La pompe à chaleur

Résumé du document

Le but d'essais d'une pompe à chaleur à compresser est d'effectuer un bilan énergétique pour évaluer l'efficacité d'un tel banc en tant que pompe à chaleur et en tant que machine frigorifique. Le banc d'essais de la pompe à chaleur à compresseur est composé de deux circuits :
Le circuit ouvert raccordé au réseau d'eau de ville et le circuit fermé du fluide frigorigène.

Le circuit du fluide frigorigène est composé d'un compresseur hermétique de puissance égale a 0,37 kW qui agit comme une source d'énergie externe.

Le réfrigérant à l'état gazeux est comprimé dans le compresseur, il est ensuite refoulé dans les conduites en cuivre calorifugées jusqu'au serpentin du condenseur qui est en cuivre nickelé. Un thermomètre et un manomètre mesurent la température et la pression du fluide frigorigène à l'entrée du condenseur. Un thermomètre mesure la température du fluide frigorigène la sortie du condenseur. Un dissipateur élimine l'eau contenue éventuellement dans le circuit. Le fluide frigorigène passe en suite dans un débitmètre et une vanne de détente réglable.

Extraits

[...] Le fluide frigorigène (Fréon en phase vapeur surchauffée, sort de l'évaporateur. Un thermomètre et un manomètre mesurent sa température (T13) et sa pression (P12) à la sortie de l'évaporateur. Il retourne au compresseur à travers des conduits calorifugés et le cycle recommence. Le circuit ouvert du réseau d'eau de ville Il est composé d'un évaporateur qui constitue la source chaude et d'un condenseur qui constitue la source froide. L'eau fournie par le réseau d'eau de ville passe par la vanne de détente qui assure un débit constant. [...]

[...] Le réfrigérant a l'état gazeux est comprimé dans le compresseur il est ensuite refoulé dans les conduites en cuivre calorifugé jusqu'au serpentin du condenseur qui est en cuivre nickelé. Un thermomètre et un manomètre mesurent la température et la pression du fluide frigorigène à l'entrée du condenseur Un thermomètre mesure la température du fluide frigorigène la sortie du condenseur Un dissipateur élimine l'eau contenue éventuellement dans le circuit. Le fluide frigorigène passe en suite dans un débitmètre et une vanne de détente réglable. Après la détente en il commence à bouillir. [...]

[...] Ainsi, le terme indice de performance ε est utilisé pour le rapport entre l'énergie utile libérée et l'énergie motrice de départ Les indices de performance du cycle idéal Carnot ne peuvent pas être atteints dans la pratique. La relation entre l'indice de performance effectif et idéal (appelée degré de qualité) sert à évaluer des processus réels. Le degré de qualité pour de grandes installations de réfrigération à compression se situe entre 0.5 et 0.6 et pour de plus petites à 0.5 Le régime de fonctionnement de cette machine est le Régime sec, utilisé pour éviter ces risques de coups de bélier en fin de compression (dommageable au compresseur), et obtenu grâce à une surchauffe dans l'évaporateur. [...]

[...] Une partie de ce débit passe à travers un débitmètre muni d'une vanne de régalage et entre dans l'évaporateur pour céder une partie de sa chaleur au fluide frigorigène ; cette eau refroidie est ensuite évacuée à l'extérieur de l'évaporateur. Un thermomètre indique sa température (T14). L'autre partie du débit qui passe par la vanne est dirigée vers le débitmètre muni d'une vanne de réglage. Cette eau entre dans le condenseur où elle prend la chaleur du fluide frigorigène pour être ensuite évacuée à l'extérieur du condenseur. Un thermomètre mesure sa température (T15). La puissance électrique du compresseur est mesurée d'un compteur horaire - Manipulation 1. [...]

[...] Pour que cela soit vérifié, il faut que les hypothèses suivantes soient vérifiées : 1. la compression du fluide 1-2 est isentropique (pas de perte de chaleur) 2. il n'y a pas de perte de charge dans la tuyauterie et les échangeurs (les paliers de condensation et d'évaporation sont à p = cte, c'est-à- dire des isobares) 3. la détente 4-5 est isenthalpe = cte). On utilise comme fluide de travail des fréons 12. Ce fluide frigorigène change d'état au cours du cycle 122'341. [...]