Les pompes à chaleur font fureur dans un monde qui doit réduire rapidement les émissions de carbone tout en réduisant les coûts énergétiques. Dans les bâtiments, ils remplacent le chauffage des locaux et le chauffage de l'eau et fournissent un refroidissement en prime.

Une pompe à chaleur extrait la chaleur de l'extérieur, la concentre (à l'aide d'un compresseur électrique) pour augmenter la température et pompe la chaleur là où elle est nécessaire. En effet, des millions de foyers australiens disposent déjà de pompes à chaleur sous forme de réfrigérateurs et de climatiseurs à cycle inversé achetés pour le refroidissement. Ils peuvent également chauffer et économiser beaucoup d'argent par rapport à d'autres formes de chauffage.

Même avant les restrictions sur l'approvisionnement en gaz russe, de nombreux pays européens déployaient des pompes à chaleur, même dans les climats froids. Aujourd'hui, les politiques gouvernementales accélèrent le changement. Les États-Unis, qui ont eu du gaz très bon marché ces dernières années, se sont joints à la ruée :le président Joe Biden a déclaré que les pompes à chaleur étaient "essentielles à la défense nationale" et a ordonné d'augmenter la production.

Le gouvernement ACT encourage l'électrification des bâtiments à l'aide de pompes à chaleur et envisage de légiférer pour l'imposer dans les nouveaux lotissements. Le gouvernement de Victoria a récemment lancé une feuille de route pour la substitution du gaz et recadre ses programmes d'incitations en faveur des pompes à chaleur. D'autres États et territoires sont également en train de revoir leurs politiques.

C'est un grand jour pour les pompes à chaleur. Lisez notre déclaration pour comprendre l'importance de l'annonce de la loi sur la production de défense de @POTUS. :https://t.co/HAayg9lcIX pic.twitter.com/D9WYqDp19J

– Rewiring America (@rewiringamerica) 6 juin 2022

Quelles sont les économies d'énergie ?

Par rapport à un radiateur soufflant électrique ou à un service d'eau chaude électrique traditionnel, je calcule qu'une pompe à chaleur peut économiser de 60 à 85 % sur les coûts énergétiques, ce qui est similaire aux estimations du gouvernement ACT.

Les comparaisons avec le gaz sont délicates, car les rendements et les prix de l'énergie varient beaucoup. En règle générale, cependant, une pompe à chaleur coûte environ moitié moins cher pour le chauffage que le gaz. Si, au lieu d'exporter votre production solaire excédentaire sur le toit, vous l'utilisez pour faire fonctionner une pompe à chaleur, je calcule qu'elle sera jusqu'à 90 % moins chère que le gaz.

Les pompes à chaleur sont également bonnes pour le climat. Mes calculs montrent qu'une pompe à chaleur typique utilisant l'électricité australienne moyenne du réseau réduira les émissions d'environ un quart par rapport au gaz et des trois quarts par rapport à un ventilateur électrique ou un panneau chauffant.

Si une pompe à chaleur à haut rendement remplace un chauffage au gaz inefficace ou fonctionne principalement à l'énergie solaire, les réductions peuvent être beaucoup plus importantes. L'écart se creuse à mesure que l'électricité renouvelable à zéro émission remplace la production de charbon et de gaz, et que les pompes à chaleur deviennent encore plus efficaces.

Comment fonctionnent les pompes à chaleur ?

Les pompes à chaleur disponibles aujourd'hui atteignent une efficacité de 300 à 600 %, c'est-à-dire que pour chaque unité d'électricité consommée, elles produisent de trois à six unités de chaleur. Les pompes à chaleur peuvent également fonctionner dans des conditions de gel.

Comment est-ce possible, alors que l'efficacité maximale des radiateurs électriques et à gaz traditionnels est de 100 % et que l'air froid est froid ?

Ce n'est pas de la magie. Pensez à votre réfrigérateur, qui est une petite pompe à chaleur. À l'intérieur du réfrigérateur se trouve un panneau froid appelé évaporateur. Il absorbe la chaleur des aliments chauds et d'autres sources, car la chaleur circule naturellement d'un objet plus chaud vers un objet plus frais. Le moteur électrique sous le réfrigérateur entraîne un compresseur qui concentre la chaleur à une température plus élevée, qu'il déverse dans votre cuisine. Les côtés et l'arrière d'un réfrigérateur typique se réchauffent lorsque cela se produit. Ainsi, votre réfrigérateur refroidit les aliments tout en chauffant un peu la cuisine.

Une pompe à chaleur obéit aux lois de la thermodynamique qui lui permettent de fonctionner à des rendements de 200 % à plus de 1 000 % en théorie. Mais plus la différence de température est grande, moins la pompe à chaleur est efficace.

Si une pompe à chaleur doit puiser de la chaleur dans l'environnement, comment peut-elle fonctionner par temps froid ? N'oubliez pas que votre réfrigérateur garde le compartiment congélateur froid tout en pompant de la chaleur dans votre cuisine. Les lois de la physique sont en jeu. Ce que nous ressentons comme une température froide est en fait assez chaud :tout est relatif.

Outer space is close to a temperature known as absolute zero, zero degrees Kelvin, or—273℃. So a temperature of 0℃ (at which water freezes), or even the recommended freezer temperature of -18℃, is actually quite hot relative to outer space.

The main problem for a heat pump in "cold" weather is that ice can form on its heat exchanger, as water vapor in the air cools and condenses, then freezes. This ice blocks the air flow that normally provides the "hot" air to the heat pump. Heat pumps can be designed to minimize this problem.

How do you choose the right heat pump for your home?

Selecting a suitable heat pump (more commonly known as a reverse-cycle air conditioner) can be tricky, as most advisers are used to discussing gas options. Resources such as yourhome.gov.au, choice.com.au and the popular Facebook page My Efficient Electric Home can help.

All household units must carry energy labels (see energyrating.gov.au):the more stars the better. The independent FairAir web calculator allows you to estimate heating and cooling requirements of a home and the size needed to maintain comfort.

Bigger heat pumps are more expensive, so unnecessary oversizing can cost a lot more. Also, insulating, sealing drafts and other building efficiency measures allow you to buy a smaller, cheaper heat pump that will use even less energy and provide better comfort.

When using a heat pump, it is very important to clean its filter every few months. A blocked filter reduces efficiency and the heating and cooling output. If you have an older heat pump that no longer delivers as much heat (or cooling), it may have lost some refrigerant and need a top-up. + Explorer plus loin

Next-gen heat pump could cut energy bills and carbon emissions

Cet article est republié de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lire l'article d'origine.