Les différentes technologies de pompes à chaleur adaptées au

Vincent Lemort
Laboratoire de
Thermodynamique
Pompes à chaleur et Géothermie 2013
Les différentes technologies de pompes à chaleur
adaptées au secteur tertiaire et à l’industrie
Vincent Lemort
Laboratoire de Thermodynamique, Université de Liège
Namur, le 23 mai 2013

Vincent Lemort
Laboratoire de
Thermodynamique
Introduction
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Remplacer une chaudière par une PAC permet de réduire rapidement et facilement
les émissions de CO2 (! Rendement du parc électrique).
Les PAC sont reconnues comme une technologie de valorisation
des ER: air ambiant, eau, sol peu profond (efficacité sur énergie primaire doit
être >115% (par ex: SPF de 2.875 pour un rendement de parc de 40%))
des rejets de chaleur industriels.
Les PAC constituent une technologie éprouvée depuis des dizaines d’années (de
nombreux développements en cours pour les rendre compatible avec l’évolution de
l’habitat).
Le marché est principalement concentré (en Europe) sur l’habitat résidentiel.
Les bâtiments tertiaires présentent généralement à la fois des besoins en chaud et
en froid (parfois simultanément): possibilité d’utiliser des machines réversibles et
permettant la récupération de chaleur.

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Laboratoire de
Thermodynamique
Contenu
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1. Introduction
2. Classification des PAC
3. Performances des PAC
4. Conception d’un système de PAC
5. Exemples de réalisations
6. Pistes de R&D
7. Conclusions
Objectifs de la formation: identifier, comprendre, comparer différentes technologies
de PAC et être capable de faire un choix parmi ces techniques

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Thermodynamique
Classification des PAC
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Les PACs se différencient par:
Leur utilisation: refroidissement, chauffage d’ambiance, ECS (une seule machine peut
réaliser ces trois fonctions)
La nature des source froide et puits chaud: air/eau/géothermie et air/eau
Air extérieur:
- Pros: Universellement disponible
- Cons: Température (et donc COP et capacité) variable, givre
Air ventilation:
- Pros: température constante, bonne coïncidence avec les besoins
- Cons: capacité est limitée
Aquifères:
- Pros: Très bons puits/source de chaleur, température stable
- Cons: accessibilité (+ permis)
Sol:
- Pros: Généralement bons puits/source de chaleur (attention aux propriétés)
- Cons: coûts investissement

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Classification des PAC
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La nature de leurs composants: échangeurs, compresseurs, détendeur, réfrigérant
Approximate range of chiller cooling
capacity range by compressor type
(ASHRAE, 2008)
oUne catégorie de machine est caractérisée par une
vitesse périphérique (m/s) optimale indépendante de sa
taille (Persson, 1990).
oLes turbomachines opèrent à des vitesses plus
importantes que les machines volumétriques
Source: Grip, 2009
Source: Emerson, 2012
60 HP 7.5 HP