Pompe à chaleur sol-eau

par Ahmed Hamdad

Thèse de doctorat en Mécanique

Sous la direction de André Lallemand.

Soutenue en 1988

à Lyon, INSA , en partenariat avec LEA - Laboratoire d'Energétique et d'Automatique (Lyon, INSA1978-1989) (laboratoire) .

Le président du jury était Gabriel Hostache.

Le jury était composé de André Lallemand, Gabriel Hostache, Monique Lallemand, G. Uguen, @Laurent, P..

mots clés

• Pompes à chaleur
• Échangeurs de chaleur
• Modélisation des données (informatique)

Résumé

Les pompes a chaleur. En permettant la récupération de chaleur à bas niveau de température dans l'environnement, sont d'une utilisation intéressante avec une source froide abondante et gratuite tel que le sol. L’étude expérimentale le a porté sur une installation de 8 kW de puissance thermique au conteneur pour 3. 5 kW de puissance électrique au compresseur. La source froide, constituée par 4 échangeurs distincts, était composée de tubes implantés suivant différentes configurations Une instrumentation complète et informatisée a permis de suivre l’évolution des températures des fluides et du sol au cours de 3 hivers de fonctionnement. Les puissances soutirées ont été comprises entre 15 et 25 W lm de tube ; l'influence :e l'écartement entre les tubes, de leur profondeur d'implantation, de leur longueur e: de la nature du sol les entourant a été mise en évidence. Le coefficient de performance est toujours resté supérieur à 2 pour ces périodes de fonctionnement. Chacun des éléments constitutifs de la pompe à chaleur a été modélisé à partir des équations d état du fluide frigorigène. Pour le condenseur et l'évaporateur, la connais Z. D ce de l'état des fluides à l'entrée permet d'en déduire l'état en sortie, à partir de l'évaluation des coefficients de transferts de chaleur locaux. Le modèle du compresseur, de type hermétique tient compte d'une compression polytropique, des perles de charge aux clapets et les différents transferts thermiques entre le fluide et les éléments du groupe (carcasse moteur électrique, compresseur et huile) ou l'extérieur Chacun de ces modèles a été validé sur les résultats expérimentaux. Le modèle global de la pompe à chaleur permet, à partir des températures des sources et des débits des fluides, de connaître les performances à long terme du Système.

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