L’unité extérieure d’un climatiseur, souvent appelée unité de condensation ou batterie de condensation, joue un rôle crucial dans le processus de refroidissement et de chauffage. Ses principales fonctions peuvent être résumées comme suit :

• Dégagement de chaleur: La fonction première de l’unité extérieure est de libérer de la chaleur. Elle reçoit de la vapeur de réfrigérant à haute pression et à haute température provenant du serpentin d’évaporation intérieur. Ce fluide frigorigène transporte la chaleur absorbée par l’air intérieur.
• Condensation: Dans l’unité extérieure, le réfrigérant chaud subit un changement de phase, passant d’un gaz à un liquide à haute pression. Ce changement d’état est appelé condensation et se produit lorsque le réfrigérant libère la chaleur qu’il a absorbée dans l’espace intérieur.
• Dissipation de la chaleur: Pour faciliter la condensation et évacuer efficacement la chaleur, l’unité extérieure contient un serpentin et un ventilateur. Le serpentin est conçu pour dissiper rapidement la chaleur, tandis que le ventilateur contribue à ce processus en soufflant de l’air sur le serpentin.
• Pressurisation: Le compresseur, un élément essentiel de l’unité extérieure, met le réfrigérant sous pression, augmentant ainsi sa pression et sa température. Ce fluide frigorigène à haute pression et à haute température est alors prêt à libérer de la chaleur dans le serpentin du condenseur.
• Cyclisme: Après avoir libéré de la chaleur dans l’unité extérieure, le réfrigérant retourne dans l’unité intérieure sous la forme d’un liquide à haute pression, prêt à absorber davantage de chaleur de l’air intérieur, poursuivant ainsi le cycle de refroidissement ou de chauffage.

S’agit-il d’une unité extérieure de climatisation ou de pompe à chaleur ?

L’unité extérieure peut également être une pompe à chaleur au lieu d’un climatiseur classique. Contrairement à un climatiseur classique, une pompe à chaleur rafraîchit la maison en été et la réchauffe en hiver.

L’unité extérieure de climatisation ne contrôle pas la chaleur. C’est le thermostat situé à l’intérieur de la maison qui s’en charge. Si votre thermostat est réglé sur « chauffage » et que l’unité extérieure fonctionne, vous avez en effet une pompe à chaleur et non une climatisation standard qui serait associée à une chaudière.

Pendant les mois d’hiver, lorsque vous avez besoin de chauffer votre maison et non de la refroidir, l’unité extérieure est généralement éteinte (le ventilateur ne fonctionne pas). Le chauffage est assuré par une chaudière. Si l’unité extérieure fonctionne tout au long de l’année, il s’agit bien d’une pompe à chaleur.

Tout comme une climatisation classique, l’unité extérieure d’une pompe à chaleur est appelée condenseur. En été, il aide à libérer la chaleur dans l’environnement, tandis qu’en hiver, il aide à extraire la chaleur de l’air ambiant.

Fonctionnement de l’unité extérieure d’un climatiseur

Dans la climatisation, nous utilisons un réfrigérant pour transférer la chaleur de l’intérieur de la maison à l’air extérieur. Le réfrigérant circule entre les unités de climatisation intérieures et extérieures où il change d’état, passant de gaz à liquide, puis de nouveau à liquide.

Idéalement, les réfrigérants ont un point d’ébullition bas et une chaleur latente de vaporisation élevée. Comme les composants des climatiseurs sont reliés entre eux par des tubes en cuivre, le système est en boucle fermée, ce qui augmente son efficacité.

Comme je l’ai déjà mentionné, l’unité extérieure est composée de deux éléments, le compresseur et le serpentin du condenseur. Voyons comment chacun fonctionne et quelle est sa contribution au processus de climatisation.

1. Le compresseur

Comme son nom l’indique, le compresseur a pour fonction de comprimer le gaz réfrigérant provenant du serpentin de l’évaporateur avant qu’il ne pénètre dans le serpentin du condenseur.

Comme le serpentin du condenseur a normalement la forme d’un cube, le compresseur est généralement situé à l’intérieur du cube, en bas. Un ventilateur de condenseur est ensuite installé au sommet.

Pour comprendre ce qui se passe à l’intérieur de l’unité de climatisation extérieure, il faut aussi comprendre ce qui se passe à l’intérieur de l’unité.

Le réfrigérant pénètre dans le serpentin de l’évaporateur sous la forme d’un liquide froid. Il absorbe rapidement la chaleur de l’air intérieur chaud et le refroidit par la même occasion.

Après avoir absorbé suffisamment de chaleur de l’air intérieur, le fluide frigorigène se vaporise (rappelez-vous que j’ai dit qu’il avait un point d’ébullition bas). C’est au cours de ce processus d’évaporation que le réfrigérant absorbe la chaleur de l’air intérieur et pénètre dans le compresseur sous forme de gaz.

Le réfrigérant doit perdre la chaleur qu’il a absorbée de l’air intérieur afin de pouvoir retourner à l’intérieur de la maison pour la refroidir davantage. C’est là qu’intervient l’unité extérieure.

Bien que le gaz réfrigérant soit chaud, l’air extérieur l’est également, puisque nous sommes en été. N’oubliez pas que pour que la chaleur soit transférée entre deux milieux, il faut qu’il y ait une différence de température.

Le principe de la climatisation est en fait le transfert de chaleur d’un point de forte concentration à un point de faible concentration.

C’est pourquoi nous avons besoin d’un compresseur. En effet, lorsqu’on comprime un gaz, ce n’est pas seulement sa pression qui augmente, mais aussi sa température.

2. Le serpentin du condenseur

Le gaz réfrigérant quitte donc le compresseur sous la forme d’un gaz surchauffé à haute pression. À ce stade, la température du gaz est plus élevée que celle de l’air environnant et le transfert de chaleur est donc possible.

Lorsque le réfrigérant traverse le serpentin du condenseur, un ventilateur souffle de l’air plus frais sur le serpentin. L’air plus froid absorbe la chaleur du réfrigérant jusqu’à ce que celui-ci se transforme de gaz en liquide.

Le processus de transformation d’un fluide de gaz en liquide est appelé condensation, ce qui explique probablement pourquoi le serpentin est connu sous le nom de serpentin de condenseur.

L’enveloppe extérieure d’un serpentin de condenseur est constituée d’ailettes métalliques semblables à celles d’un radiateur de voiture. Ces ailettes contribuent à la dissipation de la chaleur dans l’environnement. Si vous vous tenez très près de l’appareil en été, vous sentirez de l’air chaud souffler dans votre direction.

Le réfrigérant est ensuite expulsé du serpentin du condenseur, mais juste avant d’entrer dans le serpentin de l’évaporateur, il passe par un détendeur.

Le détendeur a pour fonction de réduire la pression du réfrigérant. En réduisant la pression du fluide frigorigène, sa température va également chuter de manière spectaculaire.

Le réfrigérant est alors prêt à entrer dans le serpentin de l’évaporateur et à extraire davantage de chaleur de l’air intérieur. Le cycle se répète encore et encore jusqu’à ce que la maison soit suffisamment refroidie.

Unité extérieure d’une pompe à chaleur

L’unité extérieure d’une pompe à chaleur ressemble beaucoup à celle d’un climatiseur standard et fonctionne même exactement de la même manière pour le refroidissement. Le processus est cependant un peu différent lorsque la pompe à chaleur est utilisée pour chauffer la maison.

Les unités extérieures des pompes à chaleur sont équipées d’une vanne d’inversion. Comme son nom l’indique, une vanne d’inversion inverse simplement le sens de circulation du réfrigérant.

Au lieu que le réfrigérant passe du compresseur au serpentin du condenseur puis au serpentin de l’évaporateur, il passe du compresseur au serpentin de l’évaporateur et enfin au serpentin du condenseur.

En raison de ce changement de direction du flux de réfrigérant, un détendeur installé juste avant le serpentin du condenseur garantit que le réfrigérant entrant dans le serpentin est beaucoup plus froid que l’air extérieur.

En raison de cette différence de température, le réfrigérant (devenu liquide) absorbe la chaleur de l’air ambiant (même s’il fait froid dehors) jusqu’à ce qu’il s’évapore.

La vapeur du réfrigérant entre alors dans le compresseur où elle est comprimée, ce qui produit un gaz surchauffé à haute pression. C’est cette chaleur qui est utilisée pour chauffer la maison.

Le gaz chaud pénètre dans le serpentin d’évaporation à l’intérieur de la maison où l’air intérieur froid absorbe la chaleur du réfrigérant et, ce faisant, chauffe la maison.

Après avoir perdu de la chaleur dans l’air intérieur, le réfrigérant retourne à l’état liquide et sort de l’évaporateur pour entrer dans le serpentin du condenseur. Le processus est répété à l’infini jusqu’à ce que la maison soit suffisamment chauffée.

Conclusion

Et c’est essentiellement ce que fait l’unité extérieure d’un climatiseur. Comme je l’ai mentionné, dans le cas d’un climatiseur monobloc, toutes les étapes de la climatisation se déroulent à l’intérieur de la même unité, qui est généralement installée à l’extérieur, sur une dalle ou, parfois, sur le toit de la maison.