TP N°15

Étude d’une pompe à chaleur

P.Kohl – ENCPB – juin 2006

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ÉTUDE D'UNE POMPE A CHALEUR
1. FONCTIONNEMENT THÉORIQUE
Une pompe à chaleur est une machine thermique dans laquelle le fluide qui subit une transformation cyclique est du fréon R12 (CF2Cl2).
1.1. Schéma de principe

1.2. Description du cycle
•

Le fluide caloporteur sort à l'état gazeux du serpentin de l'évaporateur E (pression pD et température TF de la source froide) h.

•

Il passe alors dans le compresseur c qui le comprime à la pression pc. Cette compression rapide est isentropique (adiabatique) : le fréon gazeux s’échauffed.

•

Quand le fréon gazeux arrive dans le serpentin du condenseur C, il se refroidit jusqu'à la température TC de la source chaude et se liquéfie sous la pression pC e.

•

Il passe alors dans une vanne de détente (capillaire) f qui le ramène à la pression pD g. La détente est isenthalpique.

•

A l'arrivée dans le serpentin de l'évaporateur E, le fluide se vaporise sous la pression pD et à la température TF de la source froide h.

1.3. Bilan énergétique
Le fluide :
•

reçoit le travail W du compresseur ;

•

cède à la source chaude la chaleur QC dans le condenseur où il se liquéfie ;

•

reçoit de la source froide la chaleur QF dans l'évaporateur pour se vaporiser.

P.Kohl – ENCPB – juin 2006

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Édition 2006

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2. DESCRIPTION DU DISPOSITIF EXPÉRIMENTAL
2.1. La pompe à chaleur

Légende :
1. Compresseur.
2. Support pivotant du réservoir rouge d'eau de la source chaude.
3. Condenseur.
4. Épurateur : Filtre le fréon liquide des bulles de gaz qu'il contient.
5. Détendeur.
6. Capteur de température du détendeur avec isolation thermique.
7. Évaporateur.
8. Support pivotant du réservoir bleu d'eau de la source froide.
9. Serpentin qui empêche la transmission des vibrations du compresseur à l'ensemble du montage.
10. Pressostat : Arrête le compresseur