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Ventilateurs, clims, pompes à chaleur (PAC) et thermodynamique : avez-vous les bases ?

Moi, j’ai une grande cave !

Ventilateurs, clims, pompes à chaleur (PAC) et thermodynamique : avez-vous les bases ?

Immo Wegmann/Unsplash

C’est le sujet brûlant du moment : la climatisation. On lit un peu de tout et parfois du n’importe quoi, nous avons donc décidé de faire le point sur le sujet. Dans cette première partie, on pose les bases et les définitions, avec quelques rappels de thermodynamique. Dans la suite de notre dossier, nous analyserons en profondeur le fonctionnement des clims, puis leurs effets environnementaux, notamment leur rôle dans l’apparition d’îlots de chaleur.

Comme dirait Pete « Maverick » Mitchell lors de son retour à l’académie, commençons par ce que vous pensez savoir sous la forme de quelques rappels importants sur la thermodynamique.

Un frigo ou un ventilateur réchauffent une pièce

Un ventilateur ne chasse pas la chaleur d’une pièce, il brasse de l’air. Pourquoi alors une sensation de frais ? Le vent qui arrive sur vous enlève la fine couche d’air chaud et humide qui s’est constituée autour de votre peau et augmente l’évaporation de la sueur, ce qui donne une sensation de fraîcheur.

Mais attention, dans une pièce fermée, un ventilateur fait inexorablement monter (très légèrement) la température moyenne. C’est contre-intuitif pour certains, mais c’est un fait. L’électricité consommée (qui vient de l’extérieur) finit en chaleur par différents procédés : échauffement du moteur, frottements, turbulences… Cette chaleur ne peut pas sortir de la pièce. L’ajout de chaleur dans une pièce fermée entraîne une hausse de la température, impossible qu’il en soit autrement.

C’est pareil pour un réfrigérateur : laisser la porte ouverte donne une sensation de frais devant, mais le moteur à l’arrière va davantage tourner pour refroidir le frigo, et donc dégager plus de chaleur. Laisser la porte du frigo ouverte dans une pièce fermée augmente donc la température de la pièce. C’est simple : mettre en marche un moteur consomme de l’énergie, qui finit sous forme de chaleur à un moment ou à un autre. Dura lex, sed lex… même en physique. Avec un rafraîchisseur d’air (nous allons y revenir), c’est aussi le taux d’humidité qui augmente.

Enfin, avec la climatisation, c’est différent. La chaleur ne disparaît pas, elle est déplacée à l’extérieur de la pièce, dans la rue. Soit via la gaine des climatisations monoblocs, soit via le module extérieur des splits. Dans tous les cas, c’est important de le répéter : la chaleur ne disparaît pas, sinon le problème du réchauffement climatique serait réglé depuis longtemps.

Ventilateur, rafraîchisseur et climatiseur : quelles différences ?

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Commentaires (24)

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Voilà pour la partie facile. Dans la suite de notre dossier, nous allons nous intéresser à l’aspect écologique et environnemental de la climatisation. Préparez-vous : il y a beaucoup à dire !
Cool <3
On va avoir des jolis tableaux comparatifs de conso d'énergie et de bilan carbone de ces trucs ?
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pas de tableau comparatif, ca dépend bcp trop de l’usage, mais une explications technique « à la next », mais rien ne dit pas qu’on n’y viendra pas un jour ^^ (et c’est en ligne la partie 2)
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Tout va dépendre des types d'installation et le bâtiment. Et malheureusement, comme toujours, les locataires qui n'ont que la possibilité d'utiliser une clim monobloc dans des immeubles mal adaptés vont avoir un bilan énergétique catastrophique. Alors que de l'autre côté, tu peux avoir des maisons individuelles déjà bien adaptées aux fortes températures, bien isolé, avec une installation d'une pompe à chaleur géothermique eau-eau, tu ne consommeras pas grand-chose. Bon, après, le top, c'est la maison troglodytique qui est juste un énorme puits canadien dans lequel tu vis.

Perso, j'aimerais bien comparer la clim au chauffage. Car bon, même à 14°C, il suffit de s'habiller un peu, là où à 34°C même en calbute, collé au ventilo tel un mécanophyle, il fait chaud.
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Il existe aussi des PAC air-eau capables de chauffer de l’eau sanitaire et de remplacer une chaudière pour le chauffage central ; en été elles peuvent aussi fournir de la climatisation.
Ça fonctionne comment le côté clim dans ce cas-là ? De l'eau froide qui circule dans les radiateurs ?
Il n'y a pas de problèmes de condensation ?

Edit : Bon, j'ai trouvé cette réponse sur le site d'edf :
Il s'agit, avec la pompe à chaleur air/eau, d'un rafraichissement réalisable si votre chauffage central est composé de plancher chauffant et/ou de ventilo-convecteurs. Cette solution ne s'applique pas à des radiateurs à eau en fonte ou en alu à cause de la formation de condensation pouvant provoquer des écoulements d'eau.
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L'explication d'EDF est pas tout à fait claire. Le risque de condensation est le même entre des radiateurs et un plancher hydraulique. Mais le plancher dispose d'une très grande surface d'échange, donc il peut retirer assez de calories même sans condensation (eau entre 18 et 21° généralement pour éviter tout risque de condensation).

En France, les ventilo-convecteurs hydrauliques sont très rares en résidentiel. On peut l'assimiler à une climatisation, mais avec de l'eau froide (7° à l'entrée généralement) plutôt que du gaz frigorigène.
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[...] Mais le plancher dispose d'une très grande surface d'échange, donc il peut retirer assez de calories même sans condensation (eau entre 18 et 21° généralement pour éviter tout risque de condensation).[...]
Attention, suivant les conditions de température et d'hygrométrie (humidité de l'air), le point de rosée peut être vite atteint. Par exemple, pour un air à 26°C et 60% d'humidité, le point de rosée est à 18°C.
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J'ai un plancher chauffant que je peux inverser en rafraîchissant. Je confirme le risque de condensation.


Je l'ai utilisé pour rafraîchir quelques fois, puis j'ai observé que si je mouillais le sol il ne séchait plus du tout. Là, j'ai imaginé que si le sol ne séche plus, il était probable que sur les tuyaux qui passent dans le sol s'était carrément de la condensation. Une inspection des nourrices a confirmé l'idée. Depuis je n'utilise le plancher chauffant que pour chauffer, je ne veux pas accumuler de l'eau de condensation dans le plancher.
Donc je n'avais pas de condensation sur le sol, mais sur les tuyaux quand ils dépassent, càd sur les nourrices.

Et pour les canicules, j'ai un petit split dans le salon pour refroidir un peu et surtout assécher l'air. Car avec de l'air sec, notre corps peut suer et se réguler thermiquement, même s'il fait chaud.
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Entourez vous de pisse-froids (c'est tendance, pas difficile à trouver) et vous aurez une clim naturelle. Cela dit, vous risqueriez de préférer la canicule.

Edit : a peine posté deux réactions, comme quoi :mdr:
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Très bon initiative d'article qui remet les choses dans l'ordre et pourrait éviter nombre d'arnaques (qui a dit "clim" à 150€ ?!)
NB : En plus de la chaleur dégagée par tout type d'appareil, il faut aussi ajouter la chaleur corporelle des individus présents ; cela varie en fonction de tout un tas de facteurs, mais en gros on peut compter 100W par individu. Ça peut paraitre peu mais ça s'ajoute au reste.
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100W en moyenne pour un humain au repos. En gros quand t'es collé dans ton canapé :D ça peut monter à bien plus que ça si tu te fais une grosse séance de cardio sur ton rameur préféré
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On trouve des frigos à 150€. Pourquoi une clim, qui n'est qu'un groupe frigorifique, ne pourrait pas se trouver à 150€ ?
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Je pense qu'il parle de l'arnaque de l'Epicooler qui fait le buzz sur les réseaux sociaux, vendu comme une clim sans évacuation, en fait, c'est juste un rafraichisseur à eau très cher (https://www.clubic.com/actualite-618823-attention-a-l-epicooler-ce-climatiseur-soi-disant-revolutionnaire-qui-n-est-qu-une-arnaque-qui-piege-les-francais.html).

PS : un frigo, c'est même pas 1/2 m³ à vue de nez, plutôt assez bien isolé et sans appareil ni singe à l'intérieur dégageant beaucoup de chaleur.
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Bien sûr que c'est en référence à ça. Mais un prix ne définit pas un produit. Toutes les clims à 150€ ne sont pas des Epicoolers.
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Peut-être parce qu'un frigo, il refroidit un volume de l'ordre de 200-300 l, alors qu'une clim, c'est plutôt 200-300 m³ (200 000-300 000 l) ?
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Un congélateur coffre refroidit 2m^3 avec un ΔT de 40°. Une clim pour une pièce de 10m² refrdoidit 20m^3 avec un ΔT de 10 à 20°. Ça ne semble pas si éloigné. Un congélateur fait entre 100W et 300W de consommation ; une petite clim pour une petite pièce fait 1kW thermique, soit 300-400W à la prise. Bref, même si ce n'est pas identique, l'ordre de grandeur n'est pas radicalement différent.
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Pas la puissance puissance, les mêmes échangeurs, la ventilation etc ...
On peut trouver des splits entre 500 et 1000€ sur Internet (sur des sites espagnols par exemple), hors main d'oeuvre.

En France le marché est verrouillé par les professionnels du fait de la contrainte d'obtenir une attestation de capacité de manipulation des fluides frigo. Et en plus ils n'ont pas les mêmes structures de coût d'une plateforme ecommerce.
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L'installation d'une clim n'est pas aussi simple que de monter son pc ! :non:
Normalement, le bloc moteur (unité extérieure) contient déjà le gaz réfrigérant, mais avant de remplir le circuit, il faut d'abord vérifier l'étanchéité avec azote sous pression, puis tirer au vide pour éliminer toute trace d'humidité. Tout ça se fait avec des outils spécialisés qui ne sont pas gratuits (plusieurs centaines d'€ chaque) et sans aucune garantie en cas de casse ou de mauvaise manip.
Après chacun fait comme il veut...
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C’est pareil pour un réfrigérateur : laisser la porte ouverte donne une sensation de frais devant, mais le moteur à l’arrière va davantage tourner pour refroidir le frigo, et donc dégager plus de chaleur. Laisser la porte du frigo ouverte dans une pièce fermée augmente donc la température de la pièce.
ça fait surtout claquer rapidement le moteur du frigo
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C’est pas faux :D Mais ou moins ça ne fait pas de courant d’air, c’est tjs ça de pris ! :bouletdujour:
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quid des clim capable de fonctionner avec 50+C extérieur ?
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merci pour cet article j'arrête pas de me battre au taf avec ceux qui certifient qu'en ventilo refroidit la pièce et qu'une clim fabrique du froid et ça en démord pas, pour moi c'est du même niveau que ceux qui disent que la terre est plate, d'ailleurs l'un d'eux adhère à la théorie que la femme de Macron est un homme, le monde devient stupide c'est affligeant
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Ceux là ont le cerveau qui ne chauffe pas trop au moins non ?
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C'est quand on voit ca qu'on se dit qu'Idiocracy n'est pas un film, mais un documentaire.
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Je suis récemment tombé sur cette vidéo, que j'ai trouvé très pédagogique : https://www.youtube.com/watch?v=7CXrygsg6_4