Pompe à chaleur biétagée air-eau à haute température, phase 1

• Forschungsstelle: BFE
• Projektnummer: 34445

Schlüsselwörter (Deutsch)

TP0074;F-Wärmepumpen und Kälte

Kurzbeschreibung (Deutsch)

Pompe à chaleur biétagée air-eau à haute température, phase 1

Schlussbericht (Französisch)

Le projet Pompe à Chaleur Haute Température a pour but de développer une pompe à chaleur (PAC) air-eau capable de se substituer à une chaudière gaz ou fioul dans les maisons individuelles. Pour cela, elle doit être capable de produire de l'eau chaude à une température suffisamment élevée pour permettre un fonctionnement correct des radiateurs du réseau de la maison. Un premier objectif est de produire de l'eau chaude à 65_C avec une augmentation de température d'au moins 10_C. Un premier prototype est développé à partir d'une des pompes à chaleur monoétagées les plus performantes du marché actuel. Elle est modifiée de manière à fonctionner avec un compresseur prototype équipé d'un port d'injection vapeur.Une première série d'essais a mis en évidence non seulement les améliorations des performances apportées par ce type de concept mais aussi l'augmentation du domaine de fonctionnement de la PAC ainsi que les plages de fonctionnement optimales de l'injection.En terme de Coefficient de Performance (COP), le gain augmente avec la diminution de la température de l'air en entrée d'installation (figure 15) et est en moyenne de 13% pour le domaine étudié. Un fonctionnement à une température d'air ambiant de -12_C est réalisable pour obtenir une eau chaude à 65_C alors que pour de telles températures d'eau, sans injection, un minimum de 2_C est nécessaire sur l'air en entrée de PAC. La puissance chaude est également augmentée par l'injection. Un gain moyen de 25% entre un fonctionnement sans injection et avec injection est obtenu sur le domaine étudié (figure 23). Pour la mesure avec dégivrage, le point A2/W50avec une injection optimale permet d'obtenir un COP de 2.7 avec une puissance chaude de 9.4 kW. L'analyse des cycles de dégivrage permet d?espérer une amélioration de ces performances par optimisation des réglages de la PAC.L'injection est réglée par une vanne de détente thermostatique dont la sonde est placée en sortie de compresseur. Elle permet d?obtenir un fonctionnement optimal pour des débits injectés proche de 15g/s ce qui représente en moyenne 40% du débit aspiré à l'orifice d'admission du compresseur (figure 24). Une analyse théorique complémentaire permettra d'étudier le remplacement de la vanne de détente intermédiaire par des capillaires pour maintenir un fonctionnement proche de l'optimum sur une grande plage de température d'air tout en diminuant le coût de l'installation.De l'ensemble des points de mesures réalisés, nous pouvons tirer des connaissances pour appuyer une analyse théorique de l'installation complète et notamment du compresseur avec injection vapeur. Cette analyse sera également utilisée dans le cadre d'une étude thermoéconomique plus poussée des pompes à chaleur.

Auftragnehmer/Contractant/Contraente/Contractor:


Autorschaft/Auteurs/Autori/Authors:
Favrat,Daniel
Zehnder,Michele
Brand,Frédéric

Zugehörige Dokumente

• Pompe à Chaleur Haute Température, Phase 1: Solution avec compresseur à injection vapeur - Rapport Final [PDF] 382 kB