PAC ds un bassin d'eau

[invite94ae76ab]

BJR a tous,

J'ai un ami qui souhaite installer une pompe a chaleur de surface, rien de bien compliqué pour l'instant sauf que La chaleur sera prélevée dans un cours d’eau.
La particularité c'est qu'il dispose d'une source d'eau qui se déverse ds un bassin qui coule tout l'année ,debit identique hiver comme été .

Il voudrait mettre le capteur de la PAC directement ds le bassin d'eau.

Le probleme est de savoir si la chaleur prélevé par la PAC ds le bassin ne transformera pas le bassin en bloc de glace au plus fort de l'hiver ?
Données:

Bassin = 1m3
Cours d'eau = Débit de 180 L / heure
PAC Viesmann Vitosolic 300, puissance 6kW
Viesmann communique uniquement la puissance prélevée au terrain par les capteurs enterées soit 30 W/m²
mais rien concernant la puissance prélevé à l'eau par les capteur ds un bassin.
merci de m'eclairer sur ce point.
-----

[Philou67]

Ne manquerait-il pas la température moyenne (min et max) de l'eau du bassin dans ton énoncé ?

Par ailleurs, je me demande si ta question n'aurait pas plus d'echo dans le forum "physique"... ?
Philou67 pour la modération.

[invite94ae76ab]

oui , j'ai oublie la temperature de l'eau de la source !

+ 7 ° C en hiver et + 12 ° C en été mais je prefere faire les calcul au plus froid de l'hiver cad avec eau a + 7 °C
aussi je ne sait pas comment deplacer cette question pour la mettre sur le forum physique, merci

[invite09c6c378]

Discussion déplacée dans le forum physique... coco, pour la modération.

[A voir en vidéo sur Futura]

[mbochud]

Bonjour,

Ton débit est insuffisant
P = c*(m/t)* T

Avec c= 4180
m en kg
t en sec
Donc l’abaissement de température est de 6000/(4180*180/3600) = 28,7 C !

[invite94ae76ab]

bjr,
J'ai eu des infos d'un revendeur de PAC. il me dit que dans 1m3 d'eau à 7°C on a = 8,141 KW
il fait 7 x 1,163 ( chaleur massique de l'eau) = 8 kW
POUVEZ VOUS ME CONFIRMER QUE CELA EST BIEN EXACT ?

[FC05]

Non, c'est n'importe quoi ! C'est un vendeur ... qui sait demain il vendra peut-être des bonbons !

Ne jamais oublier : vendeur = menteur !

Sinon, le calcul de mbochub est bon, c'est le débit qui compte dans ton cas, le volume peut éventuellement servir de "tampon".

Sinon, tu peux calculer la puissance moyenne que tu peux tirer de l'eau avec la formule de mbochub et en prenant delta_T = 6°C (laisser un degre de marge, au moins).

[inviteb836950d]

bonjour
que viennent faire les watt la dedans ?
(je n'y connais rien en PAC...)
par contre c'est facile de calculer l'énergie qu'on peut retirer à 1000 litres d'eau à 7°C avant qu'elle ne gèle.

edit : croisement

[Ciscoo]

Bonjour FXhabitat

Pour faire les calculs concernant ta PAC, il faut effectivement utiliser la relation donnée par mbochud que je préfère réécrire sous la forme Puissance = (m/t) x C x (T_chaud - T_froid).
On peut utiliser cette relation dans tous les sens ...

Dans ton cas P = (180/3600) x 4,185 x (7 - T_froid ),

Il y a peut être un petit bug dans la suite du calcul, car mbobud ne tient pas compte du COP de la PAC. Les 6 kW ne sont pas pris en totalité dans l'eau.
COP = Puissance chaud / Puissance électrique = (Puissance prise dans l'eau + Puissance électrique) / Puissance électrique

Si la puissance de la PAC est de 6 kW chaud, avec un COP_chaud de 4 par exemple (COP = 6/1,5), c'est que dans l'eau tu puises 4,5 kW lorsque tu consommes 1,5 kW électrique, et que le condenseur (l'unité intérieur en chauffage) t'en donne 4,5 + 1,5 = 6 kW.

On a donc :
4,5 = (180/3600) x 4,185 x (7 - T_froid) = (180 / 3600) x 4,185 x delta T

ce qui donne un delta T = 21,5 °C (et donc, il y a comme un problème, à moins que votre objectif soit de réaliser une patinoire de poche )

En considérant que tu peux refroidir l'eau de 7 °C à 2 °C, soit un delta T de 5°C
P = (180/3600)*4,185 x 5 = 1 kW pris à la réserve d'eau, soit avec un COP de 4, seulement 1,33 kWchaud donné à la maison (1 kW pris à l'eau, 0,33 kW donné par le compresseur, COP = 1,33/0,33 = 4)!

Dans tes calculs, ou plutot ceux du revendeur, il y a, ce coup-ci, non pas un petit, mais un gros bug : il a utilisé la relation ci-dessus, avec d'autres unités, mais c'est du pareil au même, en considérant que le débit était de 1 m³/h et le delta T de 7 °C, ce qui ne correspond pas à la situation de ton ami !
P= (1000/3600)*4,185 x 7 = 8,18 kW.

En pratique, vous ne pouvez pas renouveler toutes les heures l'eau du bassin. Le débit est de seulement 180 L/h, pas de 1000 L/h, donc, pas glop, pas glop.


En utilisant toujours la même relation, on peut trouver le débit minimum nécessaire dans ton cas, avec un delta T de 5 °C...
4,5 /(4,185 x 5 ) = 0,21 kg/s = 774 kg/h soit 774 L/h.

Le fait d'agrandir le bassin ne changera pas grand chose à l'histoire, sauf à le faire très grand pour couvrir les besoins sur une ou deux semaines !!! Il faut avoir à disposition, au moins 774 L/h d'eau à 7°C, soit 18 m³/j !

à+

[invite94ae76ab]

ok merci
peut etre facile pour vous mais pas pour moi !
Alors si quelqu'un pourrai me le verifier le calcul ça serait sympa
je voudrais juste savoir conbien on peut retirer de chaleur latente dans
1m3 d'eau à 7°C
Peut importe si vous exprimer le resultat en watt ou en joules ou en calories.

[f6bes]

La particularité c'est qu'il dispose d'une source d'eau qui se déverse ds un bassin qui coule tout l'année ,debit identique hiver comme été .

Il voudrait mettre le capteur de la PAC directement ds le bassin d'eau.

Le probleme est de savoir si la chaleur prélevé par la PAC ds le bassin ne transformera pas le bassin en bloc de glace au plus fort de l'hiver ?
[

Bjr à tous,
Juste une question:
D'aprés le descriptif , il semblerait que la source se déverse DANS le bassin qui lui FORCEMENT doit EVACUER continuellement le surplus.
Donc l'eau est RENOUVELEE en PERMANENCE à la température de la SOURCE.
Ou est le probléme ??

D'autre part rien n'OBLIGE de renvoyer l'eau FROIDE de la PAC dans le bassin.
Peut etre évacué sur la SORTIE du bassin.
Toujours pas de probléme il me semble.

Ou alors il y a qq chose qui m'a échappé !!
Cordialement

[inviteb836950d]

ok merci
peut etre facile pour vous mais pas pour moi !
Alors si quelqu'un pourrai me le verifier le calcul ça serait sympa
je voudrais juste savoir conbien on peut retirer de chaleur latente dans
1m3 d'eau à 7°C
Peut importe si vous exprimer le resultat en watt ou en joules ou en calories.

29000 KJ (température finale de 0°C)

[invite94ae76ab]

bjr cisco,
comme je ne comprend pas la formule de mobchub : P = c*(m/t)* T
Alors,je vais essayer de retranscrire ce que m'a dit le technicien viesmann:
PAC vitocal Vesmann B106 Eau Glicolée - Eau
puissance Chaud = 6kW
puissance froid = 4,85 kw ( ce qui sera plongé dans le bassin)

Dans mon bassin de 1m3 avec de l'eau à 7°C je dispose de
7x 1,163 = 8,141kw => a verifier ?

Autonomie du bassin sans renouvellement d'eau = P bassin / P frigo PAC:
8,141/4,85 = 1,65 h d'autonomie

le bassin se renouvelle en eau avec un debit 180 L/h
soit 1000L/180Lh = 5,55 Heures => l'eau du bassin se renouvelle completement toute les 5,5heures

on a P Bassin : 8kW/5,5h = 1,46 KW à l'heure
comme ma PAC fait 4,85 kw frigo
j'ai donc 1,45 kWh/4,85kw frigo =0,298 x 60 = 18 minutes
donc il ne faut pas que ma PAC tourne plus de 18 minutes par heures ! sinon je transforme mon bassin en patinoire.
voila, je ne sait pas si tout cela est exact mais c'est cd que m'a dis le technicien viesmann.
Mon probleme reste de savoir comment exploiter avec une PAC cette source d'eau au debit permanent ?

[invite94ae76ab]

Bjr à tous,
Juste une question:
D'aprés le descriptif , il semblerait que la source se déverse DANS le bassin qui lui FORCEMENT doit EVACUER continuellement le surplus.
Donc l'eau est RENOUVELEE en PERMANENCE à la température de la SOURCE.
Ou est le probléme ??

D'autre part rien n'OBLIGE de renvoyer l'eau FROIDE de la PAC dans le bassin.
Peut etre évacué sur la SORTIE du bassin.
Toujours pas de probléme il me semble.

Ou alors il y a qq chose qui m'a échappé !!
Cordialement

bjr F6bes,
oui c'est exact , la source se deverse bien dans un bassin et celui ci a bien u trop plein. par contre je ne pensait pas utiliser une PAC Nape phréatique, mais bien Une PAC Std avec les tuyeaux capteurs (ceux qui sont normalement ds la terre) directement plongés ds mon bassin . Les PAC pour nape utilisent un echangeur a plaque alimenté par un pompe pour garantir la securité contre la pollution de la nape ( si de rupture du ciucuit eau glicolé par exemple) . on pompe l'eau ds la nape, elle passe ds l'echangeur et elle est restitué ds la nape. mais il faut un debit important
voila.

[Ciscoo]

Bonjour à tous, bonjour Fxhabitat.

Apparemment, chacun de nous dit la même chose.
Puissance (kW) = masse d'eau (kg)/temps (s) x capacité thermique massique (kJ/(kg x °C)(T_chaud - T_froid)

avec capacité thermique massique C = 4,185 kJ/(kg x °C) dans le cas de l'eau.

En fait mes calculs et ceux de ton revendeur disent la même chose, par des chemins différents. Je ne trouve pas exactement les mêmes valeurs (P = 1,3 kW_chaud au lieu de P = 1,4 kW_chaud) parceque j'ai pris un COP de 4 et un delta T de 5 °C = 7 - 2°C, (cette dernière valeur plutot que 0°C pour se laisser une petite marge de sécurité, éviter que l'eau gèle localement sur l'échangeur dans le bassin, la glace étant un "bon" isolant par rapport à l'eau liquide, génant donc les échanges thermiques) et lui te donne un COP = 6 / (6-4,85) = 5,2.

On a bien, quelle que soit la méthode :
Puissance moyenne comprise entre 1,3 et 1,4 kW = 0,180 x 7 x 1,16 = 180/3600 x 4,185 x 7
taux de fonctionnement moyen horaire = 1,4 / 4,85 = 0,28 soit 17 min en moyenne par heure

La puissance de ton installation n'est donc pas de 8 kW_froid (ce qui serait obtenu avec un débit de 1 m³/h et une PAC de 8 kW_froid), ou de 6 kW_chaud (ce que peut te donner ta PAC si elle tourne en continue avec un débit d'eau adéquat) mais de 1, 4 kW_chaud (si le COP est vraiment de 5,2) à 1,3 kW_chaud (COP de 4).

La pompe à chaleur de 6 kW_chaud ne te fourni ces 6 kW possible que pendant une petite vingtaine de minute... En moyenne, cela te fait environ 1,4 kW_chaud. Cela suffira t'il à ton ami par rapport à ses besoins ?
Une maison non isolée nécessite dans les 20 kW, une autre isolée RT2005, à la louche, 8 - 5 kW, et une dernière, bien isolée, disons 2 kW, et passiv hauss... Pour te donner une comparaison, les plus gros brûleurs d'une gazinière grand public donne dans les 2 kW.
Pour évaluer la puissance nécessaire à ton ami, voir ce qu'il a déja comme moyen de chauffage, ou faire un tour sur le post calcul en début du sous forum habitat bioclimatique, vers le post 27 ou 30 je crois, j'y ai mis une petite méthode pour faire ce genre de travail en 5 minutes.

Si les besoins thermiques de ton ami ne sont que d'environ 1,4 kW, peut être serait il moins cher, et surtout plus beaucoup écologique, de se tourner vers un poêle à bois, ou à granulé, en fonction des disponibilités locales et du confort recherché (d'un coté PAC = consommation d'énergie électrique = 2,58 fois plus d'énergie primaire, PAC = utilisation de gaz frigorigène, à savoir que 1 kg de gaz frigorigène est aussi néfaste que 1000 à 1500 kg de CO₂ vis à vis de l'effet de serre, de l'autre coté poele à bois = production de CO₂ considérée comme nulle car déja dans la nature il y a quelques années, et de plus, n'importe comment, le bois finirait par produire la même quantité de CO₂ en se décomposant dans la nature).

P.S : Dans nos petits calculs, nous avons tous négligés les apports par le sol. Je ne pense pas que cela soit important vue la situation (V = 1 m³, donc surface de l'ordre de 5 m² et surtout volume de terre offert au refroissement peu important)

@+

[invite94ae76ab]

"La puissance de ton installation n'est donc pas de 8 kWfroid (ce qui serait obtenu avec un débit de 1 m3/h et une PAC de 8 kWfroid"
Bjr Ciscoo,
il y a un malentendu, les 8kw corresponderait a la chaleur latente de mes 1000 litres d'eau à + 7°C et c'est bien cela que j'aimerai que l'on verifie =
je voudrais juste savoir combien on peut retirer de chaleur latente dans
1m3 d'eau (1000litres ) à 7°C
Peut importe si vous exprimer le resultat en watt ou en joules ou en calories.

Philou 21 m'a repondu : 29000 KJ (température finale de 0°C) mais j'aurai voulu + d'explications, comment il trouve ce resultat ?

CISCOO:
Si les besoins thermiques de ton ami ne sont que d'environ 1,4 kW, non tu fait erreur ils sont de 6kw chaud. sinon je ne comprend pas pourquoi la discussion devie systematiquement avec toi sur les poeles a bois ? En effet, apres la lecture de plusieurs de tes nombreux posts sur le forum habitat, tu cherche trop souvent à orienter les gens sur le bois energie. Sache que tu as entierement raison ! D'ailleur tu preche un convaincu parce que ma MOB est equipée d'un chaudières à granulés couplé a panneau solaire + puit canadien et recup eau de pluie. SAUF que ICI , nous somme dans le forum PHYSIQUE, (un moderateur à justement déplacé ma question )et que ma question concerne precisement une PAC , alors de grace, epargne toi la peinne de me convaincre que les PAC c'est pas bien et si tu as la connaissance essayons alors de repondre precisement a la question que je pose à savoir : installer une PAC avec comme source froide un bassin de 1OOO L renouvellée par une source d'eau à + 7°C debit 180 L/H
Voila , je te prie de m'excuser parce que j'aimerai qu'on me reponde tout simplement
Mais c'est une colère saine !
J'attend vos eclaircissement. En attendant, je vais allez chercher plus d'infos sur la chaleur latente ds d'autres forum.
Merci.

[inviteb836950d]

Philou 21 m'a repondu : 29000 KJ (température finale de 0°C) mais j'aurai voulu + d'explications, comment il trouve ce resultat ?
[

Et bien pour l'eau, la quantité de chaleur est de 4.18 Joule par gramme et par degré...

[invite94ae76ab]

ok merci
facile de refaire la calcul : 4,18 x 1 OOO OOO gr x 7°c = 29 260 kJ
mais alors comment fait le vendeur pour trouver mes 8 kW ? de mon bassin ?
Comment peut il trouver une puissance ?

[inviteb836950d]

Comment peut il trouver une puissance ?

C'est la question que je posais dans mon post #8

[inviteb836950d]

J'ai compris !!!
c'est 8 KWheure : une unité d'énergie :
8000*3600 =28800 KJ

voila, voila...

[FC05]

On va "tuer" ces 8 kW de m ...

La seule chose que tu peux tirer de tes 1 m3 à 7°C, c'est une énergie, une quantité de chaleur que l'on nomme Q.

On a : Q = m . c . delta_T (ça déjà été dit).

Calcul fait, en passant de 7 à 0°C, ça donne : Q = 29260 kJ


La puissance ....

Une puissance est une énergie divisée par un temps : P = Q/t
Elle s'exprime en Watt (W) ce qui correspond à des Joules par seconde.

Donc "ton" vendeur prend la quantité de chaleur trouvée précédemment et ... il la divise par 3600 (soit le nombre de seconde dans une heure).

POURQUOI UNE HEURE ?

Il n'y a pas de raisons ! C'est n'importe quoi ! Si j'ai envie je divise par 10 s et je trouve 2960 kW.
Je prouve quoi ? Qu'en retirant 29600 kJ en 10 s je récupère mon énergie avec une puissance de 2960 kW.
Et après ?
J'ai 1 m3 d'eau à 0°C ... je suis bien avancé ... il faut que j'attende qu'elle soit remplacée par l'eau qui arrive à 180 L/heure pour recommencer.

Et clair, soit ton vendeur est incompétent, soit il essaye de te rouler (ou bien les deux en même temps).

Sinon la formule donnée dès le départ est la bonne (en tout cas en première approximation). Ou alors je suis un imposteur qui se fait payer (grassement) par l'éducation nationale pour enseigner des conneries.

PS : si ton vendeur a besoin de recyclage, je prends 75 euros/heure ... par contre je ne sais pas combien ça fait W

[inviteb836950d]

Cool FCO5 !

pense à ta tension ...

le kilowatt heure est bien une unité d'énergie, plus très légale mais encore très utilisée dans le domaine technique.
Le vendeur n'est donc pas une pure crapule...
Le seul truc c'est que ça ne sert pas à grand chose de savoir combien de calories tu peux retirer de ce bassin...

[FC05]

Mis à part toi personne ne parle de kW.h ... qui est effectivement une unité d'énergie et pas de puissance.

Et pour ce qui est des "calories" que l'on peut retirer du bassin, il me semble bien avoir montré que effectivement le calcul ne voulait rien dire.

[inviteb836950d]

Mis à part toi personne ne parle de kW.h ...

C'est le privilège de l'age ...

[Ciscoo]

Bonjour à tous, bonjour FXhabitat

J'ai comme l'impression que depuis le début, on ne se comprend pas tout à fait... Si mbochud et moi même avons fait les calculs avec 180 L/h et pas avec 1 m³, c'est que le facteur limitant dans cette installation, c'est dabord le débit, pas le volume de la réserve. Si tu as une grande réserve d'eau, mais quelle ne se renouvelle pas assez vite...

Si tu veux savoir combien d'énergie on peut retirer de 1 m³ d'eau en la refroidissant de 7 à 0°C, sans la faire geler, il faut faire le calcul suivant :

Q = 1000*4,185*7 = 29295 kJ = 8137 Wh = 8,137 kWh.

Ce qui veut dire que tu peux faire fonctionner, à peu de chose près une PAC de 8,137 kWfroid pendant une heure, ou une PAC de 4,85 kWfroid pendant 8,137/4.85 = 1,7 h = 1 h 3/4.

Je n'ai pas l'impression que ton revendeur veuille te rouler. J'ai plutot l'impression que sa méthode de calcul est un peu compliquée, lourde, son vocabulaire un peu imprécis. Quand il dit 8 kW, c'est en fait 8kWh... Je n'avais pas compris que ta question portait sur son "8 kW" au lieu de 8 kWh. Petite erreur de vocabulaire... ou imprécision dans sa compréhension du phénomène, peu importe. Ses résulats sont corrects : La puissance dispo est d'environ 1,4 kW.

Par contre, si il te dit que cela convient pour ton installation, soit là, il n'est pas très prudent, soit il essaye effectivement de te rouler.

Cela ne change rien au problème, même dans un forum de Physique . Si les besoins de ton ami sont de 6 kWchaud, avec cette installation, il ne les aura pas !!!

Imaginons que tu veuilles couvrir les besoins de ton ami avec un plus grand bassin. Le jour le plus froid, il aura besoin de :

Besoin = 6 kW x 24 h = 144 kWhchaud.
1 m³ te donne environ 8 kWh, 10 m³ 80 kWh, 15 m³ te donnent 120 kWh... Là ça devrait le faire, avec un COP de 4, avec le renouvellement en eau, et en espérant qu'il ne fasse pas trop froid le lendemain...

Eau disponible par jour actuellement = 1000 + 24 * 180 = 5320 L = 5,3 m³. A comparer au 15 m³ précédent !

Mode humour on : Et pour le bois, si tu veux, je peux te donner des adresses...

@+

[Ciscoo]

Bonjour à tous

Si il y en a qui sont intéressés par ce genre d'installation, voilà quelques infos, extrait d'une documentation suisse "Aide au dimensionnement. Pompes à chaleur" :
"Les eaux de surface comme source nécessitent des quantités d'eau suffisantes (300 à 400 L/h par kW_th de puissance de chauffage).
Les eaux usées comme source nécessitent des quantités d'eau suffisantes, environ 100 à 150 L/h par kW_th de puissance de chauffage."

A comparer au 180 L/h disponible dans l'installation citée dans ce fil ! Moins d'un kW_th de disponible...

Si une partie de l'eau est stockée dans une cuve enterrée, pour être rigoureux, il faudrait aussi tenir compte des échanges entre cette cuve et le sol... mais bon, cela m'étonnerai que cela soit très important pour une cuve de 1 ou 2 m³.

Conclusion : Ce n'est pas parce qu'un technico-commercial (plus commercial que technique) vous dit que c'est faisable qu'il faut le faire.

Bon W.E à tous.