Pompa ciepła

Pompy ciepła (PAC), zwany również thermopompe w kanadyjskim francuskim jest urządzenie do przekazywania energii cieplnej (poprzednio „  kalorii  ”) od niskich temperaturach (na zimno źródłowy) do środowiska o wysokiej temperaturze (gorące źródła). Urządzenie to umożliwia zatem odwrócenie naturalnego kierunku spontanicznego przekazywania energii cieplnej .

W zależności od kierunku działania urządzenia pompującego, pompę ciepła można uznać za system grzewczy , jeśli chce się podnieść temperaturę źródła ciepła, lub chłodnię , jeśli chce się obniżyć temperaturę źródła zimna.

Gdy celem urządzenia pompującego jest zarówno ogrzewanie, jak i chłodzenie, wówczas system jest uważany za pompę ciepła .

Pompy ciepła można więc znaleźć w wielu instalacjach, takich jak lodówki , klimatyzatory i różne systemy grzewcze.

Stosowane są również w suszarkach do ubrań oraz w samochodach elektrycznych .

Klasyfikacje pomp ciepła

Wyrażenie „pompa ciepła” jest ogólne i obejmuje wiele urządzeń przenoszących ciepło z zimnego źródła o niskim poziomie temperatury do innego medium o wyższym poziomie temperatury za pomocą systemu termodynamicznego . Zjawiska fizyczne, źródła energii lub środowiska operacyjne mogą być bardzo różne; Pompy ciepła można sklasyfikować według tych trzech parametrów.

Zgodnie z zastosowanym zjawiskiem fizycznym

W zależności od użytego źródła energii

Według nośnika energii cieplnej

Te wektory z energii cieplnej do bardziej powszechne to:

Jednak woda i powietrze nie są jedynymi używanymi i możliwymi do wykorzystania wektorami, każdy płyn w szerokim znaczeniu może służyć jako wektor energii.

Według źródła energii cieplnej

Aerotermalne pompy ciepła pobierają energię cieplną z otaczającego powietrza, podczas gdy geotermalne pompy ciepła pobierają ją z gruntu.

Aby w pełni zakwalifikować pompę ciepła, konieczne jest zatem określenie każdego aspektu danej pompy ciepła. Na przykład pompa ciepła w lodówce jest w zdecydowanej większości przypadków aerotermalną pompą ciepła powietrze/powietrze (termodynamiczną) sprężającą parę. Te, które wyposażają pojazdy, są albo z efektem Peltiera , albo z gazem butanowym, a nawet oba na przemian .

Współczynnik wydajności pompy ciepła i sprawność sezonowa

Operacyjny sprawność pompy ciepła charakteryzuje się stosunkiem przepływu użytecznej energii cieplnej przenoszone ( energii cieplnej ) do przepływu energii zużywanej ( „płatne” energii). Ten stosunek, współczynnik wydajności (lub „COP”), jest zatem liczbą bezwymiarową. Na przykład pompa ciepła COP 3 typu B0/W35 dostarcza 3  kWh ciepła za 1  kWh zużytej energii elektrycznej przy temperaturze gleby 0  °C i temperaturze wody grzewczej 35  °C . Pompa ciepła jest wtedy trzykrotnie bardziej wydajna niż bezpośrednie ogrzewanie elektryczne.

W zależności od potrzeb użyteczna moc cieplna może być pobierana z zimnego źródła (mówimy o zimnym COP) lub dostarczana do gorącego źródła (mówimy o gorącym COP). W praktyce, ponieważ pompy ciepła znane są głównie z ogrzewania, pominięto określenie, że wspomniany COP jest gorącym COP .

Moc „płatna” może mieć postać energii elektrycznej (w przypadku silnika napędzającego pompę, prądu w module Peltiera lub prądu wibratora w akustycznej pompie ciepła), mocy mechanicznej lub mocy cieplnej (w przypadku absorpcyjna pompa ciepła zasilana gazem ziemnym).

VSOPvshwtyre=PtytjajamivshwtyremiPpwtakmimiVSOPfarojare=PtytjajamifarojaremiPpwtakmimi{\ displaystyle COP_ {gorący} = {\ frac {P_ {przydatny} ^ {ciepło}} {P_ {odbiorca}}} \ qquad COP_ {zimny} = {\ frac {P_ {przydatny} ^ {zimny}} {P_ {płatny}}}}

COP pompy ciepła jest podobny do wydajności. Jest między 0 a nieskończonością. Jego wydajność nie może jednak przekroczyć wydajności cyklu Carnota .

Pompa ciepła „walczy” z naturalnym kierunkiem przekazywania energii cieplnej, dlatego w zdecydowanej większości przypadków COP spada wraz ze wzrostem różnicy temperatur pomiędzy źródłem gorącym a zimnym.

Przy tej samej mocy grzewczej pompa ciepła COP 4 zużywa połowę energii niż pompa ciepła COP 2 .

W przypadku dowolnego zastosowania grzewczego, COP gorącego powietrza można obliczyć na różne sposoby, zgodnie z regułami, które zdecydujemy się narzucić (definicje mocy użytecznej i mocy płatnej). W związku z tym, aby ułatwić zrozumienie i umożliwić rzetelne porównanie, zasady te są zdefiniowane w normach, takich jak EN 14511.

Komisja Europejska określiła w 2013 roku (rozporządzenie (UE) n O  813/2013) A obliczania częścią „sezonowej efektywności energetycznej dla ogrzewania pomieszczeń” , często oznaczany EOT (grecka litera eta dla efektywności i S dla „sezonowy”). Jest to w danym roku i przy standaryzowanych średnich temperaturach stosunek produkcji ciepła do zużycia energii potrzebnej do jego zaspokojenia. ETAS podaje zatem szacunkową wydajność systemu grzewczego w ciągu roku; na przykład ETAS wynoszący 100% odpowiadałby takiej samej wydajności jak elektryczny grzejnik oporowy. Wydajność ta musi zostać obliczona i wyświetlona przez producentów pomp ciepła.

Klasyfikacja gorących i zimnych źródeł

W zależności od zastosowanych technik, ciepło pompowane ze źródła zimna może być pobierane z różnych mediów. Ta energia cieplna jest następnie zwracana do gorącego źródła (gazu, płynu, materiału).

W zależności od obszaru zastosowania oraz w celu rozróżnienia najbardziej klasycznych przypadków instalacji, w terenie stosowane są kwalifikatory ułatwiające komunikację.

Geotermalna pompa ciepła

Pompy ciepła wykorzystujące ciepło z gruntu nazywane są geotermalnymi pompami ciepła . Ta nazwa może być myląca z geotermalnym systemem ciepłowniczym, który wykorzystuje ciepło o wysokiej temperaturze z głębi ziemi, ale jest to zupełnie inny system.

Istnieją głównie trzy rodzaje zlewni:

Zbiór poziomy na ziemi składa się z sieci kilku równoległych rur, w których krąży ciecz przenosząca ciepło lub czynnik chłodniczy w przypadku rozprężania bezpośredniego. Rury te są zakopywane średnio na głębokości od 60  cm do 1,2  m w zależności od klimatu, zazwyczaj pod trawnikiem bez drzew.

Odbiór pionowy jest w zasadzie podobny do odbioru poziomego, ale zamiast poziomego czujnik składa się z rurek tworzących pętle pionowe. System wymaga mniejszej liczby pętli i odcinków rur, ale wiercenie wymagane do jego wdrożenia jest droższe niż wypuszczanie czujnika poziomego. Jego zaletą jest to, że nie zmienia gleby i umożliwia sadzenie drzew na pozostałej części posesji.

Przykładowe wymiary czujnika dla pompy ciepła woda/woda o mocy 11  kW :

Zbieranie wód gruntowych wymaga, aby pompowana woda miała temperaturę powyżej 10  °C , co w większości przypadków ma miejsce. Moc opałowa i COP uzyskane z wychwytywania przewyższają wszystkie inne tryby, jednak energia wymagana do pompowania nie może wpływać na uzyskane zyski. Idealnym rozwiązaniem jest użycie pompy o zmiennej prędkości i zrzucenie wody do drugiej studni, poniżej zwierciadła wody.

Inne ograniczenia techniczne mogą ograniczać temperatury pracy: niemożność odrzucenia czystej wody o temperaturze poniżej 0  °C , zjawisko oblodzenia (źródło zimna); wysokie ciśnienie ograniczone wytrzymałością mechaniczną obwodu wysokiego ciśnienia (gorące źródło), ograniczenie efektywnego transferu energii pomiędzy źródłami (dobór i zanieczyszczenie wymienników).

Ogrzewanie podłogowe w domu ( podgrzewana podłoga ), alternatywa dla tradycyjnych grzejników, pozwala na optymalne działanie, ponieważ nie wymaga wysokiej temperatury. W przypadku grzejników korzystne jest, aby były one dobrane tak, aby mogły pracować w „niskiej temperaturze”. Jeśli tak nie jest, potrzebne będzie dodatkowe źródło energii, aby podnieść temperaturę obwodu i zapewnić ich działanie (patrz ograniczenie temperatury w poprzednim rozdziale).

Morska lub wodna pompa ciepła

Energia cieplna (dawniej znana jako „  kalorie  ” lub „kalorie ujemne”) jest pompowana do dużej ilości wody, takiej jak ocean , jezioro lub rzeka . W przypadku indywidualnej instalacji może to być oczko wodne .

Kilka przykładów instalacji z wykorzystaniem morskiej pompy ciepła:

Pompa ciepła powietrze-powietrze

Ciepło jest pobierane z powietrza zewnętrznego, a następnie powraca do powietrza wewnętrznego. Ten zespół można również znaleźć w systemach pompujących ciepło z wywiewanego (nieświeżego) powietrza z pomieszczenia w celu przywrócenia go do nowego wstrzykiwanego powietrza. Tak jest w przypadku niektórych CMV z podwójnym przepływem .

Inne pompy ciepła wykorzystują powietrze jako źródło chłodu (na przykład chłodzenie powietrzem do podgrzewania wody w basenie), ale sprawność jest niższa i zależy od temperatury powietrza zewnętrznego. Ryzyko oblodzenia chłodnicy zewnętrznej może być znaczne, gdy temperatura powietrza na zewnątrz jest niska, a wilgotność wysoka, a wtedy sprawność staje się bardzo niska.

Niektóre modele są odwracalne (lub niewłaściwie „odwracalne”), to znaczy zdolne do przenoszenia ciepła z domu na zewnątrz. Maszyny te mają tę zaletę, że mogą służyć jako klimatyzacja, jeśli wymienniki ciepła są odpowiednie: ogrzewanie podłogowe ma stosunkowo ograniczoną wydajność, aby stać się podłogą chłodzącą, ale grzejniki nie są odpowiednie (kwestia obszaru wymiany i wytwarzania kondensatów): należy je zastąpić klimakonwektorami, które są znacznie droższe i generują inne ograniczenia (zasilanie, odpływ kondensatu, hałas  itp .).

Pompy ciepła powietrze-powietrze mogą wykorzystywać powietrze z wymiennika ciepła powietrze-ziemia do zasilania wlotu powietrza, a tym samym poprawiać swoją wydajność. W praktyce duży przepływ powietrza obiegowego znacznie zmniejsza tę zaletę: studnia kanadyjska lub prowansalska jest skuteczna tylko przy objętości powietrza zgodnej z szybkością wymiany ciepła wprowadzanego powietrza, zdolnością wymiany ciepła kanału i temperaturą gleba wokół kanału.

Ogólnie rzecz biorąc, studnia kanadyjska jest bardziej wykorzystywana do ogrzania nowego powietrza wpuszczanego do budynku. Przy takich przepływach lepiej odzyskiwać energię z powietrza wywiewanego i ewentualnie dogrzewać świeże powietrze odzyskaną energią . Istnieją podwójne pompy ciepła powietrze-powietrze, które realizują tę wymianę, zapewniając jednocześnie przepływy powietrza, a tym samym kontrolowaną wymianę powietrza wewnątrz budynku.

Jak działa WPR

Zasada działania pompy ciepła jest taka, jak odwrócona lodówka (w powszechnym przypadku ogrzewania, podczas gdy klimatyzacja działa na tej samej zasadzie ). Zamiast pobierać ciepło z zamkniętej komory w celu jego schłodzenia, pompa ciepła pobiera ciepło z otoczenia, aby przekazać je do domu, dzięki sprężaniu i rozprężaniu gazu.

Pompy ciepła wykorzystują cykl zmiany fazy . Proces ten uruchamia cykl chłodzenia w celu przeniesienia ciepła z części, która ma być schłodzona (tzw. „zimne źródło”) do części, która będzie podgrzewana (zwanej „gorącym źródłem”). Sprężarka jest pompą obiegową, w której krąży czynnik chłodniczy . Cykl ten przebiega w czterech etapach:

  1. Sprężanie  : czynnik chłodniczy w stanie pary jest sprężony i opuszcza sprężarkę pod wysokim ciśnieniem i w wysokiej temperaturze;
  2. Kondensacja  : bardzo gorąca (i sprężona) para przechodzi do skraplacza (lub wymiennika ciepła), gdzie odda ciepło do otoczenia (powietrza w pomieszczeniu), co umożliwi jej upłynnienie, to znaczy przejście ze stanu pary (gazu) do stanu ciekłego;
  3. Rozprężanie  : na wylocie skraplacza ciecz pod wysokim ciśnieniem jest uwalniana przez szybkie obniżenie ciśnienia w zaworze redukcyjnym(poprzez cyrkulację płynu przez otwór). Ten nagły spadek ciśnienia powoduje odparowanie części płynu. Czynnik chłodniczy znajduje się teraz w najzimniejszym stanie cyklu;
  4. Parowanie  : czynnik chłodniczy, który jest teraz zimny i częściowo odparowany, krąży w wymienniku ciepła ( parowniku ), który znajduje się w środowisku, które ma być chłodzone. Odejmuje ciepło od medium (powietrza), aby je schłodzić. Pochłaniając ciepło, czynnik chłodniczy całkowicie odparowuje (przemiana z cieczy w gaz).

Badanie termodynamiczne działania pompy ciepła, czy to geotermalnej (wykorzystującej ciepło zawarte w ziemi), aerotermicznej (zawartej w powietrzu) ​​czy akwatermicznej (zawartej w wodzie morskiej, strumieniach lub swobodnych warstwach wodonośnych), wymaga odizolowania ciepła płyn przenoszący i stosowanie zasady zachowania energii podczas cyklu. „Przechodzenie” i „opuszczająca” ciepło przepływa w ten płyn następnie muszą równoważyć podczas cyklu. Tak więc strumień ciepła emitowany przez płyn w gorącym źródle podczas reakcji egzotermicznej (tj. wytwarzania ciepła) w skraplaczu jest postrzegany negatywnie przez chłodziwo, podczas gdy obie formy energii, które otrzymuje z zewnątrz, są postrzegane pozytywnie przez ten sam płyn , czyli dopływ energii pierwotnej zużywanej przez samą pompę oraz dopływ ciepła pochodzący z zimnego źródła podczas reakcji endotermicznej (c 'tj. zużywanie ciepła) w parowniku .

Technika ta, znana od ponad trzydziestu lat, przeszła znaczną ewolucję techniczną, która pozwoliła jej konkurować, a nawet przewyższyć pod względem wydajności „tradycyjne” środki grzewcze. O pompie ciepła mówi się, że jest odwracalna (lub odwracalna), gdy obieg płynu niezamarzającego zawiera zawór trójdrożny umożliwiający odwrócenie funkcji skraplacza i parownika, co umożliwia w niewielkim stopniu w przypadku podłoga do chłodzenia pomieszczeń mieszkalnych latem.

Najbardziej wydajna akwatermiczna (wodna) pompa ciepła wykorzystuje źródło wody: studnia, rzeka, jezioro, strumień, woda gruntowa. Źródło to musi być dostępne w wystarczającej ilości, a jego użytkowanie musi być autoryzowane (administracja wodna i służby sanitarne). W przypadku klimatyzacji dwufunkcyjnej (ciepła i zimna) wpływ na źródło jest następujący:

Aerotermiczna pompa ciepła (powietrze) wykorzystuje powietrze zewnętrzne, zawsze dostępne pod dostatkiem, odrzucając powietrze chłodniejsze zimą (z ryzykiem oblodzenia czujnika zewnętrznego przy wilgotnej pogodzie) i cieplejsze latem (co może być irytujące podczas fali upałów ). Cyrkulacja powietrza może być głośna, zwłaszcza jeśli klimatyzacja jest złej jakości i często używana.

Obwód zbiorczy

W przypadku pojedynczych mieszkań lub małych budynków, większość „geotermicznych” pomp ciepła wychwytuje energię z gruntu przez obwód złożony z rur miedzianych pokrytych polietylenem w przypadku instalacji z czynnikiem chłodniczym lub polietylenem w przypadku instalacji z wodą glikolową. Możliwe są dwa rodzaje odbioru:

czujniki poziome zakopany na głębokości od 60 do 120  cm , obwód składa się z pętli (np. pod ogrodem). Powierzchnia zajmowana przez czujniki w zależności od rodzaju podłoża, może to zająć około dwukrotnie ogrzewanej powierzchni, to znaczy na przykład 400  m 2 na powierzchni, która ma być ogrzewana od 200  m 2 . Ta przestrzeń może być obsadzona trawą lub małymi krzewami, ale nie może zaakceptować drzew o długich korzeniach; czujniki pionowe obwód składa się z rury tworzącej pojedynczą pętlę pionową. Wymaga głębokiego wiercenia (ok. 80  m ) lub płytkiego (ok. 30  m ) w przypadku odbioru bezpośredniego. Droższy, ma tę zaletę, że zajmuje mniej miejsca na podłodze. Kolektory pionowe nazywane są również „sondami geotermalnymi”.

Obieg zbiorczy powietrznej pompy ciepła jest generalnie nieobecny, gdy pompa znajduje się na zewnątrz: zasysa i odrzuca do swojego otoczenia niektóre modele wewnętrzne lub w pomieszczeniach technicznych, zasysa i odrzuca przez kanały.

Zdalne czujniki muszą być jednak podłączone przez obwód chłodniczy wypełniony czynnikiem chłodniczym.

Obieg zbiorczy wodnej pompy ciepła składa się z pompy obiegowej , punktu poboru z sitkiem i filtrem oraz odrzutu.

Projekt

Urządzenie, które odbiera ciepło z zimnego źródła dzięki obiegowi zbiorczemu, składa się z czterech głównych elementów (patrz schemat obok):

Cyrkulacja płynu (płynów) jest dostosowana do rodzaju środowiska, przez które przechodzą:

Zalety i wady wariantów

Korzyści :

  • zwiększa się wymiana ciepła grunt-czynnik chłodniczy, co pozwala na skrócenie długości wymiennika.
  • brak dodatkowego wymiennika woda-czynnik chłodniczy
  • nie jest wymagana pompa obiegowa, ponieważ nie ma obiegu solanki
  • brak problemów z krwawieniem w porównaniu z systemami pośrednimi

Niedogodności:

  • wsad (objętość) czynnika chłodniczego może być znaczna, w szczególności w technikach ziemia-ziemia;
  • nie nadaje się do zbyt stromego terenu (konieczność stosowania syfonów).

Systemy solanka-woda Zalety:

  • nadaje się do stromego terenu;
  • praca w trybie free-coolingu .

Niedogodności:

  • sprawność jest niższa niż sprawność pomp ciepła bezpośredniego odparowania: konieczny jest dodatkowy wymiennik glikolowy woda-czynnik chłodniczy oraz pompa obiegowa.
  • istnieje niebezpieczeństwo zanieczyszczenia wód gruntowych glikolem. Mając to na uwadze, firmy instalacyjne powinny stosować glikol monopropylenowy . Ma większą lepkość niż glikol monetylenowy , jest droższy, ale jest przeznaczony do kontaktu z żywnością (według producentów w 98% ulega biodegradacji). Ten środek ostrożności jest czasami pomijany przez samych producentów PAC.
Obieg grzewczy

Stosowane są głównie trzy rodzaje promienników ciepła: ogrzewanie podłogowe , klimakonwektory i grzejniki niskotemperaturowe.

Pompy ciepła oferują interesującą wydajność tylko wtedy, gdy są podłączone do przetworników dostosowanych do niskich temperatur. Rzeczywiście, współczynniki wydajności ogłaszane przez niektóre reklamy przy wysokich temperaturach wody są fantazyjne .

Czasami grzejniki mogą być ponownie użyte, jeśli nadają się do ogrzewania niskotemperaturowego; tak może być w przypadku starych instalacji przystosowanych do pracy z termosyfonem  : wymiary rur i grzejników pozwalają na ogrzewanie w niskiej temperaturze przy natężeniu przepływu znacznie większym niż termosyfon dzięki nowoczesnym akceleratorom.

Możliwa jest również zmiana rozmiaru niektórych grzejników zgodnie z konkretnymi potrzebami danego pomieszczenia w celu skompensowania spadku temperatury przez większą powierzchnię emisji. Jest to najczęściej stosowane rozwiązanie w przypadku remontu istniejącej instalacji. Konieczność minimalizacji temperatury chłodziwa w celu optymalizacji COP pompy ciepła wymaga precyzyjnej regulacji zgodnie z dobrze dostosowanym prawem wodnym uwzględniającym również temperaturę zewnętrzną.

Cykl termodynamiczny

Płyn krążący w pompie ciepła przechodzi cykl transformacji składający się z czterech etapów:

  • na wylocie sprężarki płyn jest w postaci gazowej pod wysokim ciśnieniem, a jego temperatura jest wysoka.
  • w skraplaczu płyn przechodzi w stan ciekły i oddaje energię ( ciepło utajone ), która jest przekazywana na zewnątrz (obieg grzewczy) w postaci ciepła;
  • na wylocie skraplacza płyn (ciecz) znacznie spada jego temperatura;
  • W zaworze rozprężnym energia płynu (jego entalpia ) pozostaje stała;
  • na wylocie reduktora ciśnienia płyn znajduje się w stanie ciekłym niskiego ciśnienia. Jego temperatura spada, gdy tylko może (trochę) wyparować.
  • W parowniku płyn odzyskuje energię w postaci ciepła poprzez parowanie. Ciśnienie pozostaje stałe, a płyn staje się całkowicie gazowy;
  • na wylocie z parownika płyn jest hartowany (około 5  °C ) i pod niskim ciśnieniem;
  • w sprężarce gaz przepływa pod wysokim ciśnieniem dzięki energii mechanicznej dostarczanej przez sprężarkę. Jej temperatura wzrasta zgodnie z prawem Laplace'a .

Chłodziwo

W najbardziej powszechnie stosowane czynniki chłodzące dla ciepła pompy są: R407C , R410A , R134a termodynamiczne podgrzewaczy wody i R32 .

Najstarsze nadal pracują z gazami, które są obecnie zakazane w nowych urządzeniach, takimi jak R22, który nie jest sprzedawany w Europie od 2015 roku. Gazy te są szkodliwe dla warstwy ozonowej.

Istnieją również pompy ciepła wykorzystujące CO 2nadkrytyczny jako czynnik chłodniczy, sprzedawany pod ogólną nazwą EcoCute . Wciąż mało rozpowszechnione w Europie, znacznie szerzej występują w Japonii.

Zastosowanie pompy ciepła do budynku cieplnego

Rynek europejski

Flotę eksploatowaną w Unii Europejskiej szacuje się na 34,4 mln pomp ciepła (PAC) w 2017 r. Ich produkcję energii odnawialnej szacuje się na 10,6  Mtoe . Rynek aerotermicznych pomp ciepła w 2017 r. osiągnął 3,46 mln sprzedanych jednostek, w tym 1,44 mln we Włoszech, 0,913 mln w Hiszpanii i 0,487 mln we Francji; rynek geotermalnych pomp ciepła osiągnął 82 401 sztuk, w tym 22 641 sztuk w Szwecji i 20 170 sztuk w Niemczech. Całkowita flota na koniec 2017 roku przedstawia się następująco:

Flota pomp ciepła eksploatowana w Unii Europejskiej na koniec 2017 roku
Kraj Aerotermiczne pompy ciepła Geotermalne pompy ciepła Całkowity PAC % EU28
Włochy 19.500.000 14 200 19 534 200 56,7%
Francja 5 572 743 154 870 5 727 613 16,6%
Hiszpania 3201 810 1,388 3203198 9,3%
Szwecja 1,136,341 525 678 1 662 019 4,8%
Niemcy 616 659 358,181 974 750 2,8%
Finlandia 683 621 110 981 794.602 2,3%
Portugalia 528 746 909 529 655 1,5%
Razem UE28 32 880 160 1 544 560 34 342 720 100%

Rynek we Francji

W 2006 roku we Francji zainstalowano 53 510 domowych pomp ciepła wobec zaledwie tysiąca w 1997 roku , co pozwala temu krajowi stać się drugim europejskim rynkiem dla tego urządzenia za Szwecją, ale przed Niemcami i Szwajcarią . Jednak w krajach skandynawskich 95% nowych domów jest w niego wyposażonych, w porównaniu z zaledwie 10% we Francji, gdzie jednak wartość rynku podwaja się z roku na rok.

W 2009 r. rząd francuski zaoferował 40% ulgę podatkową na sprzęt, której wartość ograniczona jest do 16 000 euro dla małżeństwa i 8 000 euro dla pary samotnej lub niebędącej w związku małżeńskim; pułap ten jest oceniany przez pięć kolejnych lat. Ta ulga podatkowa w 2009 r. była związana wyłącznie z jedynym kosztem głównej jednostki pompy ciepła, z wyłączeniem instalacji. Obejmował geotermalne pompy ciepła i pompy ciepła powietrze-woda; od1 st styczeń 2009, pompy ciepła powietrze/powietrze nie są już obsługiwane.

Z styczeń 2010ustawa o finansach (LFR 2009 art. 28 ter) przewiduje utrzymanie stawki 40%, ale tylko dla geotermalnych i termodynamicznych pomp ciepła (woda-woda), łącznie z instalacją kolektora geotermalnego. Ulga podatkowa mająca zastosowanie do innych pomp ciepła (innych niż powietrze-powietrze i termodynamiczne) została zmniejszona z 40% do 25%.

W 2011 r. państwo obniżyło ulgę podatkową na pompę ciepła do 36% dla geotermalnych pomp ciepła (łącznie z instalacją kolektorów w gruncie) oraz o 22% dla aerotermicznych pomp ciepła innych niż powietrze-powietrze. Francuski rynek pomp ciepła podlega zatem różnym przepisom finansowym. We Francji roczna liczba nowych pomp ciepła typu powietrze-woda i geotermalnych wzrosła ze 153 000 sztuk w 2008 r. do 121 000 w 2009 r. i 63 000 w 2010 r.

W 2018 r. mechanizm ERZ , a także połączenie ulgi podatkowej na transformację energetyczną (CITE) i premii „zwiększenie oszczędności energii” umożliwiły francuskim gospodarstwom domowym o niskich dochodach skorzystanie z „pompy ciepła za 1 €” pod pewnymi warunkami warunki zasobów określone przez ANAH .

Według AFPAC (Association française de la PAC), w pierwszym kwartale 2014 roku francuski rynek PAC poczynił znaczne postępy dzięki RT2012  : PAC został zainstalowany w 40 do 50% nowych domów; Grupa robocza zrzeszająca AFPAC i AFPG (francuskie stowarzyszenie specjalistów od geotermii) została właśnie utworzona w celu ponownego uruchomienia geotermalnej pompy ciepła, obniżenia kosztów instalacji i umożliwienia temu rynkowi powrotu w dłuższej perspektywie do „naturalnego” poziomu 15 do 20 000 sztuk rocznie.

Według badań opublikowanych w Nature w 2020 r., nawet zakładając, że zawartość węgla w elektryczności nie wykazuje żadnej poprawy, nadal byłoby zainteresowanie przejściem na samochody elektryczne do transportu i pompy ciepła do samochodów.

W scenariuszu „ negaWatt 2017 ”  energia elektryczna wykorzystywana do ogrzewania wynosi 63,4  TWh/rok , podczas gdy ciepło odnawialne wynosi 135,1  TWh/a , we Francji w 2050 roku pompy ciepła , w tym odwracalne klimatyzatory, zużywają energię elektryczną znacznie wydajniej niż elektryczność. grzejniki .

Instalacja w Szwajcarii

Pompy ciepła systemu moduł (PAC systemu moduł) szwajcarski standardowe dla projektowania, konstrukcji i uruchomienie pompy ciepła o mocy cieplnej około 15 kW lub mniej  .

System mieszany

Pompę ciepła można zoptymalizować, a nawet wzmocnić, łącząc ją z innym źródłem energii (na przykład fotowoltaiką ), co pozwala na poprawę odpowiednich uzysków, jak pokazano w eksperymencie (+20% uzysku w Chambéry w Sabaudii ). Jest to jeden ze sposobów ( opatentowany we Francji pod nazwą „  Aedomia  ”) na osiągnięcie „niskiego zużycia” lub nawet pozytywnej energii budynków . Ciepło zmagazynowane przez panele fotowoltaiczne można odzyskać, aby poprawić wydajność pompy ciepła, zasilanej wytworzoną energią elektryczną. Ponadto moduł fotowoltaiczny wytwarza więcej energii elektrycznej, gdy jest w ten sposób chłodzony. Pośrednie magazynowanie energii cieplnej („  kalorii  ”) w zasobniku ciepłej wody jest konieczne, ponieważ konwencjonalne pompy ciepła zatrzymują się (dla bezpieczeństwa) powyżej 40  °C , podczas gdy ogrzewane słońcem powietrze może osiągnąć 50  °C .

Bibliografia

  1. "  thermopompe  " , Le Grand Dictionnaire terminologique , Office québécois de la langue française .
  2. „  Zużywaj mniej dzięki pompie ciepła  ” , na www.test-achats.be (konsultacja 10 stycznia 2021 r. )
  3. (w) „  Pod skórą: Jak pompy ciepła ulepszają samochody elektryczne  ” w autobusie (dostęp 10 stycznia 2021 r . ) .
  4. „  Pompy ciepła  ” , Ministerstwo Przemiany Ekologicznej i Włączającej ,31 maja 2018 r.(dostęp na 1 st czerwca 2020 ) .
  5. „  Ogólne informacje o pompach ciepła – energie-environnement.ch  ” , na stronie www.energie-environnement.ch (dostęp 16 czerwca 2021 r . ) .
  6. Komisja Europejska, „  Wymagania dotyczące ekoprojektu dla ogrzewaczy pomieszczeń  ” , na EUR-Lex ,2 sierpnia 2013(dostęp 31 stycznia 2021 ) .
  7. Geotermalna pompa ciepła: Eksploatacja , QuelleEnergie.fr , czerwiec 2011.
  8. Philippe Nunes, Pompa ciepła do wody morskiej lub geotermalnej wody morskiej (4800  kW ) , XPAIR, 01.08.2012
  9. Philippe Nunes, pompa ciepła woda morska na 54 000  m 2 w La Seyne / Mer 2010-02-01
  10. Marie-Jo Sader, Woda morska do ogrzewania domów , Wiadomości o środowisku
  11. Witryna Massileo .
  12. Witryna edfoptimalsolutions.fr .
  13. ENGIE, innowator w morskiej energii geotermalnej , na stronie engie.fr, konsultacja 20 grudnia 2017 r.
  14. La Grande-Motte wybiera Dalkię ze względu na swoją sieć talasotermiczną , Les Échos , 17 stycznia 2020 r.
  15. Bardot Océan będzie klimatyzować szpital na wyspie Reunion , Les Échos , 17 stycznia 2020 r.
  16. „  Proste wyjaśnienie działania pompy ciepła  ” , na stronie www.helion.ch (dostęp 7 czerwca 2021 r . ) .
  17. [PDF] Najnowocześniejsze metody pozyskiwania energii geotermalnej Na stronie groundmed.eu/,9 listopada 2010
  18. Słowniczek Pompa ciepła Na stronie dimplex.de - konsultacja 23 kwietnia 2012
  19. Yomiuri Shimbun , 12 listopada 2009, 13 wer.13S, strona 8
  20. Barometr pompy ciepła 2018 , EurObserv'ER , listopad 2018.
  21. „  Pompy ciepła: Francja nadrabia zaległości  ”, na stronie Novethic.fr,24 sierpnia 2007 r.
  22. AFPAC - pierwsze konferencje w lipcu 2011 r. spotkania dotyczące pomp ciepła na media.xpair.com, konsultowane1 st sierpień 2011.
  23. [PDF] AFPAC – Rynek pomp ciepła od 1976 do 2010 , na stronie media.xpair.com, konsultacja 20 listopada 2012
  24. "  Pompa ciepła za 1 €, jak uzyskać bezpłatne porady dotyczące premii za konwersję  " , na stronie Info energia odnawialna ,26 maja 2019(dostęp 3 lipca 2019 )
  25. „  Anah – Agence nationale dehabitat  ” , na temat Anah (dostęp 3 lipca 2019 r. )
  26. Perspektywy raczej korzystne dla francuskiej energii geotermalnej , Xpair (dostęp 29 kwietnia 2014).
  27. (w) „  Redukcja emisji netto z samochodów elektrycznych i pomp ciepła w 59 regionach świata w czasie  ” [ „redukcja emisji netto samochodów elektrycznych i pomp ciepła w 59 regionach świata w czasie”], Nature ,30 stycznia 2020( przeczytaj online [PDF] ).
  28. Porównaj uproszczony schemat 2015 i uproszczony schemat 2050 na negawatt.org
  29. [PDF] Mastery of Electricity na negawatt.org
  30. Udane połączenie pompy ciepła i fotowoltaiki , na stronie batiactu.com z 18 września 2012 r., konsultacja 18 lutego 2016 r.
  31. Wywiad z Alainem Guiavarchem (CEP Mines ParisTech), Prezentacja wyników projektu PACAirPV sprzęgającego pompę ciepła z kolektorami fotowoltaicznymi , na stronie batiactu.com z dnia 18 września 2012 r.)

Zobacz również

Powiązane artykuły

Linki zewnętrzne