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Question (basique?) sur les pompes a chaleur

  1. barda

    Date d'inscription
    novembre 2007
    Messages
    3 239

    Re : Question (basique?) sur les pompes a chaleur

    Oui, c'est évident.

    A -15°C, le givrage constitue rarement un problème, la vapeur d'eau étant pratiquement absente de l'air à cette température; c'est encore plus vrai sous le climat de la France, ou l'air humide vient de l'ouest (avec, donc, des températures plus douces), alors que l'air très froid venu de l'est est très sec (sauf en montagne).

    L'essentiel des phénomènes de givrage se situent dans des températures comprises entre +5°C et 0°C, avec hygrométrie élevée, ce qui correspond à 25% d'une saison de chauffe. Sur les pac modernes (mais certaines marques ont des algorithmes de dégivrage spécialement mauvais), la pac dégivre en moyenne 3 à 4 minutes pour 120 mn de fonctionnement, soit un impact sur la conso de la saison de chauffe inférieur à 1%... doit-on ajouter que par temps humide, le COP d'une pac est meilleur que par temps sec (l'énergie latente de la vapeur d'eau est récupérée ), ce qui laisse à penser que cette question du dégivrage est en fait un faux problème...

    -----

     


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  2. cornychon

    Date d'inscription
    juillet 2009
    Messages
    5 403

    Re : Question (basique?) sur les pompes a chaleur

    Citation Envoyé par barda Voir le message
    Oui, c'est évident.
    la pac dégivre en moyenne 3 à 4 minutes pour 120 mn de fonctionnement, soit un impact sur la conso de la saison de chauffe inférieur à 1%... doit-on ajouter que par temps humide, le COP d'une pac est meilleur que par temps sec (l'énergie latente de la vapeur d'eau est récupérée ), ce qui laisse à penser que cette question du dégivrage est en fait un faux problème...
    Bonjour,
    En dehors des régions montagneuses, les grands froids de -15°C sont rares. L’hiver, les brouillards givrants ou pas givrants sont fréquents. A partir de +7°C et en dessous, l’échangeur de l’unité extérieure se gorge de givre rapidement. Suivant le taux d’humidité, le passage d’air entre les ailettes est pratiquement obstrué au bout de 15 à 45minutes. Lorsqu’il est obstrué, difficile de pomper de la chaleur dans un flux d’air inexistant.

    On peut toujours dire qu’il y a 120 mn de fonctionnement entre deux dégivrages. Dans des cas extrêmement rares et favorables pourquoi pas ! ! Si c’était le cas, avec un débit d’air nul pendant plus d’une heure entre deux dégivrages, le COP arriverait à un niveau suffisamment bas pour être dissuasif, Il serait préférable de passer à un chauffage de substitution, des radiateurs électriques par exemple.
    Heureusement, le dégivrage est beaucoup plus fréquent. Le processus de dégivrage est lancé automatiquement lorsque l’efficacité de l’évaporateur est trop dégradée. Suivant les conditions climatiques, et l’exposition de l’échangeur aux intempéries, le dégivrage peut être lancé en gros toutes les 15 mn, et dans les conditions exceptionnellement favorables, pour garder un optimisme débordant, disons 120 mn.
    Le dégivrage dure environ 5 mn.

    On peut effectivement dire que (l'énergie latente de la vapeur d'eau est récupérée ),
    Mais il faut rajouter (L’énergie latente de la vapeur d’eau récupérée compense l'énergie absorbée par la chaleur latente de fusion du givre. Ce qui donne un bilan énergétique nul.)
    Éliminer les explications inutiles, simplifier celles qui sont nécessaires.
     

  3. leidier

    Date d'inscription
    février 2015
    Messages
    666

    Re : Question (basique?) sur les pompes a chaleur

    Bonjour,
    Citation Envoyé par cornychon Voir le message
    Suivant les conditions climatiques, et l’exposition de l’échangeur aux intempéries, le dégivrage peut être lancé en gros toutes les 15 mn, et dans les conditions exceptionnellement favorables, pour garder un optimisme débordant, disons 120 mn, le dégivrage dure environ 5 mn.
    Même si sur une saison de chauffe le coût du givrage-dégivrage dans la plus par des cas représente un coût très modéré, voilà ce que peut couter le dégivrage mesuré in situ dans un cas extrême !

    Situation 1
    Brouillard givrant pratiquement sur 24H
    T°C moyenne extérieure 3.1°C
    T°C moyenne intérieure 22.4°C
    Dégivrage chaque 40’ environ
    Durée du dégivrage réel : 10’ environ (temps du dégivrage 5’ + temps mis pour récupérer la T°C sortie PAC avant le dégivrage 5’)
    A la phase de dégivrage, Il faut rajouter le givrage progressif de l’évaporateur qui diminue le COP d’une quinzaine de %
    Consommation 19.4 kWh sur 24H

    Situation 2
    Temps avec un taux d’humidité normal (non mesuré)
    T°C moyenne extérieure 3.9°C
    T°C moyenne intérieure 22.7°C
    1 seul dégivrage sur 24H de 10’ environ
    Consommation 9.0 kWh sur 24H
     

  4. xavierb15

    Date d'inscription
    novembre 2013
    Messages
    79

    Re : Question (basique?) sur les pompes a chaleur

    Bonjour à tous,

    Pour alimenter la discussion voici un document correspondant à l'évolution du COP en fonction de la T° ext et de la consigne intérieure sur une des PAC que j'ai installée chez moi sur conseil de Barda, que je salue au passage

    Il s'agit très certainement de conditions "labo" sans givrage, conditions optimales j'imagine (longueur des liaisons frigo etc...).

    Mais cela permet clairement d'illustrer les phénomènes:
    1- le COP chute avec la t° ext
    2- il est d'autant moins bon que l'on sollicite la machine à 100% de ses capacités d'où la nécessite d'un bon dimensionnement mono ou bi-valent.

    effekt-och-cop-fh25-fh35-2-.pdf
     

  5. barda

    Date d'inscription
    novembre 2007
    Messages
    3 239

    Re : Question (basique?) sur les pompes a chaleur

    Citation Envoyé par leidier Voir le message
    Bonjour,

    Même si sur une saison de chauffe le coût du givrage-dégivrage dans la plus par des cas représente un coût très modéré, voilà ce que peut couter le dégivrage mesuré in situ dans un cas extrême !

    Situation 1
    Brouillard givrant pratiquement sur 24H
    T°C moyenne extérieure 3.1°C
    T°C moyenne intérieure 22.4°C
    Dégivrage chaque 40’ environ
    Durée du dégivrage réel : 10’ environ (temps du dégivrage 5’ + temps mis pour récupérer la T°C sortie PAC avant le dégivrage 5’)
    A la phase de dégivrage, Il faut rajouter le givrage progressif de l’évaporateur qui diminue le COP d’une quinzaine de %
    Consommation 19.4 kWh sur 24H

    Situation 2
    Temps avec un taux d’humidité normal (non mesuré)
    T°C moyenne extérieure 3.9°C
    T°C moyenne intérieure 22.7°C
    1 seul dégivrage sur 24H de 10’ environ
    Consommation 9.0 kWh sur 24H
    Plusieurs réflexions:

    - la fonction "dégivrage" est très différente selon les marques; certaines se limitent à des mesures de températures et à une mise en route d'un cycle unique, le même dans toutes les conditions. Les algorithmes les plus évolués ajustent déclenchement, durée et arrêt des cycle en fonction des conditions de température et d'hygrométrie, ainsi que de mesures plus fines de pression du fluide frigorigène... Les résultats ne sont évidemment pas identiques, ni en termes de fréquence, ni en termes de durées, ni en termes d'efficacité...

    - les conditions limites poussent évidemment le matériel à ses limites (limites qui sont d'ailleurs calculées et fixées en fonction des conditions météo "limites" raisonnablement rencontrées). Mais sur une saison de chauffe, ces conditions limites restent très rares, et ont très peu d'impact sur la consommation totale; l'important est que face à ces conditions limites, la pac puisse faire face, tout en gardant un bon SCOP sur l'année.
     


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  6. xavierb15

    Date d'inscription
    novembre 2013
    Messages
    79

    Re : Question (basique?) sur les pompes a chaleur

    Citation Envoyé par leidier Voir le message
    Bonjour,

    Même si sur une saison de chauffe le coût du givrage-dégivrage dans la plus par des cas représente un coût très modéré, voilà ce que peut couter le dégivrage mesuré in situ dans un cas extrême !

    Situation 1
    Brouillard givrant pratiquement sur 24H
    T°C moyenne extérieure 3.1°C
    T°C moyenne intérieure 22.4°C
    Dégivrage chaque 40’ environ
    Durée du dégivrage réel : 10’ environ (temps du dégivrage 5’ + temps mis pour récupérer la T°C sortie PAC avant le dégivrage 5’)
    A la phase de dégivrage, Il faut rajouter le givrage progressif de l’évaporateur qui diminue le COP d’une quinzaine de %
    Consommation 19.4 kWh sur 24H

    Situation 2
    Temps avec un taux d’humidité normal (non mesuré)
    T°C moyenne extérieure 3.9°C
    T°C moyenne intérieure 22.7°C
    1 seul dégivrage sur 24H de 10’ environ
    Consommation 9.0 kWh sur 24H
    Bonjour Leidier,

    Les deux situations que vous décrivez et les chiffres qui vont avec sont issus de votre expérience personnelle j'imagine? Je serais curieux d'en savoir plus sur le matériel correspodant à ces mesures ainsi que le volume chauffé.

    Merci!
     

  7. cornychon

    Date d'inscription
    juillet 2009
    Messages
    5 403

    Re : Question (basique?) sur les pompes a chaleur

    Citation Envoyé par leidier Voir le message
    Bonjour,

    Même si sur une saison de chauffe le coût du givrage-dégivrage dans la plus par des cas représente un coût très modéré, voilà ce que peut couter le dégivrage mesuré in situ dans un cas extrême !

    Situation 1
    Brouillard givrant pratiquement sur 24H
    T°C moyenne extérieure 3.1°C
    T°C moyenne intérieure 22.4°C
    Dégivrage chaque 40’ environ
    Durée du dégivrage réel : 10’ environ (temps du dégivrage 5’ + temps mis pour récupérer la T°C sortie PAC avant le dégivrage 5’)
    A la phase de dégivrage, Il faut rajouter le givrage progressif de l’évaporateur qui diminue le COP d’une quinzaine de %
    Consommation 19.4 kWh sur 24H

    Situation 2
    Temps avec un taux d’humidité normal (non mesuré)
    T°C moyenne extérieure 3.9°C
    T°C moyenne intérieure 22.7°C
    1 seul dégivrage sur 24H de 10’ environ
    Consommation 9.0 kWh sur 24H
    Bonjour,
    Ce sont des approches très pragmatiques pour les PAC à usage domestique, 12 kW max. Y ajouter des paramètres supplémentaires qui sont à la marge n’y changerait rien de significatif.
    Pour faire des estimations sur les économies d’énergie faites entre une PAC air-air et des radiateurs, en dehors des régions montagneuses, il est bon de prendre un COP moyen annuel de 3.
    Le SCOP est un COP moyen annuel destiné aux plaquettes publicitaires. Celui de ma PAC est de 4.4.
    Éliminer les explications inutiles, simplifier celles qui sont nécessaires.
     

  8. daniel222

    Date d'inscription
    mai 2011
    Messages
    1 389

    Re : Question (basique?) sur les pompes a chaleur

    Cornychon,
    tu parles du COPA mais pas CABANA juste celui des PAC
     

  9. leidier

    Date d'inscription
    février 2015
    Messages
    666

    Re : Question (basique?) sur les pompes a chaleur

    Citation Envoyé par xavierb15 Voir le message
    Il s'agit très certainement de conditions "labo" sans givrage, conditions optimales j'imagine (longueur des liaisons frigo etc...).
    bonsoir
    Mais cela permet clairement d'illustrer les phénomènes:
    1- le COP chute avec la t° ext
    2- il est d'autant moins bon que l'on sollicite la machine à 100% de ses capacités d'où la nécessite d'un bon dimensionnement mono ou bi-valent.

    Pièce jointe 357048
    Pourquoi des documents en langue nordique alors que nous avons tout en Français?
    Le COP chute avec la T°C extérieure c'est évident comme il progresse avec la baisse de la T°C sortie PAC
    Tout à fait le COP baisse avec une sollicitation trop importante c'est pourquoi il ne faut pas dimensionner trop juste comme le font beaucoup d'installateurs, avec une inverter entre 100 et 120% est souhaitable surtout dans une région avec un taux d'hygromètrie important durant plusieurs semaines, cela permet d'avoir un évaporateur surdimensionné plus efficace.
    Citation Envoyé par xavierb15 Voir le message
    Les deux situations que vous décrivez et les chiffres qui vont avec sont issus de votre expérience personnelle j'imagine? Je serais curieux d'en savoir plus sur le matériel correspodant à ces mesures ainsi que le volume chauffé.
    L'exemple donné est une situation assez exeptionnelle qui ne se reproduit que très peu souvent pendant la période de chauffe, heureusement!
    Dans ces conditions là, la PAC devient sous dimensionnée, Peu importe la marque, que ce soit une Hitachi, une mitsubishi, une panasonnic, une Fujitsu, une Daikin ou autre marque qui a "pignon sur rue" le résultat sera identique.
    RT2012 R de 370m3 sur PC PAC Fujitsu.
    Citation Envoyé par Barda Voir le message
    Les algorithmes les plus évolués ajustent déclenchement, durée et arrêt des cycle en fonction des conditions de température et d'hygrométrie, ainsi que de mesures plus fines de pression du fluide frigorigène.
    Quelles sont ces marques qui tiennent compte du taux d'hygromètrie et de la variation de pression du gaz?
    Les marques citées plus haut utilisent le même principe à quelques variantes près, basé sur la divergence de la T°C extérieure et de la T°C du fluide (évaporation) lorsque l'on dépasse les 10°C les deux courbes ne sont plus //, indiquant un échange incorrect, les T°C entrée et sortie évaporateur sont similaires: le dégivrage devient nécessaire.
     

  10. barda

    Date d'inscription
    novembre 2007
    Messages
    3 239

    Re : Question (basique?) sur les pompes a chaleur

    Deux petits liens sur les différences de performances entre dégivrage simpliste et dégivrage plus élaboré; elles sont importantes

    http://www.chantier.net/prebat/images/037.pdf

    http://www.chaleurterre.com/forum/vi...egipac#p113723

    L'algorithme utilisé par Mitsu sur ces dernières productions est bien plus élaboré; je cherche les docs...

    Note que ce site comporte beaucoup d'exemples (avec courbes et études surdes temps assez longs), de différentes marques, avec système appareillé de suivi (itow) permettant d'avoir une idée très précise du fonctionnement des pac aéro en conditions givrantes... Les périodes inter-cycles de dégivrage de 40 mn sont extrêmement rares (mais certaines marques en sont spécialistes)...
     

  11. Raymond037

    Date d'inscription
    novembre 2010
    Messages
    25

    Re : Question (basique?) sur les pompes a chaleur

    cornychon
    "Lorsqu’une PAC air-air ou air eau fonctionne, à -15°C "


    A -15°C l'air est tellement peu humide qu'une PAC ne givre pratiquement pas.

    "- A -15°C, le COP réel de fonctionnement ne doit pas dépasser 2."

    Il faut préciser la T° de l'eau produite.

    Il y a des PAC qui à 2.2 de COP à -15 pour de l'eau en sortie à 35°; certaines sont à 2.5
     

  12. leidier

    Date d'inscription
    février 2015
    Messages
    666

    Re : Question (basique?) sur les pompes a chaleur

    Citation Envoyé par barda Voir le message
    Deux petits liens sur les différences de performances entre dégivrage simpliste et dégivrage plus élaboré; elles sont importantes

    http://www.chantier.net/prebat/images/037.pdf

    http://www.chaleurterre.com/forum/vi...egipac#p113723

    L'algorithme utilisé par Mitsu sur ces dernières productions est bien plus élaboré; je cherche les docs...
    Le système DEGIPAC de CIAT est repris par une majorité de PAC inverter à la différence que les réglages sont inaccessibles aux particuliers
    c'est bien basé sur la divergence de la T°C extérieure et de la T°C du fluide (évaporation).
    Quant au système Mitsu, il est plutôt moins évolué car basé entre autre sur une T°C fixe.
    Trois conditions doivent être remplis:
    1 : CP en fonctionnement depuis un minimum de 5 minutes
    2 : intervalle entre 2 dégivrages écoulés (45 minutes "paramétrage d'usine". modifiable)
    3 : La température de l’évaporateur variable suivant le modèle.
    Si l'une de ces 3 conditions n'est pas satisfaite le dégivrage n'a pas lieu.
     

  13. cornychon

    Date d'inscription
    juillet 2009
    Messages
    5 403

    Re : Question (basique?) sur les pompes a chaleur


    L’échangeur de l’unité extérieure a « son mot à dire »


    Toutes choses égales par ailleurs, par construction, l’échangeur de l’unité extérieure, (l’évaporateur) pourrait tolérer plus de givre, et augmenter d’une manière significative les périodes de dégivrage.

    En fonctionnement, l’évaporateur est beaucoup plus froid que l’air ambiant.
    L’air ambiant à température T1 cède une chaleur Ø par conduction thermique à l’évaporateur qui est à une température T2. Entre l’air ambiant et l’évaporateur il y a une résistance thermique R

    Nous savons que Ø= ΔT / R
    Pour avoir un grand flux thermique il faut un grand ΔT et une faible résistance thermique R
    Par grands froids le ΔT diminue, c’est mauvais mais on ne peut rien faire, il faut le subir!
    Il faut avoir un R le plus bas possible ! !

    Pour diminuer le R on peut:
    1°) Augmenter les débits d’air
    Augmenter le débit d’air sur un échangeur existant, c’est utiliser une ventilation à plus grand débit plus fortes pressions, plus bruyante, plus gourmande en énergie. Ca augmente les fréquences de dégivrage.

    2°) Augmenter les surfaces des ailettes, augmenter le pas des ailettes, augmenter l’épaisseur des ailettes, augmenter les sections de passage d’air, augmenter le débit d’air pour des pressions identiques :
    - C’est conserver un bruit faible, c’est tolérer une épaisseur de givre plus importante, c’est diminuer les fréquences de dégivrage, c’est diminuer R
    - C’est augmenter le volume de l’échangeur, c’est augmenter le poids des matériaux, c’est augmenter le prix de l’échangeur.

    - Dans l’industrie les exigences ne sont pas celles du matériel à usage domestique.

    Pour un même moteur diesel monté sur un C25 ou une DS berline, il n’y a pas le même radiateur.
    Sur la voiture il y a un radiateur et un ventilateur bas de gamme. Sur l’utilitaire il y a deux radiateurs plus grands, plus solides, et deux ventilateurs haut de gamme.
    Éliminer les explications inutiles, simplifier celles qui sont nécessaires.
     

  14. cornychon

    Date d'inscription
    juillet 2009
    Messages
    5 403

    Re : Question (basique?) sur les pompes a chaleur

    Citation Envoyé par Raymond037 Voir le message
    [I]cornychon
    A -15°C l'air est tellement peu humide qu'une PAC ne givre pratiquement pas.
    5
    Bonjour,
    Entre 0 °C et −40 °C, les gouttes d'eau restent dans un état métastable de surfusion, qui cesse dès qu'elles rentrent en contact avec un noyau de condensation (poussière, cristal de glace, obstacle). Lorsque ce phénomène se produit au sol, on assiste à des brouillards givrants.

    La surfusion : l'eau qui reste liquide jusqu'à -39°C
    http://www.regardsurlemonde.fr/blog/...ide-jusqua-39c
    Dernière modification par cornychon ; 30/12/2017 à 01h39.
    Éliminer les explications inutiles, simplifier celles qui sont nécessaires.
     

  15. Raymond037

    Date d'inscription
    novembre 2010
    Messages
    25

    Re : Question (basique?) sur les pompes a chaleur

    Citation Envoyé par cornychon Voir le message
    Bonjour,
    Entre 0 °C et −40 °C, les gouttes d'eau restent dans un état métastable de surfusion, qui cesse dès qu'elles rentrent en contact avec un noyau de condensation (poussière, cristal de glace, obstacle). Lorsque ce phénomène se produit au sol, on assiste à des brouillards givrants.

    La surfusion : l'eau qui reste liquide jusqu'à -39°C
    http://www.regardsurlemonde.fr/blog/...ide-jusqua-39c

    Bonjour,

    Dans des conditions normales le phénomène de surfusion n'a pas lieu ou du moins avec des écarts de T° si faibles que l'on s'en aperçoit pas ; c'est un état très instable.
    Dans le cas d'un évaporateur les ailettes font office de noyau de cristallisation.
     


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