14/3/2016
L’essor des pompes à chaleur
Les pompes à chaleur pour chauffer un habitacle présentent un intérêt grandissant dans l’automobile, particulièrement pour les voitures ne disposant pas de source chaude.
Selon Renault, qui en a équipé la Zoe, une pompe à chaleur permet d’augmenter l’autonomie de 25% par rapport à un chauffage par résistances lorsque la température extérieure est comprise entre 0 et 7°C. Pour Audi qui l’utilise dans son Q7 e-tron 3.0 TDI Quattro hybride, l’augmentation d’autonomie est de 15%.
Selon l’étude VEGA/THOP, plus de 1,5 kW peut être économisé par un véhicule électrique l'hiver par des températures comprises entre -20°C et 5°C. Ce « miracle » est tout simplement expliqué par la récupération d’une énergie gratuite : la différence entre la température extérieure et celle de l’échangeur de la pompe à chaleur. En conséquence, le rapport entre l’énergie libérée dans l’habitacle et celle fournie par le compresseur est de 3 tant pour le R744 que pour le R1234yf.
En 2003, la Honda Accord i-CTDI utilisait déjà cette solution qui a aussi l'avantage de mettre légèrement en charge le moteur et d’accélérer sa montée en température. Un autre avantage est sa capacité de désembuage car elle permet de refroidir l’air dans un premier temps pour retirer l’humidité puis d’apporter de la chaleur. Le circuit de pompe à chaleur est obtenu en inversant le cycle de la boucle du système de climatisation grâce à l’ajout de deux électrovannes.
Ce cycle nécessite des développements de composants différents de ceux de la climatisation : l’échangeur en face avant doit fonctionner à la fois en évaporateur et en condenseur tout en évitant la formation de givre et le compresseur doit permettre des taux de compression très élevés pour accroître le chauffage. En outre, un condenseur d’habitacle doit être ajouté ou, alternativement, il est possible d’utiliser le radiateur de chauffage sur les véhicules thermiques si une boucle secondaire est mise en place.
Si le coefficient de performance COP de climatisation du R744 est inférieur au R1234yf, sa capacité au chauffage est plus élevée. En effet, le R744 peut monter à très haute température en fin de compression : 160°C !
L’emploi des pompes à chaleur devraient se développer sur les véhicules électriques et hybrides, mais probablement aussi sur les diesels car leur montée en température est longue et un réchauffeur électrique ou à gazole est souvent nécessaire.
Le fonctionnement de ces pompes à chaleur sera détaillé dans notre prochain dossier consacré aux systèmes de climatisation.
Yvonnick Gazeau
Selon Renault, qui en a équipé la Zoe, une pompe à chaleur permet d’augmenter l’autonomie de 25% par rapport à un chauffage par résistances lorsque la température extérieure est comprise entre 0 et 7°C. Pour Audi qui l’utilise dans son Q7 e-tron 3.0 TDI Quattro hybride, l’augmentation d’autonomie est de 15%.
Selon l’étude VEGA/THOP, plus de 1,5 kW peut être économisé par un véhicule électrique l'hiver par des températures comprises entre -20°C et 5°C. Ce « miracle » est tout simplement expliqué par la récupération d’une énergie gratuite : la différence entre la température extérieure et celle de l’échangeur de la pompe à chaleur. En conséquence, le rapport entre l’énergie libérée dans l’habitacle et celle fournie par le compresseur est de 3 tant pour le R744 que pour le R1234yf.
En 2003, la Honda Accord i-CTDI utilisait déjà cette solution qui a aussi l'avantage de mettre légèrement en charge le moteur et d’accélérer sa montée en température. Un autre avantage est sa capacité de désembuage car elle permet de refroidir l’air dans un premier temps pour retirer l’humidité puis d’apporter de la chaleur. Le circuit de pompe à chaleur est obtenu en inversant le cycle de la boucle du système de climatisation grâce à l’ajout de deux électrovannes.
Ce cycle nécessite des développements de composants différents de ceux de la climatisation : l’échangeur en face avant doit fonctionner à la fois en évaporateur et en condenseur tout en évitant la formation de givre et le compresseur doit permettre des taux de compression très élevés pour accroître le chauffage. En outre, un condenseur d’habitacle doit être ajouté ou, alternativement, il est possible d’utiliser le radiateur de chauffage sur les véhicules thermiques si une boucle secondaire est mise en place.
Si le coefficient de performance COP de climatisation du R744 est inférieur au R1234yf, sa capacité au chauffage est plus élevée. En effet, le R744 peut monter à très haute température en fin de compression : 160°C !
L’emploi des pompes à chaleur devraient se développer sur les véhicules électriques et hybrides, mais probablement aussi sur les diesels car leur montée en température est longue et un réchauffeur électrique ou à gazole est souvent nécessaire.
Le fonctionnement de ces pompes à chaleur sera détaillé dans notre prochain dossier consacré aux systèmes de climatisation.
Yvonnick Gazeau
