3. Réfrigérateur, climatiseur et pompe à chaleur.

3. Réfrigérateur, climatiseur et pompe à chaleur.
Notions et contenus
Transfert d'énergie
d'une source froide à
une source chaude.
Transfert d'énergie sous
forme de travail et de
chaleur.
Modèle du gaz parfait.
Premier principe et
second principe de la
thermodynamique.
Irréversibilité.
Flux thermique en
régime permanent.
Échangeur thermique.
Capacités exigibles
Commentaires
- Pour une pompe à chaleur, un
- Les capacités du programme ne sont pas
climatiseur ou un réfrigérateur :
nécessairement abordées dans leur ordre de
décrire le principe de
présentation.
fonctionnement ; identifier les
- Le modèle du "gaz parfait" n'est pas traité en tant
transferts d'énergie mis en jeu et
que tel mais constitue un modèle mis en œuvre
réaliser le bilan énergétique.
pour expliquer le lien entre une variation de
- Citer l'influence de la différence
pression et une variation de température lors des
de température des deux sources sur phases de compression ou détente d'un cycle
le coefficient de performance d'une d'une machine thermique.
pompe à chaleur ou d'un
- On limite l'utilisation du second principe à la
climatiseur.
définition qui en est donné dans la capacité
- Distinguer un échange d'énergie exigible correspondante. Ainsi, on s'abstient de
par travail et par transfert
tout développement mathématique, à partir du
thermique.
second principe, pour, par exemple, démontrer
- Expliquer comment une
l'expression du rendement de Carnot.
compression ou une détente
Le concept d'entropie n'est pas évoqué.
augmente ou abaisse la température - Dans le cas d’une machine thermique, le système
d'un gaz.
reçoit ou fournit du travail.
- Appliquer le principe de
- Le rendement ou l'efficacité d'une machine
conservation de l'énergie à une
thermique sont définis par le rapport entre
machine ditherme.
l'énergie constituant un "gain" pour l'utilisateur et
- Énoncer le second principe de la celle constituant un "coût".
thermodynamique comme
L’efficacité thermique est abordée qualitativement.
l'impossibilité d'un transfert
Le coefficient de performance prend en compte
thermique spontané d'une source
les pertes au niveau du compresseur (et il prend
froide vers une source chaude.
donc en compte les organes internes même si cela
- Énoncer et exploiter, dans le cadre n’apparait pas dans les calculs).C’est cette donnée
du second principe, la relation entre que l’on trouve dans les documentations
les énergies échangées par
"constructeurs" des pompes à chaleur. On l’aborde
transferts thermiques et les
de façon globale en faisant le rapport de l’énergie
températures des sources pour une échangée avec la source chaude (ou froide selon la
machine ditherme.
machine étudiée) par l’énergie consommée par la
- Définir, exprimer et calculer le
machine thermique.
rendement ou l'efficacité d'une
On peut utiliser un schéma de chaîne énergétique
machine thermique.
pour illustrer les notions d’efficacité ou de
- Distinguer le coefficient de
coefficient de performance.
performance d'une machine
thermique de son efficacité
thermodynamique.
- Identifier des causes
Cette partie sera traitée si le niveau de la classe le
d'irréversibilité.
permet.
- Déterminer expérimentalement le - La notion de flux thermique abordée en tronc
flux thermique échangé par les
commun pour une paroi.
fluides dans un échangeur liquide- - On peut montrer le profil des températures des
liquide.
deux liquides en fonctions des sens de circulations
- Évaluer à partir de données
dans un échangeur tubulaire à l’aide d’une
expérimentales le coefficient global simulation numérique.
d'échange.
- Aucune relation n'est exigible pour l’évaluation
du coefficient global d’échange.
- On évitera les calculs de flux thermique à partir
du débit massique.