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COP d'une pompe à chaleur



  1. #1
    flo1245

    COP d'une pompe à chaleur


    ------

    Bonjour,

    comment fait-on pour calculer le COP d'une installation pompe à chaleur
    en fonction des températures extérieures saisonnière.

    Par exemple quand il fait -15 degrés dehors et quand il fait 5 degrés.
    Je sais que l'on doit prendre le diagramme enthalpique du fluide frigorigène,
    placer les 4 points correspondant au états des différentes phases.

    En ayant placé ces 4 points, on peut faire une lecture des enthalpies et calculer le COP théorique.
    Si maintenant j'ai une température de -15 degrés extérieur et que j'utilise du forane 22,
    comment je fais pour savoir qu'elle sera la température du fluide à l'entrée de l'évaporateur et aussi jusqu'à
    quel point l'évaporation va se faire ?

    Même question pour l'étape de détente, la détente après va se faire jusque quel état (jusque quel point ?)

    Peut-être que théoriquement on ne sait pas le calculer car il faut connaître la longueur des échangeurs et les dimensions de
    la vanne de détente, faut-il faire des essais sur terrain pour pouvoir relever ces 4 points ?
    De combien est en général la température à l'entrée du condenseur ? 75 degrés ? 48 degrés ?

    -----
    Dernière modification par flo1245 ; 05/02/2018 à 18h02.

  2. Publicité
  3. #2
    petitmousse49

    Re : COP d'une pompe à chaleur

    Bonsoir
    Les deux paramètres les plus importants à connaître sont les deux températures de changement d'état correspondant aux deux paliers dans le diagramme de Mollier des frigoristes. Tout dépend du type de pompe à chaleur que tu utilises. Si le chauffage de la maison se fait par circulation d'eau chaude dans le sol, la température haute (Tc) peut être voisine de 40°C. La température inférieure (Tf) dépend aussi du type de pompe à chaleur. Si la chaleur est prélevée à l'air extérieur, Tf dépend beaucoup des conditions climatiques extérieures. Si la chaleur est prélevée dans le sol dont la température reste voisine de 10-12°C selon la région , Tf peut être voisin de 0°C, voire un peu plus.
    Sinon, le théorème de Carnot te fournit une estimation majorée du COP :
    les températures étant exprimées en kelvins.

  4. #3
    flo1245

    Re : COP d'une pompe à chaleur

    Et si il fait -15 degrés dehors, Tf doit être de combien ?
    Si tu veux un Tf de - 20 degrés, tu fais comment ?
    C'est la vanne de détente qui permet un refroidissement, mais est-ce qu'on peut avoir
    le Tf que l'on veut grâce à cela ?

    Je ne comprends pas non plus la différence entre le Cop Chaud (calculé avec les enthalpies) et le Cop chaud Carnot (calculé avec les températures).

    Merci.
    Dernière modification par flo1245 ; 05/02/2018 à 19h00.

  5. #4
    calculair

    Re : COP d'une pompe à chaleur

    tu peux aussi tenir compte du rendement du compresseur entre 0,7 et 0,8

    Citation Envoyé par petitmousse49 Voir le message
    Bonsoir
    Les deux paramètres les plus importants à connaître sont les deux températures de changement d'état correspondant aux deux paliers dans le diagramme de Mollier des frigoristes. Tout dépend du type de pompe à chaleur que tu utilises. Si le chauffage de la maison se fait par circulation d'eau chaude dans le sol, la température haute (Tc) peut être voisine de 40°C. La température inférieure (Tf) dépend aussi du type de pompe à chaleur. Si la chaleur est prélevée à l'air extérieur, Tf dépend beaucoup des conditions climatiques extérieures. Si la chaleur est prélevée dans le sol dont la température reste voisine de 10-12°C selon la région , Tf peut être voisin de 0°C, voire un peu plus.
    Sinon, le théorème de Carnot te fournit une estimation majorée du COP :
    les températures étant exprimées en kelvins.
    En science " Toute proposition est approximativement vraie " ( Pascal Engel)

  6. #5
    calculair

    Re : COP d'une pompe à chaleur

    Cela va dépendre de la qualité de ton échangeur

    Citation Envoyé par flo1245 Voir le message
    Et si il fait -15 degrés dehors, Tf doit être de combien ?
    Si tu veux un Tf de - 20 degrés, tu fais comment ?
    C'est la vanne de détente qui permet un refroidissement, mais est-ce qu'on peut avoir
    le Tf que l'on veut grâce à cela ?

    Je ne comprends pas non plus la différence entre le Cop Chaud (calculé avec les enthalpies) et le Cop chaud Carnot (calculé avec les températures).

    Merci.
    En science " Toute proposition est approximativement vraie " ( Pascal Engel)

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    flo1245

    Re : COP d'une pompe à chaleur

    Citation Envoyé par petitmousse49 Voir le message
    Bonsoir
    Les deux paramètres les plus importants à connaître sont les deux températures de changement d'état correspondant aux deux paliers dans le diagramme de Mollier des frigoristes. Tout dépend du type de pompe à chaleur que tu utilises. Si le chauffage de la maison se fait par circulation d'eau chaude dans le sol, la température haute (Tc) peut être voisine de 40°C. La température inférieure (Tf) dépend aussi du type de pompe à chaleur. Si la chaleur est prélevée à l'air extérieur, Tf dépend beaucoup des conditions climatiques extérieures. Si la chaleur est prélevée dans le sol dont la température reste voisine de 10-12°C selon la région , Tf peut être voisin de 0°C, voire un peu plus.
    Sinon, le théorème de Carnot te fournit une estimation majorée du COP :
    les températures étant exprimées en kelvins.
    Et si il fait -15 degrés dehors, Tf doit être de combien ?
    Si tu veux un Tf de - 20 degrés, tu fais comment ?
    C'est la vanne de détente qui permet un refroidissement, mais est-ce qu'on peut avoir
    le Tf que l'on veut grâce à cela ?

    Je ne comprends pas non plus la différence entre le Cop Chaud (calculé avec les enthalpies) et le Cop chaud Carnot (calculé avec les températures).

    Merci.

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  10. #7
    petitmousse49

    Re : COP d'une pompe à chaleur

    D'où l'intérêt d'une pompe à chaleur où l'échangeur basse température est enfoui dans le sol. A quelques mètres de profondeur, la température du sol varie très peu autour de 12°C environ (tout dépend de la région...). Pour un échangeur extérieur dans l'air, le problème est plus complexe car la température extérieure fluctue beaucoup et l'échangeur est moins efficace.
    La valeur de Tf se règle effectivement au niveau du détendeur.
    Calculair a tout à fait raison : dans l'expression de la "quantité coûteuse" qui intervient au dénominateur de l'expression du COP, il faut, à partir des enthalpies massiques, déterminer l'énergie massique fournie par le compresseur au fluide puis tenir compte du rendement du compresseur.
    Le théorème de Carnot ne fournit qu'une estimation majorée du COP. Si tu disposes d'un diagramme de Mollier des frigoristes, tu peux obtenir beaucoup plus précis.

  11. #8
    flo1245

    Re : COP d'une pompe à chaleur

    Pour minimiser le travail du compresseur et avoir une température correcte à l'entrée de l'échangeur de chaleur qui donne vers l'intérieur de la maison, il faut donc avoir un bon évaporateur, un bon détendeur (énergie gratuite) et un bon condenseur si je comprends bien ?cRegardez le diagramme de Mollier ici :
    Capture d’écran 2018-02-05 à 19.38.38.png

    Est-ce que la surchauffe ou le sous refroidissement se produisent toujours ou sont nécessaires ?
    J'imagine que quand on a des températures pas trop froide, la réponse est non ?
    Dernière modification par flo1245 ; 05/02/2018 à 19h48.

  12. #9
    petitmousse49

    Re : COP d'une pompe à chaleur

    La condensation et l’évaporation se produisent dans des échangeurs thermiques. Il est très difficiles pratiquement de faire en sorte que les sorties des deux échangeurs correspondent exactement à deux points sur la courbe de saturation. En pratique, on prévoit une légère surchauffe pour être bien sûr que l'entrée du compresseur corresponde à de la vapeur seule. La présence de liquide pourrait endommager celui-ci. L'existence d'un léger sous-refroidissement augmente légèrement le COP. Si tu connais Tc et Tf, je pense que tu peux obtenir un bon ordre de grandeur du COP en considérant les points 4 et 7 sur la courbe de saturation tout en tenant compte du rendement du compresseur.

  13. #10
    chatelot16

    Re : COP d'une pompe à chaleur

    l'histoire de surchauffe n'est pas simple

    pour obtenir le cop maximum calculé par carnot il faut comprimer pour obtenir juste la temperature chaude desiré et pas plus ... mais helas la compression produit un gaz plus chaud que la temperature de condensation a la pression produite

    donc pour le cop maximum il faudrait utiliser la chaleur du gaz comprimé , puis le comprimer un peu plus , et ainsi de suite , jusqu'a ce que la condensation commence ... en gros finir la compression adiabatique par une compression isotherme

    c'est l'inverse de la machine a vapeur : si on detend la vapeur de façon adiabatique ça condense pendant la detente et degrade le rendement ... il faut surchauffer suffisament avant detente pour que la detente adiabatique soit seche ... ou si on ne veut pas faire monter trop haut la temperature surchauffer et resurchauffer après detente partielle dans different etage de la turbine : ce qui se fait dans les centrale nucleaire

    dans les pompe a chaleur ordinaire on ignore cette surchauffe : c'est une irréversibilité qui diminue un peu le cop

    il y a une autre irreversibilité qui diminue le cop : la detente après condensation a haute pression , qui pourait produire une certaine énergie , mais que l'on néglige toujours

    il serait interressant de chiffrer tout ça en detail pour voir ce qu'on pourrait gagner en essayant de faire mieux
    Les arbres sont mes capteurs solaires préférés

  14. #11
    calculair

    Re : COP d'une pompe à chaleur

    bonjour

    Une vision simplifiée

    COP.jpegCOP.jpeg
    En science " Toute proposition est approximativement vraie " ( Pascal Engel)

  15. #12
    petitmousse49

    Re : COP d'une pompe à chaleur

    Je veux bien te faire un calcul pour les valeurs de Tc et Tf de ton choix à partir d'un diagramme des frigoristes mais choisir le forane 22 ?? Il me semble bien que ce CFC est interdit depuis 2015...

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