Contrairement au chauffage par le sol à basse température, la production d'eau chaude sanitaire nécessite un niveau de température élevé, notamment pour des raisons d'hygiène. Cela pose des défis particuliers aux générateurs de chaleur.

«Le gaz chaud est produit lors de chaque processus de compression», explique Jürg Zwick, conseiller pour les planificateurs et les ingénieurs chez Stiebel Eltron Suisse. Dans la plupart des installations de pompes à chaleur, l'émission de chaleur se fait via un échangeur de chaleur commun. En revanche, dans le cas du découplage des gaz chauds, les températures des gaz chauds générées lors du processus de compression sont acheminées vers la production d'eau chaude sanitaire. Pour ce faire, un échangeur de chaleur supplémentaire est placé en aval du compresseur, par lequel le gaz chaud est conduit et découplé, avant que le gaz chaud refroidi ne revienne finalement au condenseur. «Grâce à cet échangeur de chaleur supplémentaire, la production d'eau chaude est possible en même temps que le fonctionnement normal de la pompe à chaleur», explique Zwick.

Meilleure efficacité des installations

Le découplage du gaz chaud permet d'obtenir des températures utiles nettement plus élevées tout en conservant l'efficacité de l'installation. Les pertes de circulation et de distribution sont généralement couvertes électriquement, ce qui peut entraîner une consommation d'électricité élevée et des coûts inutiles. «Le processus de gaz chaud permet de réduire considérablement la consommation d'électricité pour le chauffage de l'eau sanitaire», explique Cristhian Boha, chef de produit chez Stiebel Eltron Suisse.

WPE-I H 400 avec découplage de gaz chauds

Avec la pompe à chaleur à vitesse variable WPE-I H 400, Stiebel Eltron propose une pompe à chaleur sol-eau avec découplage du gaz chaud. Les appareils sont disponibles en quatre puissances, de 33 à 87 kW de puissance de chauffage, et peuvent être montés en cascade avec jusqu'à 16 appareils. Cela permet d'atteindre une puissance allant jusqu'à 1400 kW. Le découplage des gaz chauds, facile à activer, permet d'utiliser des gaz chauds jusqu'à 125°C. «Cela permet d'atteindre des températures nettement plus élevées pendant la période de chauffage dans la partie supérieure de l'accumulateur sans chauffage supplémentaire», estime Boha. Et même pendant les mois d'été, l'efficacité de la production d'eau chaude sanitaire est élevée en mode de refroidissement actif. Côté chauffage, il est possible d'atteindre des exigences de température élevées allant jusqu'à 65 °C. La WPE-I H 400 Premium est donc parfaitement adaptée à la rénovation du chauffage dans les immeubles collectifs.

Deux circuits de découplage thermique

Une pompe à chaleur avec la technologie du gaz chaud dispose de deux circuits de découplage de la chaleur: un circuit basse température (env. 35 à 40 °C) pour le système de chauffage et un circuit haute température (env. 60 à 65 °C) pour les besoins en eau chaude. Sans découplage des gaz chauds, toute la puissance de chauffage de la pompe à chaleur est utilisée dans le circuit basse température. Avec deux circuits de découplage de la chaleur, une partie de la puissance peut être utilisée à un niveau de température très élevé.

Processus d'extraction des gaz chauds

Dans le processus de pompe à chaleur, un fluide frigorigène liquide est évaporé dans l'évaporateur à l'aide de l'énergie environnementale. Le fluide frigorigène, devenu gazeux, arrive au compresseur où il est comprimé, ce qui fait monter sa température au niveau du gaz chaud – jusqu'à 125 °C selon le fluide frigorigène. En cédant sa chaleur à l'eau de chauffage, le fluide frigorigène se refroidit à nouveau et se condense. Dans le détendeur, il est détendu à sa pression d'origine. La réduction de la pression entraîne l'évaporation d'une partie du fluide frigorigène.

Dans le processus de gaz chauds, la vapeur surchauffée passe par le compresseur, qui augmente à nouveau la pression et fait à nouveau monter la température de la vapeur du réfrigérant. Celle-ci peut être utilisée pour chauffer l'eau chaude. Après le découplage du gaz chaud, le fluide frigorigène se condense à nouveau complètement.