Comment marche la climatisation ?

Les climatiseurs sont aujourd’hui présents dans de nombreux foyers et lieux de travail, offrant un confort thermique appréciable lors des périodes estivales. Mais comment fonctionnent ces dispositifs ? Dans cet article, nous vous expliquons les principes physiques qui permettent à la climatisation d’opérer afin de mieux comprendre leur fonctionnement.

Les différents types de climatiseurs

Pour bien saisir le fonctionnement des climatiseurs, il faut tout d’abord distinguer les différentes catégories auxquelles ils appartiennent. En effet, on peut classer les climatiseurs en deux grandes familles :

• Les climatiseurs monoblocs : faciles à installer et à déplacer, ils fonctionnent selon le principe du « tout-en-un » en regroupant tous les éléments nécessaires au refroidissement de l’air (compresseur, condenseur, etc.) en un seul appareil. Ils peuvent être mobiles ou fixes (mur).
• Les climatiseurs split-system : composés de deux unités reliées entre elles (une unité intérieure et une unité extérieure), ils permettent de répartir efficacement le froid dans une ou plusieurs pièces.

Il existe également des variantes pour chaque type de climatiseur, comme par exemple les climatiseurs réversibles, qui peuvent également servir de chauffage durant les périodes hivernales.

Le principe physique de la climatisation : le cycle frigorifique

Les systèmes de climatisation fonctionnent selon un principe physique appelé cycle frigorifique. Ce processus permet d’absorber la chaleur présente dans l’air ambiant pour ensuite la rejeter à l’extérieur du bâtiment. Pour ce faire, les climatiseurs utilisent un liquide frigorigène, qui a la particularité de changer d’état (passer de liquide à gazeux et vice-versa) très facilement en fonction des variations de pression.

Les principales étapes du cycle frigorifique

Le cycle frigorifique se déroule en quatre étapes principales, que l’on retrouve dans tous les types de climatiseurs :

1. La détente : Le liquide frigorigène, sous haute pression et à l’état liquide, passe dans un dispositif appelé détendeur. La pression chute alors brutalement, et le liquide frigorigène se détend en se transformant en gaz (vaporisation). Cette transformation absorbe de la chaleur, ce qui permet de refroidir l’air environnant.
2. L’évaporation : Le gaz frigorigène, maintenant à basse pression, circule dans l’évaporateur (un serpentin situé à l’intérieur de l’appareil). L’air chaud présent dans la pièce est aspiré par un ventilateur et passe sur les serpentins de l’évaporateur. La chaleur contenue dans l’air est captée par le gaz frigorigène en circulation, ce qui refroidit l’air et réchauffe le gaz.
3. La compression : Le gaz frigorigène, maintenant chaud et à basse pression, est acheminé vers le compresseur. Ce dispositif permet de comprimer le gaz et d’augmenter sa pression et sa température.
4. La condensation : Le gaz frigorigène, désormais sous haute pression et à température élevée, passe dans le condenseur (un autre serpentin situé à l’extérieur du bâtiment). L’air extérieur, plus frais, est propulsé sur les serpentins du condenseur pour récupérer la chaleur contenue dans le gaz frigorigène, ce qui provoque sa liquéfaction. La chaleur est donc évacuée et le liquide frigorigène repart vers le détendeur pour recommencer un nouveau cycle.

Ainsi, grâce à ces quatre étapes successives, les climatiseurs sont en mesure de transférer la chaleur de l’intérieur vers l’extérieur et ainsi rafraîchir l’air ambiant.

Prendre en compte l’efficacité énergétique et l’impact environnemental

Les différents types de climatiseurs ont des niveaux d’efficacité énergétique variables, certains dispositifs étant moins énergivores que d’autres. Pour évaluer l’efficacité énergétique, on se réfère généralement au coefficient de performance (COP), qui correspond au rapport entre la quantité de chaleur produite et l’énergie consommée pour son fonctionnement. Plus le COP est élevé, plus la climatisation est économe en énergie.

Il est également nécessaire de prendre en compte l’impact environnemental des climatiseurs, notamment en ce qui concerne les gaz frigorigènes utilisés. Certains fluides sont en effet néfastes pour la couche d’ozone ou contribuent à l’effet de serre. Ainsi, depuis quelques années, les fabricants tendent à privilégier des solutions plus écologiques, telles que les fluides naturels (ammoniac, propane) ou les fluides HFO (HydroFluoroOléfines), qui présentent un faible potentiel de réchauffement global (PRG).

Entretenir régulièrement son climatiseur pour optimiser son fonctionnement

Un entretien régulier de votre climatiseur permet non seulement d’améliorer son rendement énergétique, mais aussi de prolonger sa durée de vie et de préserver la qualité de l’air intérieur. Les principales opérations d’entretien à effectuer sont :

• Le nettoyage des filtres à air : cela permet de limiter l’accumulation de poussières sur les composants internes du dispositif et d’éviter la prolifération de bactéries dans l’air ambiant;
• Vérification et, si besoin, le remplacement ou la recharge du liquide frigorigène;
• Le contrôle de l’étanchéité des circuits de fluide frigorigène, pour limiter les risques de fuite et d’impact environnemental.

Pour entretenir efficacement votre climatiseur, il est recommandé de faire appel à un professionnel qualifié, qui saura réaliser ces opérations en toute sécurité et assurer le bon fonctionnement de votre équipement.