il nécessite donc d'avoir un jardin ou un balcon. Comme pour le monobloc, de l'air chaud peut entrer par la fenêtre entrouverte. Un split coûte plus cher et est en théorie plus efficace qu'un monobloc.

Le climatiseur mono-split se compose de 2 parties : une partie qui est dans la pièce (unité intérieure) contenant l'évaporateur et son ventilateur, la platine électronique de gestion de la télécommande, la sonde de température. L'ensemble est relié par deux liaisons (tubes cuivre) permettant la circulation du fluide frigorigène et un câble électrique d'alimentation plus bus de communication, un tuyau d'évacuation des condensats évacués par gravité, éventuellement une petite pompe de relevage dans le cas de l'impossibilité d'évacuation par gravité. L'autre partie (unité extérieure) contenant le groupe compresseur, la platine électronique de puissance et de régulation, le condenseur et son ventilateur, la vanne d'inversion de cycle dans le cas d'un climatiseur réversible. Comme pour le monobloc. Un split coûte plus cher, mais est plus efficace qu'un monobloc.

Le climatiseur multi-split est de même constitution que son petit frère le mono avec la possibilité de raccorder plusieurs unités intérieures sur l'unité extérieure (suivant les fabricants jusqu'a cinq) répartis sur plusieurs pièces. Chaque unité intérieure aura une liaison frigorifique propre ainsi qu'une liaison électrique et une évacuation des condensats.

Au sein de cette famille, il existe trois catégories:
Le split production "froid seul", le split réversible production " froid ou chaud", le split réversible "inverter" production "froid ou chaud".

* Le split production "froid seul", comme son nom l'indique cette "machine" est conçue et fabriquée pour uniquement le rafraichissement d'un local.
* le split réversible production "froid ou chaud". Permets alternativement de refroidir ou de chauffer un local. Une "vanne" dite d'inversion de cycle et quelques accessoires complémentaires situés dans l'unité extérieure permettent de faire circuler le fluide frigorigène soit dans un sens soit dans l'autre. Ce changement a pour effet de modifier l'emplacement du déroulement de l'effet thermodynamique (condensation et évaporation) et par voie de conséquence le résultat ressenti. Ces "machines" ont un rendement correct jusqu'a des températures extérieures approchant les zéro degrés Celsius.
* le split réversible "inverter" production "froid ou chaud". Permets alternativement de refroidir ou de chauffer un local. Là aussi une "vanne" dite d'inversion de cycle et quelques accessoires complémentaires situés dans l'unité extérieure permettent de faire circuler le fluide frigorigène soit dans un sens soit dans l'autre. Ce changement a là aussi pour effet de modifier l'emplacement du déroulement de l'effet thermodynamique (condensation et évaporation)et par voie de conséquence le résultat ressenti. Mais en plus une platine électronique assure la variation de la vitesse de rotation du compresseur l'ajustement de cette vitesse est piloté par une autre platine électronique à microprocesseur auscultant en permanence la température de "consigne " du local à traiter. Ce couple permet d'ajuster au plus près le besoin en puissance frigorifique/calorifique. Cela permet également à puissance électrique et frigorifique égal du compresseur d'avoir une réserve de puissance supplémentaire du fait de la variation de vitesse. La technologie de ces "machines" permet d'atteindre un rendement plus que correct jusqu'a des températures extérieures approchant le moins quinze degrés Celsius. De plus la gestion au plus près du besoin que ce soit en climatisation ou en chauffage, l'utilisation de la technologie "inverter" permet d'obtenir d'excellents rendements et de réaliser des économies d'énergie.

Dans les deux cas la "vanne" d'inversion de cycle a également pour rôle de réaliser de manière programmée ou automatique le dégivrage de l'unité extérieure par circulation de "gaz chaud" procédure rendue nécessaire quand la "machine" fonctionne en mode chauffage.

Il faut savoir que la plupart des climatiseurs sont bruyants.

=== La [[climatisation solaire]] ===
Développé depuis peu en France, le refroidissement solaire est utilisé à l'étranger (Israël essentiellement) depuis les années 80 sur des grosses installations (caves de producteur de vins,hôpitaux).
Si des installations de grandes dimensions fonctionnent les petites installations telle celle présentée à l'Association Savoyarde Des Énergies Renouvelables, sont plus au stade de recherche et développement.
Ces technologies utilisent le principe du refroidissement par sorption, où l'énergie utilisée par le système est une énergie apportée par des capteurs thermiques.
Avec les machines à absorption utilisant des chaudières bois automatiques,les énergies renouvelables permettent aujourd'hui de refroidir un local sans réchauffer la planète.

===Utilisation raisonnée de la climatisation===
Certains fluides frigorigènes, s’ils fuient hors de la climatisation,(par exemple suite à une installation mal réalisée ou ancienne) peuvent être nocifs pour la [[couche d'ozone]] et contribuer à l'[[effet de serre]].

Les HFC sont des gaz à effet de serre.

Le R12 est un CFC CLHOROFLUOROCARBONE excellent fluide pour les frigoristes, mais un poison pour notre planète, son utilisation est totalement interdite depuis l'année 2000.

Le R22 est un HCFC HYDROCLHOROFLUOROCARBONE gaz contenant du chlore. Le R22 est un [[gaz à effet de serre]] et il détruit la couche d'ozone. Il est à noter que le R22 est interdit à la commercialisation sur une installation neuve depuis 2000 et son utilisation pour la maintenance des installations existantes est réglementée avec disparition d'ici janvier 2015.

Les "nouveaux" fluide frigorigènes HFC R407A R410A etc HYDROFLUOROCARBONE sont utilisés dans les installations de climatisation implantées dans les habitations ou bureaux, ces gaz sont sans chlore et représentant a priori un risque moins important pour l'environnement.

Un climatiseur usagé doit être remis de préférence à un professionnel (frigoriste) ayant les qualifications et l'outillage, le professionnel devra également être inscrit en préfecture. Il procédera à la récupération du fluide frigorigène qui sera ensuite acheminé suivant un circuit réglementé à une usine de traitement pour destruction.
La partie "solide" sera, quant à elle déposée en [[déchèterie]].

==Climatisation de voiture==
La majorité des [[voiture]]s neuves sont aujourd'hui vendues avec la climatisation. En 2004, 50% des voitures particulières françaises avaient la climatisation.

La surconsommation moyenne de carburant liée à la climatisation est d’environs 1L/h. Étant donné que la consommation horaire d'une automobile est plus importante sur route qu'en ville, la surconsommation liée à la climatisation est plus sensible à faible vitesse (+25-35% en ville, et +15-20% sur route et autoroute).

Les progrès technologiques récents (régulation automatique, compresseur à cylindrée variable et pilotage externe) ont permis de réduire la surconsommation de carburant de l'utilisation de la climatisation. Ces gains sont toutefois compensés par un usage plus fréquent (la climatisation étant désormais automatique et allumée par défaut) (source: ADEME).

Le problème de la climatisation de voiture vient de la consommation, mais aussi des fuites du fluide frigorigène qui est un gaz à effet de serre. On perd en moyenne 10% de fluide par an. Et il y a plus de chances d'avoir des fuites (et des pannes) si on n'utilise pas la clim, car le circuit et les joints d'étanchéité vieillissent prématurément. Le réfrigérant contient un lubrifiant qui empêche les joints de se dessécher. Si on utilise la climatisation exceptionnellement après une longue durée, le risque de casse sera important. Il est recommandé de l'utiliser une fois par semaine, même en hiver.

Les premières climatisations utilisaient comme fluide du R12 qui contribuait à la destruction de la [[couche d'ozone]]. Aujourd'hui le fluide utilisé est du R134A qui préserve la couche d'ozone, mais est un [[gaz à effet de serre]]. 1 gramme de ce fluide rejeté dans l'atmosphère a le même impact sur l'effet de serre que 1300 grammes de [[CO2|CO2]]. Il sera interdit en Europe en 2008. Des recherches sont effectuées sur l'utilisation de [[dioxyde de carbone]] comme gaz réfrigérant.

Qu'on ait la climatisation ou pas, garer sa voiture à l'ombre évite d'en faire une fournaise.

==Voir aussi==
=== Liens internes ===
* [[Climatisation par absorption]]
* [[Climatisation solaire]]

=== Liens externes ===
* [http://energie-environnement.ch/news/clim/clim.html Comment se protéger de la chaleur (documents pdf)]
* [http://www.ademe.fr/particuliers/Fiches/climatisation_automobile/index.htm Guide ADEME sur la climatisation automobile]
* http://www2.ademe.fr/servlet/getBin?name=900CE0E20FC44906A917AAA981CF3D721137665387542.pdf
*[http://www.climshop.com/documents-comment-bien-choisir-85.html Infos climatisation réversible et pompe à chaleur air/air]

===Bibliographie===
* La climatisation automobile, Impacts consommation et pollution. Juin 2005

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[[Catégorie:Environnement]]
[[Catégorie:Automobile]]

Pompe à chaleur

2007-07-23T19:34:39Z

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Notre environnement stocke chaque jour de la chaleur émise principalement par les rayonnements solaires. L'air, l'eau et la terre sont ainsi réchauffés et accumulent une énergie gratuite et inépuisable. Récupérer cette chaleur et l'utiliser pour le chauffage de la maison est possible grâce aux '''pompes à chaleur'''.

Une '''pompe à chaleur''' est un dispositif thermodynamique permettant de transférer la chaleur du milieu le plus froid (et donc, le refroidir encore) vers le milieu le plus chaud (et donc de le chauffer), alors que spontanément la chaleur se diffuse du plus chaud vers le plus froid jusqu'à l'égalité des températures. Le [[réfrigérateur]] ainsi que le [[congélateur]] sont les systèmes de pompe à chaleur les plus connus.

Mais le terme de '''"pompe à chaleur"''' (PAC) s'est surtout diffusé pour désigner des systèmes de chauffage domestique, popularisés avec la forte hausse du prix des combustibles dans les années 1970. Ils peuvent maintenant, au début XXIème siècle, souvent servir de [[climatiseur]]s.

Ces équipements permettent d’économiser les énergies fossiles tout en limitant nos rejets de gaz à effet de serre. Il en existe plusieurs types, qui puisent la chaleur soit dans l'air (pompes aérothermiques), soit dans le sol ou l'eau des nappes phréatiques ([[Énergie géothermique]]).

== Principe ==
[[Image:Heatpump.svg|thumb|270px|Schéma du cycle de réfrigération : 1) circuit de condensation (dégagement de chaleur) 2) goulot d'expansion du gaz réfrigérant 3) circuit d'évaporation (production de froid) 4) compresseur.]]
Une PAC fonctionne comme un réfrigérateur, les principes et techniques en sont les mêmes.

Elle pompe des calories d'un milieu qui au sens courant est ''froid'' (un lac à 4°C, par exemple, comme pour le chauffage urbain de Zurich), mais qui au sens thermodynamique est "chaud" tout de même (277,15 kelvins). La consommation énergétique sert uniquement à mettre en mouvement les fluides (compression).

On définit l'efficacité d'une PAC par le rapport de ce qui est « utile », la chaleur reçue, sur ce qui est coûteux, le travail fourni à la PAC.

L'efficacité d'une pompe à chaleur décroît avec l'écart de température. L'efficacité d'une PAC est limitée par la deuxième loi de la thermodynamique.

Plus spécifiquement, les vendeurs de pompes affichent en général le rapport de puissance thermique entre leur machine avec la consommation électrique. On lui donne par convention le nom de ''coefficient de performance'' ou ''COP'' (de l'Anglais: coefficient of performance). En outre, des contraintes techniques limitent la température la plus basse et la différence de température.

Les températures T sont en Kelvin. Le cycle de Carnot est le cycle ditherme présentant la meilleure efficacité...

== Les systèmes ==
Certaines « PAC » travaillent sur la chaleur de l'air, d'autres avec la chaleur de l'eau, ou du sol ([[Énergie géothermique]]).

Les systèmes les plus performants se font par chauffage au sol dans l'habitation, et par des tuyaux enterrés en moyenne 2 mètres sous le sol, en général dans le jardin. Ces systèmes sont utilisés pour transférer de l'[[énergie]] du sol vers une habitation, pour les besoins en chauffage l'hiver. Mais ce sont des systèmes qui réclament un fort investissement financier. Aussi, certains modèles sont réversibles, capables de transférer de la chaleur de la maison vers le sol.

Il y a aussi d'autres pompes à chaleur qui utilisent l'air comme source (refroidissement de l'air pour chauffer de l'eau de piscine par exemple) mais le rendement est moins bon. L'investissement est par contre bien moins important.

Le COP est de l'ordre de 5 sur les modèles installés à l'heure actuelle (cela veut dire que pour 1 kW d'électricité consommé, la maison recevra 5 kW de chaleur).

Les systèmes les plus performants sont à 7 de COP. Les systèmes à air ont des COP de 4 à 5 maximums. Les systèmes vendus dans le commerce procurent une puissance thermique de 15 à 20 kW ce qui est l'équivalent d'une chaudière au [[gaz naturel|gaz]] ou au [[fioul]]. Pour des raisons de confort, une cheminée à insert est utilisée très occasionnellement. L'autre avantage est que ces machines peuvent servir de [[climatisation]].

===Fonctionnement===
==== Circuit de captage ====
Pour les habitations individuelles ou les petits immeubles, la plupart des pompes à chaleur géothermiques captent l'énergie du sol par un circuit constitué de tuyaux de polyéthylène. Il existe deux types de captage :
* capteurs horizontaux : enterré à environ 1 mètre sous le sol, le circuit est constitué de boucles (par exemple sous le jardin). Il occupe environ deux fois la surface à chauffer, soit par exemple 400m² pour une surface à chauffer de 200m². Cet espace peut être planté de gazon ou de petits arbustes, mais ne peut accepter d'arbres aux longues racines.
* capteurs verticaux : le circuit comporte un tuyau formant une seule boucle verticale. Il nécessite un forage en profondeur (environ 80m). Plus coûteux, il présente l'avantage d'occuper moins de surface au sol. Les capteurs verticaux sont également appelés sondes géothermiques.

==== Parties principales de la PAC====
Elle dispose de 4 organes principaux
* l''''évaporateur''' : la chaleur prélevée dans le sol vaporise un fluide frigorigène.
* le '''compresseur''' : actionné par un moteur électrique, il élève la température du fluide frigorigène en le comprimant.
* le '''condenseur''' : en retournant à l'état liquide, le fluide frigorigène libère sa chaleur dans l'habitation.
* le '''détendeur''' : il prépare la réaction de vaporisation en abaissant la pression du liquide.
Il existe deux systèmes principaux :
* la '''détente directe''' : il n'existe qu'un seul circuit. Le fluide frigorigène passe directement dans le sol chauffant ou les convecteurs. Le circuit de captage joue le rôle d'évaporateur et celui de chauffage assure la condensation.
* les '''fluides intermédiaires''' : on dispose d'un circuit séparé pour le captage, la pompe à chaleur et le chauffage. Un peu plus coûteux, il est plus performant, notamment pour le rafraîchissement et il utilise moins de fluide frigorigène.
Il existe également des systèmes mixtes.

==== Le circuit de chauffage ====
La température de l'eau chaude fournie par une pompe à chaleur est moins importante qu'avec une chaudière classique (30 à 40°C). Ce de fait on utilise principalement deux types de système de chauffage qui sont bien adaptés aux basses températures :
* Le plancher chauffant
* Les convecteurs surdimensionnés (par rapport à une installation chaudière classique)

[[Image:Pompe à chaleur géothermique.jpg|thumb|center|600px|Fonctionnement d'une pompe à chaleur géothermique à fluides intermédiaires]]

== Voir aussi ==
=== Liens internes ===
* [[Puits provençal]]
* [[Réfrigérateur]]
* [[Congélateur]]

=== Liens externes ===
* [http://www.europe-geothermie.com/geothermie/comparatifs.php3 Comparatif avec les autres énergies]
* http://www.ademe.fr/particuliers/Fiches/pacg/ Série d'articles sur les pompes à chaleur par l'ADEME.
*[ http://www.climshop.com/documents-comment-bien-choisir-85.html Infos pompe à chaleur et climatisation réversible]

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[[Catégorie:Énergies renouvelables]]