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RÉSUMÉ
Même si les pompes à chaleur n’ont pas à ce jour terminé leur évolution, elles ont d’ores et déjà rejoint les solutions techniques misant sur la promotion d’une utilisation rationnelle de l’énergie. Les systèmes comportant des PAC sont nombreux et font preuve à ce jour d’une grande diversité. Cet article illustre la gamme très large des possibilités, qu’elles viennent s’ajouter à une installation existante ou qu’elles la remplacent en totalité. Les atouts de ces systèmes à production d’énergies renouvelables sont nombreux : performances élevées, baisse des émissions de CO2, bas coût de consommation…
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Éric AUZENET : Diplômé de l’Institut Français du Froid Industriel et du Génie Climatique - Ingénieur au Centre de recherche et développement de la Compagnie Industrielle d’Applications Thermiques (CIAT)
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Michel CLERC-RENAUD : Ingénieur de l’Institut National des Sciences Appliquées à Lyon - Conseiller technique à la Compagnie Industrielle d’Applications Thermiques (CIAT)
INTRODUCTION
Les solutions techniques comportant des PAC ou des systèmes apparentés sont d’une extrême diversité et se trouvent encore en pleine évolution. Cependant, ces techniques ont d’ores et déjà fait leur preuve et l’expansion des ventes de PAC ces dernières années le prouve.
Elles ouvrent de nombreuses possibilités dont nous avons voulu illustrer l’intérêt. Elles peuvent être ajoutées à des installations existantes afin d’améliorer leurs performances. Elles peuvent également remplacer le moyen de chauffage existant. Mais c’est dans les installations neuves qu’elles peuvent être le mieux intégrées et fournir les meilleures économies d’énergie et de coût de consommation.
Avec la promotion de l’utilisation rationnelle de l’énergie, le développement de l’utilisation des énergies renouvelables, la baisse des émissions de CO 2 , la PAC a un réel avenir.
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3. PAC à absorption
Le lecteur pourra se reporter à l’article [6] des Techniques de l’Ingénieur.
Le but est de réduire la consommation d’énergie mécanique (c’est-à-dire électrique) en la substituant par une consommation de chaleur à température plus ou moins élevée.
Pour que le passage de la basse à la haute pression demande moins de travail, à la place de la compression en phase gazeuse, on utilise une mise en pression en phase liquide.
Comme pour le cycle à compression, le cycle à absorption comporte les quatre phases de compression, condensation, détente et évaporation (figure 16). La compression au lieu d’être mécanique est de type thermochimique. Pour ce faire, les machines à absorption utilisent l’affinité de deux fluides, un fluide réfrigérant qui parcourt le cycle complet et un fluide absorbant. Celui-ci a la particularité d’absorber les vapeurs de frigorigène à basse pression et de se séparer de ce fluide par chauffage à haute pression.
C’est un système tritherme. Il fonctionne avec trois sources de chaleur :
-
il absorbe la chaleur gratuite à l’évaporateur ;
-
il prend de la chaleur noble à la source chaude, le bouilleur ou générateur à gaz, ou capteurs solaires ;
-
il restitue toute cette chaleur à la source intermédiaire par le condenseur et, selon le type de cycle, l’absorbeur (figure 16).
Deux types de cycle sont utilisés, le simple et le double effet.
3.1 Cycle à simple effet
Ce cycle à simple effet est utilisé sur les machines de petite puissance (15 à 100 kW). Il utilise généralement :
-
l’ammoniac comme fluide frigorigène ;
-
l’eau comme fluide absorbant pour sa grande affinité avec l’ammoniac.
Nous pouvons facilement mémoriser le cycle par l’astuce mnémotechnique suivante. Le fluide frigorigène traverse successivement (figure 17) :
-
A : absorbeur ;
-
B : bouilleur ;
-
C : condenseur ;
-
D : détendeur ;
-
E : évaporateur.
Le cycle simple effet fonctionne de la façon suivante :
-
la...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - BERNIER (J.) - La pompe à chaleur – Déterminer – Installer – Entretenir. - PYC Éditions (2004).
-
(2) - Systèmes thermodynamiques air/eau – Plancher chauffant ou chauffant rafraîchissant. - Guide MI 1 COSTIC – AFF – EDF.
-
(3) - Systèmes thermodynamiques eau glycolée/eau – Plancher chauffant ou chauffant rafraîchissant. - Guide MI 2 COSTIC – AFF – EDF.
-
(4) - Systèmes thermodynamiques sol/eau – Plancher chauffant. - Guide MI 3 COSTIC – AFF – EDF.
-
(5) - Systèmes thermodynamiques sol/sol – Plancher chauffant. - Guide MI 4 COSTIC – AFF – EDF.
-
(6) - Générateurs réversibles air/eau et unités terminales à eau – 2 tubes. - Guide MI 5 COSTIC – AFF –...
NORMES
-
Climatiseurs et pompes à chaleur non raccordés – Essais et détermination des caractéristiques de performance. - ISO 5151 - 12-94
-
Climatiseurs et pompes à chaleur air/air raccordés – Essais et détermination des caractéristiques de performance. - ISO 13253 - 11-95
-
Pompes à chaleur à eau – Essais et détermination des caractéristiques de performance – Partie 1 : pompes à chaleur eau-air et eau glycolée-air. - ISO 13256-1 - 8-98
-
Pompes à chaleur à eau – Essais et détermination des caractéristiques de performance – Partie 2 : pompes à chaleur eau-eau et eau glycolée-eau. - ISO 13256-2 - 8-98
-
Détermination du niveau de puissance acoustique émis par les climatiseurs et les pompes à chaleur sur l’air – Partie 1 : appareils extérieurs non raccordés. - ISO 13261-1 - 4-98
-
Détermination du niveau de puissance acoustique émis par les climatiseurs et les pompes à chaleur sur l’air – Partie 2 : appareils intérieurs non raccordés. - ISO 13261-2 - 4-98
-
...
ANNEXES
Association Française pour les Pompes À Chaleur – AFPAC – http://www.afpac.org
Agence de l’Environnement et de la Maîtrise de l’Énergie – ADEME – http://www.ademe.fr
European Heat Pump Association – EHPA – http://www.ehpa.org
International Energy Agency Heat Pump Centre – IEA Heat Pump Centre – http://www.heatpumpcentre.org
Eurovent Certification http://www.eurovent-certification.com
COSTIC – Comité scientifique et technique des industries climatiques – http://www.costic.asso.fr
Décret no 2000-1153 du 29/11/2000 EQUU00008040
La nouvelle réglementation thermique pour les bâtiments neufs.
Arrêté NOR : EQUU0000805A du 29/11/2000
Caractéristiques thermiques de bâtiments nouveaux et des parties nouvelles du bâtiment modifié le 22/12/2003.
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