Table des Matières
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p / mbar
10
3
1
4
0.1
200
300
Fig. 5
Représentation du cycle idéal de la pompe
à chaleur dans le diagramme de Mollier (cf.
paragraphe 8.2)
Le cycle de la pompe à chaleur est divisé en
quatre phases : compression (1→2), condensa-
tion (2→3), expansion adiabatique (3→4) et
évaporation (4→1) :
Compression :
Le fluide de travail gazeux est aspiré par le
compresseur, est comprimé de p
modifier l'entropie (s
1
température passe de T
mécanique par unité de masse correspond à Δw
– h
= h
.
2
1
Condensation :
Dans le condenseur, le fluide refroidit considéra-
blement et condense. La chaleur libérée (chaleur
de surchauffe et chaleur de condensation) aug-
mente la température du réservoir jusqu'à T
s'élève par unité de masse à Δq
Expansion adiabatique :
Le fluide condensé atteint la soupape d'expan-
sion, où sa pression est réduite par expansion
adiabatique (c'est à dire sans intervention méca-
nique). La température diminue également, car
un travail doit être effectué contre les forces d'at-
traction intermoléculaires du fluide (Effet Joule--
Thompson). L'enthalpie reste constante (h
Évaporation :
Dans l'évaporateur, le fluide de travail s'évapore
totalement par absorption de chaleur. Ceci en-
traîne le refroidissement du réservoir à la tem-
pérature T
. La chaleur absorbée par unité de
1
masse est égale à Δq
1
Le fluide évaporé est aspiré par le compresseur
pour subir une nouvelle compression.
S / kJ /kg K
T
2
1
400
500
H / kJ /kg
à p
sans
1
2
= s
) et surchauffé. La
2
à T
. La condensation
1
2
. Elle
2
– h
= h
.
2
2
3
= h
4
– h
= h
.
1
4
8. Exemples d'expériences
8.1 Rendement du compresseur
Le rendement η
du rapport entre la quantité de chaleur ΔQ
amenée au réservoir d'eau chaude par unité de
temps Δt et la puissance d'entraînement P du
compresseur. Plus l'écart de température entre
le condenseur et l'évaporateur est grand et plus
elle diminue.
Q
η
2
co
P
t
c = Capacité thermique de l'eau et
m = masse de l'eau.
600
Pour déterminer le rendement :
Brancher la pompe à chaleur.
Remplir chaque réservoir d'eau avec 2000
ml d'eau et les emboîter dans la tôle de fixa-
tion.
Mettre le compresseur en marche et le lais-
ser tourner env. 10 minutes pour qu'il at-
teigne sa température de service.
Remplacer l'eau et placer les deux capteurs
de température dans les réservoirs d'eau.
Bien remuer l'eau des réservoirs tout au
long de l'expérience.
Mesurer et noter la température de départ
des deux réservoirs d'eau.
Pour le mesurage du temps, appuyez sur la
touche RESET du mesureur d'énergie et
allumez le compresseur au moment de la
relâcher.
A intervalles réguliers, relever et noter la
durée de service, la puissance absorbée et
les températures des deux réservoirs d'eau.
Remarque : Une fois que le compresseur a été
automatiquement éteint par le disjoncteur de
surpression, relevez le temps mesuré et continuez
la mesure à la prochaine mise en marche.
8.2 Représentation dans le diagramme de
Mollier
Le cycle idéal peut être déterminé dans le dia-
gramme de Mollier par une mesure des pres-
).
3
sions p(3) et p(4) avant et après la soupape
d'expansion et par une mesure de la tempéra-
ture T(1) avant le compresseur:
T(1) et p(4) définissent le point 1 dans le dia-
gramme de Mollier (cf. Fig. 5). L'intersection des
isentropes avec les droites horizontales p(3) =
constante donne le point 2. L'intersection des
droites horizontales avec la ligne d'ébullition
donne le point 3 et la perpendiculaire à la droite
horizontale p(4) = constante donne le point 4.
5
du compresseur est le résultat
co
c
m
T
2
P
t
2
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