Fonctionnement dynamique des thermopompes : étude expérimentale et analytique

Abstract

Le fonctionnement dynamique des thermopompes est étudié sous différents aspects. Le comportement, lors de la mise en régime, est principalement examiné. On considère des applications où les thermopompes sont utilisées pour des habitations chauffer. Un montage expérimental a été conçu et monté. Il a permis d'obtenir des mesures durant le fonctionnement d'une thermopompe de type eau-air de 10 KW. Les mesures ont permis d'observer le comportement des pressions, températures et débits du réfrigérant. Les mesures ont aussi permis de calculer les puissances calorifiques et d'effectuer des bilan d'énergie sur les composants et sur l'ensemble de la thermopompe. Par l'analyse détaillée d'un essai on observe et comprend comment évoluent les pressions et les températures à l'intérieur des composants. Les calculs des rendements et des bilans d'énergie permettent de comprendre que la durée de la mise en régime dépend de l'accumulation de chaleur (au niveau du compresseur et du réfrigérant contenu dans le condenseur). Ces résultats montrent que le rendement maximum de la thermopompe n'est pas atteint de façon instantannée. Une corrélation sur le rendement (COP) qui décrit la mise en régime a été développée et mise en application dans un programme de simulation thermique de bâtiments (TRNSYS). Les résultats des simulations mettent en évidence que dans l’évaluation des thermopompes il faut tenir compte du fonctionnement dynamique: il diminue leurs rendements et permet, pour une application donnée, de déterminer une thermopompe optimale. Finalement des suggestions sont données pour augmenter le rendement des thermopompes en diminuant les pertes dûes à une utilisation cyclique .