Bonjour,
Un frigoriste propose de remplacer le R407C par du R290 (propane) sur ma PAC. Celle-ci n'a jamais été raccordée hydrauliquement.
Avantage: gaz à effet de serre moindre, entretien plus facile et moindre coût, température de condensation plus élevée (utile pour faire de l'ECS).
Quelles sont les incidences techniques (sur le COP) et inconvénients?
PAC UP eau/eau dans LT, pas de glycol arrivée eau de forage 16°C coté évapo.
Merci pour vos lumières.
le propane est un bon fluide frigorifique de caracteristique proche de certain freon
les grand constructeur de compresseur frigorifique specifie leur compresseur aussi pour le R290 , et preconisent un huile adapté , diferente de l'huile pour freon : car le propane dilue legerement l'huile : donc il faut une huile ayant la bonne viscosité avec le propane
il y a quelques année on voyait de nombreuse pompe a chaleur dont le fluide etait le propane ... bizarement le R290 a disparu de toutes les documentation actuelle
pourtant au rayon refrigerateur des supermarche , quand le regarde les etiquettes derriere les refrigerateur et congelateur , c'est tous R290 ou R600a qui est de l'isobutane
Merci pour cette réponse... ce qui me surprend beaucoup c'est la comparaison des diagrammes de Carnot du R407c et du propane:
F_R290.gifisotherme-r407c.jpg
Les températures qui m'intéressent dans mon projet sont 10°C à l'évapo et 60°C au condenseur.
Les chaleurs latentes de condensation et d'évaporation ( en kJ/kg) sont supérieures dans le cas du propane. Tandis que le travail à fournir par le compresseur (en kJ/kg) est comparable pour chacun des 2 gaz. Cela veut dire que le COP est plus intéressant pour le propane.
Chez Nibe, j'ai relevé qu'on peut obtenir de l'ECS à 52°C maxi avec du R407c (je suppose que c'est pareil pour les autres marques). En comparant les diagrammes, je comprends qu'on peut obtenir 20°C de plus avec du propane sans utiliser les résistances électriques.
N'étant pas frigoriste, je ne vois que des avantages au propane, mais la mécanique peut-elle suivre? problème de pression?
La possibilité d'augmenter la temp de condensation me donne des perspectives intéressantes: réduction du débit d'eau donc du dia des tuyauteries de chauffage (j'ai un réseau de chauffage enterré très important), et peut être utilisation de thermocouples (voir http://forums.futura-sciences.com/ha...ectricite.html), pour stocker de l'électricité sous forme de chaleur dans des réservoir d'eau chaude.
Dernière modification par Jypou ; 03/11/2013 à 13h39.
quand une machine est bien faite le cop dépend surtout des temperature froide et chaude
pour un bon cop il faut une temperature chaude la plus basse possible , donc avantage au plancher chauffant qui permettent de chauffer une maisson avec de l'eau a 30° ... quand on a besoin de 60° dans des radiateur , le cop sera plus faible , quel que soit le fluide
cop = 1 / 1 - Tf / Tc
Tf = 10°C + 273 = 283°K
Tc = 60°C + 273 = 333°K
cop = 1 / 1 - 283/333 = 1 / 1 - 0,849 = 6,6
dans le cas d'une temperature chaude de 30°C on aurait
cop = 1 / 1 - Tf / Tc
Tf = 10°C + 273 = 283°K
Tc = 30°C + 273 = 303°K
cop = 1 / 1 - 283/303 = 1 / 1 - 0,933 = 15,1
helas c'est des cop theorique comme si tout etait parfait , mais dans la realité il y a le même avantage a reduire la temperature chaude
pour obtenir un cop se raprochant de ce maximum theorique il y aurait beaucoup de progrès a faire : augmenter le diametre des tuyaux de gaz pour que le compresseur ne fasse que la pression utile et non pousser les perte de charge ... gros echanger pour reduire les perte de temperature ... separation methodique du gaz et du liquide dans l'evaporateur ... eviter le refroidissement du moteur par le fluide frigorifique qui est abberant pour le cop ... recuperer l'energie mecanique de la detente
Le cop théorique est donc de 6,6 (pour 10 et 60°C)
C'est là qu'intervient la nature du gaz: en supposant le circuit frigorifique inchangé avant et après remplacement du fluide, les pertes de charge varient selon le débit et la viscosité.Envoyé par chatelot16
Or le débit varie selon la chaleur latente (kJ/kg) du fluide véhiculé:
Pour le R407c: l'enthalpie du liquide à 60°C (x=0) est 300kJ/kg, celle du gaz à 10°C (x=1) est 420kJ/kg. L’écart est donc de 420-300=120kJ/kg selon le diagramme montré plus haut
Pour le propane, l'écart est de 585-365=220kJ/kg selon le diagramme du R290.
Le débit avec le propane sera réduit de 1-120/220=environ 50%, or la perte de charge varie en fonction du carré du débit. La conso du compresseur se trouve considérablement modifiée.
Je ne connais pas l'incidence de la viscosité.
En calculant le COP=puissance condenseur/puissance compresseur et à partir des diagrammes ci dessus, je trouve:
Avec le R407c, COP=(420-300)/(460-420)=3
Avec le propane, COP=(585-365)/(625-585)=220/40=5,5
On se rapproche donc du COP théorique avec le propane
On peut se rapprocher un peu plus des 6,6 avec l'ajout d'un sur-chauffeur/sous-refroidisseur.
Il s'agit d'un compresseur scroll, faut-il modifier la vitesse de rotation et le détendeur?
Il semble que l'huile pour le propane est la même que pour le R407c. Donc la viscosité des 2 fluides est la même?
De ce qui précède, on a très clairement intérêt à remplacer le R407c par du propane.
Pour mon frigoristes, le R290 a disparu pour des raisons purement commerciale, car il est beaucoup moins contraignant pour l'entretien et beaucoup moins cher.
j'ai fait le même calcul pour le R600a, je trouve COP=4,4pourtant au rayon refrigerateur des supermarche , quand le regarde les etiquettes derriere les refrigerateur et congelateur , c'est tous R290 ou R600a qui est de l'isobutane
pour le R600 (butane) je trouve COP=3.85
pour le R717 (amoniac), COP=4.5
donc de très loin, le gagnant est ...
... mais il faut refaire le calcul avec l'ajout d'un surchauffeur/refroidisseur et vérifier que le classement n'est pas modifié (je ne crois pas)
Ce calcul ne tient pas compte de la chaleur sensible du fluide à l'état liquide dans le condenseur. J'ai repris mes calculs en supposant que ce fluide est refroidi à 45°C (cette température dépend des caractéristiques de l'échangeur) et qu'en sortie de l'évaporateur (entrée compresseur) , la vapeur est saturée (x=1). D'autre part je suppose que pendant la compression s=constante pour le R407c et le propane et que la vapeur est saturée (x=1) en sortie de compresseur pour le butane et l'isobutane . Je trouve:
Pour l'isobutane COP=(637-287)/(637-575)=5.8
Pour le R407c COP=(452-272)/(452-420)=5.6
Pour le propane, COP=(640-320)/(640-580)=5.3
Pour le butane, COP=(667-307)/(667-537)=5.1
Ces valeurs mériteraient d'être vérifiées avec un logiciel de calcul. Je propose de retenir l'isobutane qui a une température de condensation de 100°C à 20 bars (62°C à 20 bars pour le R407c) et permettrait de produire de l'ecs à 60°C ou plus (le R407c ne peut pas produire de l'ecs à plus de 52°C d'après ce que j'ai relevé). L'isobutane évite d'utiliser une résistance électrique pour obtenir une ecs à 60 ou 80°C.
Reste à définir les modifications à apporter sur le circuit frigorifique.
tu a l'air de maitriser le calcul d'aprés la feuille du gaz ... pourait tu nous montrer le detail de tes calcul ?
je ne suis jamais rentré dans ces detail : pour moi il faut surtout eviter les grosse ireversibilité : mettre un moteur a piston pour recuperer l'energie de detente ... faire une premiere partie de la compression isotherme avant compression adiabatique
quand on fait une compression adiabatique du gaz , il fini largement surchauffé ce qui consome trop d'energie mecanique ... un debut de compression isotherme permetrait de donner de la chaleur pour vaporiser plus de liquide
betement les compresseur frigorifique courant refroidissent le moteur avec le gaz avant compression , ce qui agrave le probleme
je n'ai jamais eu la patience de faire tous les calcul en detail ... je me contente de mon pifometre , mais l'idée d'une pompe a chaleur a haut rendement m'interresse beaucoup
quand on a evité toutes les ireversibilité on obtient le rendement de carnot ... ou plutot le cop qui est l'inverse quel que soit le gaz utilisé
Bonjour,
Si vous avez un peu de temps et de patience, je vous invite à prendre connaissance des deux liens suivants :
Informations techniques sur les fluides :
http://www.westfalen-france.fr/docum...08_einzel1.pdf
Guide de sélection des huiles Mobil pour compresseurs frigorifiques :
http://www.mobilindustrial.com/ind/f...eration_fr.pdf
Pour les PAC domestiques, vous constaterez que les fluides frigorigènes HFC ont des propriétés physiques et chimiques qui dominent les autres fluides.
Ils offrent des températures d’ébullition optimales, ils acceptent des huiles qui ont un pouvoir lubrifiant exceptionnel, d’excellentes propriétés anti-usure, une remarquable stabilité thermique et chimique.
Il semble que pour être conforme aux réglementations des principaux pays, avoir un taux de fiabilité optimale, les constructeurs utilisent le plus souvent le R410A.
Personnellement, je ne m’amuserais pas à utiliser du propane dans des appareils qui ont été optimisés en laboratoire avec un produit spécifique.
Ca marche probablement, mais combien de temps ? Quels avantages significatifs caractérisés expérimentalement ?
Le savoir doit beaucoup à l'imagination.
