Fonctionnement PAC air/air

[xavierb15]

Bonjour,

Je me pose encore quelques questions sur le fonctionnement d'une PAC air/air:

Dans le principe j'ai compris qu'on "jouait" sur les changements d'état d'un fluide (R410 et autre) pour prélever les calories d'un milieu (extérieur) vers un autre (maison) selon que l'on souhaite du chauffage/clim.

Que la puissance thermique s'exprime par Pth= Dt*0,334*débit d'air.

Voilà ma question, prenons l'exemple du mode chauffage: Si le delta t à l'intérieur est de 15° entre la reprise et le soufflage, ai-je le même delta sur le groupe extérieur ?

Pourquoi ne pas mettre un échangeur extérieur, énorme ?

Merci à tous
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[cornychon]

Prenons un exemple :
La température intérieure est de 20°C
La temperature de l’échangeur intérieur est à 50°C
L’air int à 20°C ressort à 40°C de l’échangeur, soit un ΔT de 20°C
La puissance est de 5000 W
Le débit d’air est de
D = (5000 / 20) / 0.334 = 748 m3/h


A l’extérieur, l’échangeur doit prélever 5000 W
L’air est à -10°C
L’échangeur est à -20°C
L’air ressort de l’échangeur à -15°C
Le ΔT air est de (-15) – (-10) = 5°C
Il faut un débit d’air D = (5000 / 5) / 0.334 = 3000 m3/h

Pour des problèmes de rendement, le ΔT air extérieur/température de l’échangeur doit être le plus faible possible.
Si l’échangeur était à -40°C, le ΔT air serait en gros de 15°C
Il faudrait un débit d’air D = (5000 / 15) / 0.334 = 1000 m3/h
Le compresseur consomme plus d’énergie pour descendre l’échangeur à -40°C qu’à -15°C.

Avec un échangeur extérieur énorme
Avec un débit d’air de 6000 m3/h et deux fois plus de surface d’échange, le ΔT passerait aux environs de 2°C.
Le gain sur le rendement serait perdu en doublant les surfaces d’échange, doublant les pertes de charges, doublant le débit du ventilateur.

[xavierb15]

Avec un échangeur extérieur énorme
Avec un débit d’air de 6000 m3/h et deux fois plus de surface d’échange, le ΔT passerait aux environs de 2°C.
Le gain sur le rendement serait perdu en doublant les surfaces d’échange, doublant les pertes de charges, doublant le débit du ventilateur.

Merci pour cette démonstration Cornychon, mais ce dernier point m'échappe toujours:

Supposons que je ne change pas le ventilateur extérieur, mais que je double la surface de l'échangeur celui-ci va être moins froid, l'air va ressortir moins froid et donc je gagne sur le rendement...non ?

[leidier]

Bonjour,
Très intéressant ta remarque
Voilà un graphique qui va peut être éclairer ta lanterne.
Ces essais ont été fait sur une air/eau, peu importe les conclusions seront les mêmes.

Nous sommes dans le cas d'une PAC inverter, donc avec une modulation de la puissance en fonction des déperditions à combler et une dimension d'évaporateur fixe déterminé pour la puissance maxi de la PAC.

PLF = COP à charge partielle/COP à pleine charge

Taux de charge = Puissance calorifique à charge partielle/Puissance calorifique à pleine charge (puissance maximale délivrable) ceci pour une même T°C extérieure et un même débit d'air ainsi qu'une même T°C départ eau et débit eau.


Tu vois que dans tous les cas (sauf un) un fonctionnement à charge partielle (donc un évaporateur surdimensionné) est plus performant.


C'est pourquoi, certes il ne faut pas sur-dimensionner pour tomber dans les court-cycles, mais il faut un dimensionnement entre 100% et 120% pour avoir une performance optimum.

[A voir en vidéo sur Futura]

[xavierb15]

Merci leidier,

J'attends avec impatience la validation de ta pièce jointe.

Autre questions et tracas:

1- Le gaz circule à vitesse fixe dans le circuit ? c'est juste sa pression qui est modulée (selon la puissance appelée) par la fréquence de rotation du compresseur ?

C'est pourquoi, certes il ne faut pas sur-dimensionner pour tomber dans les court-cycles, mais il faut un dimensionnement entre 100% et 120% pour avoir une performance optimum.

2- Ce point me tracasse, je me demande si je n'ai pas sous évalué le dimensionnement, je m'explique:

Je suis quasi certain de mes déperditions (avec l'expérience, mesures etc) mais j'ai basé mon dimensionnement sur la puissance nominale communiqué sur les docs des machines.
Or, avec ce premier hiver de recul et les calculs/mesures que j'ai pu faire pour me donner des ordres de grandeur (Pth=0,334*Dt*débit) je me rends compte que:

- 1 Mes 2 monoplits, qd ils sont réglés sur ventilation automatique, ont tendance à travailler sur des débits d'air trop faibles pour ma pièce (j'imagine pour privilégier le confort acoustique) et donc sur des puissances bien moindres (2000/2500W) que le nominal annoncé (4kW).

- 2 La conséquence (mineure), c'est qu'évidemment c'est au détriment du COP annoncé et qui est mesuré en labo sur ventilation manuelle sur HI (lu dans les docs techniques)

[cornychon]

Merci pour cette démonstration Cornychon, mais ce dernier point m'échappe toujours:
Supposons que je ne change pas le ventilateur extérieur, mais que je double la surface de l'échangeur celui-ci va être moins froid, l'air va ressortir moins froid et donc je gagne sur le rendement...non ?

Bonjour,
NON ! !
Tu as :
Le même dédit d’air D
La même puissance à dissiper P
Tu doubles la section de passage d’air,
Tu diminues par deux les débits d’air par échangeur,
L’air sort toujours avec un ΔT de 2°/C
ΔT = P /0.334 D

Pour ta réponse #5 ci-dessus
Je t’ai indiqué dans une autre discussion, qu’il fallait faire très attention sur les ΔT entrée-sortie d’air.
Il faut impérativement faire des moyennes sur plusieurs points.
Pour les débits d’air c’est pareil. Le mieux est de canaliser un peu la sortie d’air avec des bouts de carton, ruban adhésif, et mesurer les vitesses d’air. Avec plusieurs points de mesures, tu as une moyenne des vitesses. Avec cette moyenne et la section tu as les débits réels.
En mesurant la température de sortie d’air dans cette gaine, tu évites un mixage toujours possible avec l’air ambiant.
Les spécialistes de l’aéraulique font ce genre de travail à longueur de journée. Sur le terrain, il n’y a pas d’autres méthodes.

Mesure des débits d’air
https://media.xpair.com/pdf/qualite-...ide-Cetiat.pdf

Anémomètre Numérique à 17€
https://www.amazon.fr/Cadrim-An%C3%A...n%C3%A9mometre

[xavierb15]

Suis-je bête c'est évident !

Merci pour ces compléments Cornychon !