Tout savoir sur l’échangeur d’une pompe à chaleur de piscine
Or, la pompe à chaleur de piscine fonctionne suivant un principe atypique. Cet appareil pompe littéralement la chaleur qui se trouve dans son environnement proche, d’où son nom. Cette énergie calorifique est ensuite emmagasinée avant d’être transférée vers la piscine.
Pour parvenir à une telle prouesse, ce dispositif de chauffage utilise un liquide caloporteur ainsi que deux échangeurs thermiques. Le premier permet de récupérer la chaleur qui se trouve dans l’air, tandis que le second transfère la chaleur vers la piscine.
Le liquide caloporteur fonctionne dans un circuit fermé et totalement étanche. Il est ensuite soumis à des cycles de compression-décompression, afin de favoriser les échanges d’énergie et donc de chauffer la piscine.
Lorsque l’air traverse l’évaporateur, le fluide frigorigène récupère les calories qu’il contient. En chauffant, le fluide frigorigène bascule alors de l’état liquide vers un état gazeux. Il peut alors partir en direction du compresseur, qui va le comprimer pour élever sa température et sa pression.
De ce fait, pour que le flux d’air et que les échanges calorifiques se déroulent sans encombre, il est indispensable de prévoir un espace suffisant autour de la pompe à chaleur de votre piscine. Il est à noter que plus un évaporateur est volumineux, plus le dispositif sera efficace.
Le condenseur se présente le plus souvent sous la forme d’un serpentin. Une fois que ce dispositif est en contact avec l’eau du bassin, le fluide frigorigène va perdre de sa chaleur. Cette baisse de température va alors engendrer un phénomène de condensation. Le fluide frigorigène passe de l’état gazeux vers un état liquide.
Le fluide frigorigène reste toutefois à un niveau de pression très élevée. Pour abaisser son niveau de pression, il faut le transférer vers un détendeur, qui va changer son niveau de pression.
Le terme échangeur implique la notion d’échange. Dans notre cas, ce dispositif va favoriser les échanges d’énergie entre deux fluides. Pour que ce phénomène se produise, il faut qu’il y ait un écart de température entre ces 2 milieux.
En effet, l’énergie calorifique s’écoule naturellement du milieu le plus chaud vers le milieu le plus froid. Dans ce cas, l’échangeur thermique doit mettre en contact deux fluides :
Comme son nom l’indique, ce dispositif utilise plusieurs plaques de faibles épaisseurs pour assurer les échanges calorifiques. Ces dernières sont assemblées entre elles par soudage, par brasure ou à l’aide de joints. De plus, elles sont très légèrement espacées.
Des canaux sont installés entre chaque plaque, afin que les fluides caloporteurs puissent circuler. En général, le fluide primaire et le fluide secondaire circulent à contre-courant, afin d’optimiser les échanges thermiques.
La technologie à plaque présente l’avantage d’optimiser les rendements thermiques, donc de minimiser les pertes énergétiques, tout en étant très compact. En plus de ses performances thermiques, la technologie à plaque se démarque aussi par sa robustesse. Cela est notamment dû au fait que ce dispositif est relativement simple à entretenir.
L’échangeur thermique en serpentin d’une pompe à chaleur de piscine se présente sous la forme d’un tube en spirale qui est directement plongée dans l’eau. Le liquide primaire circule au sein de ce tube, ce qui permet de chauffer directement l’eau du bassin.
Le principal avantage de ce dispositif provient de sa compacité. En effet, au vu de sa configuration, il est possible de l’installer directement dans une canalisation, afin de le mettre en contact avec l’eau de la piscine.
De plus, comme mentionné précédemment, cet échangeur thermique présente un rendement remarquable. Cela est notamment dû au fait que les pertes de chaleur sont négligeables, mais aussi parce que la surface de contact avec l’eau est très importante. De plus, le liquide primaire peut circuler à pleine vitesse au sein du tube, ce qui permet d’avoir un coefficient d’échange maximum.
Ainsi, divers matériaux sont utilisés pour fabriquer des évaporateurs pour pompe à chaleur de piscine. Cela est notamment le cas du cuivre, de l’aluminium voire de l’acier. Cependant, il faut savoir que le condenseur est soumis à une contrainte supplémentaire, la corrosion.
En effet, les produits de traitement de piscine tels que le chlore ou le brome sont particulièrement agressifs. De ce fait, il faut opter pour un matériau très résistant pour garantir la durée de vie du matériel.
Par le passé, l’acier inoxydable pouvait amplement faire l’affaire. Cependant, les fabricants optent aujourd’hui pour un matériau infiniment plus résistant, le titane. Cela est notamment le cas de la pompe à chaleur Hayward Powerline Réversible (réf : 81 512). Les échangeurs en titane sont d’ailleurs indispensables si la piscine est équipée d’un électrolyseur au sel.
Il existe différentes variétés de fluides frigorigènes pour une pompe à chaleur. Traditionnellement, ces équipements de climatisation utilisent le fluide R-404A ou le R-410A en guise de vecteur de chaleur. Il s’agit d’un mélange de type HFC (Hydrofluorocarbure). Toutefois, bien qu’il ait d’excellentes performances techniques, ce liquide frigorigène se montre particulièrement polluant.
De ce fait, les derniers modèles de pompes à chaleur se sont orientés vers des fluides frigorigènes de dernières générations, le R32. Cela est notamment le cas de la pompe à chaleur Poolex Silverline Full Inverter (réf : FIC00219143130). Il s’agit également d’un mélange de type HFC. Cependant, son impact sur la couche d’ozone est limité. Cela permet de préserver l’argument écologique de ces équipements de chauffage.
La pompe à chaleur est un équipement de chauffage très connu par les amateurs de piscines privées. Or, saviez-vous que cet appareil utilise un échangeur thermique pour chauffer votre espace de nage ? Dans ce guide, nous vous proposons de découvrir cet accessoire méconnu, mais qui n’en est pas moins utile : l’échangeur d’une pompe à chaleur de piscine.
Échangeur de pompe à chaleur piscine : les généralités
Avant de s’intéresser à l’échangeur de chaleur d’une pompe à chaleur de piscine, il est intéressant de se focaliser sur le principe de fonctionnement de cet équipement de chauffage. Cela va nous aider à comprendre à quoi sert ce dispositif et pour une pompe à chaleur en a besoin pour chauffer un.Principe de la pompe à chaleur
Les équipements de chauffage traditionnel n’ont pas besoin d’un échangeur thermique, puisqu’ils chauffent l’eau directement. Cela est notamment le cas du réchauffeur électrique qui utilise des résistances chauffantes pour élever la température de baignade d’une piscine.Or, la pompe à chaleur de piscine fonctionne suivant un principe atypique. Cet appareil pompe littéralement la chaleur qui se trouve dans son environnement proche, d’où son nom. Cette énergie calorifique est ensuite emmagasinée avant d’être transférée vers la piscine.
Pour parvenir à une telle prouesse, ce dispositif de chauffage utilise un liquide caloporteur ainsi que deux échangeurs thermiques. Le premier permet de récupérer la chaleur qui se trouve dans l’air, tandis que le second transfère la chaleur vers la piscine.
Le liquide caloporteur fonctionne dans un circuit fermé et totalement étanche. Il est ensuite soumis à des cycles de compression-décompression, afin de favoriser les échanges d’énergie et donc de chauffer la piscine.
Rôle de l’échangeur de chaleur
Comme nous l’avons vu précédemment, l’échangeur thermique est un outil qui va permettre des échanges de chaleur entre deux fluides. Dans le cas d’une pompe à chaleur de piscine, deux échangeurs sont requis, il s’agit de l’évaporateur et du condenseur.Évaporateur pour pompe à chaleur de piscine
L’évaporateur est utilisé afin de capter les calories qui sont présentes dans l’air afin de les transférer vers un fluide caloporteur. Pour y parvenir, ce dispositif utilise le principe de la ventilation forcée. En effet, l’évaporateur va se servir d’un ventilateur pour forcer l’air à le traverser.Lorsque l’air traverse l’évaporateur, le fluide frigorigène récupère les calories qu’il contient. En chauffant, le fluide frigorigène bascule alors de l’état liquide vers un état gazeux. Il peut alors partir en direction du compresseur, qui va le comprimer pour élever sa température et sa pression.
De ce fait, pour que le flux d’air et que les échanges calorifiques se déroulent sans encombre, il est indispensable de prévoir un espace suffisant autour de la pompe à chaleur de votre piscine. Il est à noter que plus un évaporateur est volumineux, plus le dispositif sera efficace.
Condenseur pour pompe à chaleur de piscine
Le condenseur correspond au second échangeur thermique d’une pompe à chaleur. D’ailleurs, le terme échangeur de pompe à chaleur fait le plus souvent référence à cet accessoire. Ce dispositif permet, en effet, de transférer les calories qui ont été accumulées vers l’eau de la piscine.Le condenseur se présente le plus souvent sous la forme d’un serpentin. Une fois que ce dispositif est en contact avec l’eau du bassin, le fluide frigorigène va perdre de sa chaleur. Cette baisse de température va alors engendrer un phénomène de condensation. Le fluide frigorigène passe de l’état gazeux vers un état liquide.
Le fluide frigorigène reste toutefois à un niveau de pression très élevée. Pour abaisser son niveau de pression, il faut le transférer vers un détendeur, qui va changer son niveau de pression.
Échangeur de pompe à chaleur piscine : fonctionnement
Maintenant que nous savons à quoi sert l’échangeur d’une pompe à chaleur de piscine, nous pouvons nous intéresser à son mode de fonctionnement, ainsi qu’aux différentes technologies plébiscitées par les constructeurs.Principe de fonctionnement
L’échangeur thermique est un dispositif présent sur de nombreux équipements de chauffage, comme une pompe à chaleur ou un réchauffeur solaire. Dans tous les cas, le principe de fonctionnement de cet accessoire reste le même.Le terme échangeur implique la notion d’échange. Dans notre cas, ce dispositif va favoriser les échanges d’énergie entre deux fluides. Pour que ce phénomène se produise, il faut qu’il y ait un écart de température entre ces 2 milieux.
En effet, l’énergie calorifique s’écoule naturellement du milieu le plus chaud vers le milieu le plus froid. Dans ce cas, l’échangeur thermique doit mettre en contact deux fluides :
- Le fluide primaire, qui est aussi connu sous le nom de fluide chauffant
- Le fluide secondaire qui va recevoir un surplus de calories.
Les différentes technologies
L’échangeur thermique pour pompe à chaleur a connu de nombreuses évolutions, qui ont permis d’améliorer ses performances.Éhangeur thermique à plaque
L’échangeur thermique à plaque est l’un des dispositifs les plus utilisés au sein des pompes à chaleur pour piscine. En effet, cette technologie est d’une grande polyvalence et peut servir aussi bien en tant que condenseur qu’en tant qu’évaporateur.Comme son nom l’indique, ce dispositif utilise plusieurs plaques de faibles épaisseurs pour assurer les échanges calorifiques. Ces dernières sont assemblées entre elles par soudage, par brasure ou à l’aide de joints. De plus, elles sont très légèrement espacées.
Des canaux sont installés entre chaque plaque, afin que les fluides caloporteurs puissent circuler. En général, le fluide primaire et le fluide secondaire circulent à contre-courant, afin d’optimiser les échanges thermiques.
La technologie à plaque présente l’avantage d’optimiser les rendements thermiques, donc de minimiser les pertes énergétiques, tout en étant très compact. En plus de ses performances thermiques, la technologie à plaque se démarque aussi par sa robustesse. Cela est notamment dû au fait que ce dispositif est relativement simple à entretenir.
Échangeur thermique en serpentin
L’échangeur thermique en serpentin se démarque par sa compacité et son rendement thermique exceptionnel. Toutefois, il ne peut servir que pour le transfert de chaleur vers un milieu liquide. Voilà pourquoi il fait souvent office de condenseur dans une pompe à chaleur pour piscine.L’échangeur thermique en serpentin d’une pompe à chaleur de piscine se présente sous la forme d’un tube en spirale qui est directement plongée dans l’eau. Le liquide primaire circule au sein de ce tube, ce qui permet de chauffer directement l’eau du bassin.
Le principal avantage de ce dispositif provient de sa compacité. En effet, au vu de sa configuration, il est possible de l’installer directement dans une canalisation, afin de le mettre en contact avec l’eau de la piscine.
De plus, comme mentionné précédemment, cet échangeur thermique présente un rendement remarquable. Cela est notamment dû au fait que les pertes de chaleur sont négligeables, mais aussi parce que la surface de contact avec l’eau est très importante. De plus, le liquide primaire peut circuler à pleine vitesse au sein du tube, ce qui permet d’avoir un coefficient d’échange maximum.
Les différents matériaux
La configuration d’un échangeur thermique pour pompe à chaleur de piscine ne fait pas tout. Le matériau utilisé pour sa fabrication joue également un rôle prépondérant dans ses performances. En effet, plus le matériau utilisé est conducteur, moins il y aura de perte au moment du transfert d’énergie.Ainsi, divers matériaux sont utilisés pour fabriquer des évaporateurs pour pompe à chaleur de piscine. Cela est notamment le cas du cuivre, de l’aluminium voire de l’acier. Cependant, il faut savoir que le condenseur est soumis à une contrainte supplémentaire, la corrosion.
En effet, les produits de traitement de piscine tels que le chlore ou le brome sont particulièrement agressifs. De ce fait, il faut opter pour un matériau très résistant pour garantir la durée de vie du matériel.
Par le passé, l’acier inoxydable pouvait amplement faire l’affaire. Cependant, les fabricants optent aujourd’hui pour un matériau infiniment plus résistant, le titane. Cela est notamment le cas de la pompe à chaleur Hayward Powerline Réversible (réf : 81 512). Les échangeurs en titane sont d’ailleurs indispensables si la piscine est équipée d’un électrolyseur au sel.
Échangeur de pompe à chaleur : le fluide caloporteur
Jusque-là, nous nous sommes focalisés sur l’échangeur thermique d’une pompe à chaleur de piscine. Or, il est impossible de le dissocier d’un autre composant clé, le fluide frigorigène. Après tout, ce dernier fait office de vecteur de chaleur, puisqu’il se charge de capturer les calories de l’air, de les accumuler avant de tout retransmettre dans l’eau de la piscine.Il existe différentes variétés de fluides frigorigènes pour une pompe à chaleur. Traditionnellement, ces équipements de climatisation utilisent le fluide R-404A ou le R-410A en guise de vecteur de chaleur. Il s’agit d’un mélange de type HFC (Hydrofluorocarbure). Toutefois, bien qu’il ait d’excellentes performances techniques, ce liquide frigorigène se montre particulièrement polluant.
De ce fait, les derniers modèles de pompes à chaleur se sont orientés vers des fluides frigorigènes de dernières générations, le R32. Cela est notamment le cas de la pompe à chaleur Poolex Silverline Full Inverter (réf : FIC00219143130). Il s’agit également d’un mélange de type HFC. Cependant, son impact sur la couche d’ozone est limité. Cela permet de préserver l’argument écologique de ces équipements de chauffage.
