La climatisation sans compresseur frigorifique

Les pompes à chaleur, techniques, à eau, à air...

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Messagepar Malognes » Dim Aoû 15, 2010 19:15 pm

Bonjour,

Voici un essai de climatisation un jour de canicule du mois de juillet 2010.

La climatisation sans compresseur frigorifique :

D’un côté, une source de froid est nécessaire pour produire du froid sans compresseur frigorifique.
Exemple : l’eau d’une nappe phréatique à 12°C.
Elle peut être captée via :
• 2 puits ou forages distant de 15 mètres minimum afin de ne pas gaspiller l’eau : un pour le pompage, l’autre pour le rejet. Mais nécessite une pompe de relevage.
• Une autre alternative est de placer dans un puits un échangeur de grande surface. Dans ce cas, un circulateur est suffisant.

De l’autre côté, l’émetteur de froid :
Comme émetteur de froid, on peut employer :
• Un plancher ou murs chauffants : une attention particulière est attendue pour éviter le point de rosée : le sol ou le mur ne pourra avoir une température inférieur à ..C° pour une humidité de ..% => la condensation.
• Une batterie eau chaude d’un aérotherme, un radiateur de camion… Pour mobiliser l’air, un ventilateur ou une turbine va pousser l’air à refroidir au travers de l’émetteur de froid. Il faut prévoir un bac pour récupérer les condensats.

Position de la batterie aérotherme :
• Verticale avec un grand débit d’air pour chasser le dépôt des condensats hors de l’ailette.
• Horizontale avec un flux d’air de haut en bas pour éliminer les condensats de l’ailette.


Calcul du COP :
Puissance échangée : débit (m³/h) X delta T° eau X 1.16 = kwh
Energie électrique consommée : pompe + ventilateur = kwh
COP = puissance échangée / énergie électrique consommée

Résultats :
Débits d'eau : 1.271 m³/h
Delta T° : 1.9 °C entrée = 11.9 °C sortie = 13.8 °C
Puissance échangée : 2.8 kwh
Consommation pompe : 500 wh
Consommation ventilateur 60 wh
Consommation électrique totale : 0.56 kwh
COP = 5

Autre configuration dans ma PAC avec la même batterie et pompe :
Débits d'eau : 2.8 m³/h
Delta T° : 1.8 °C entrée = 11.9 °C sortie = 13.7 °C
Puissance échangée : 5.85 kwh
Consommation pompe : 500 wh
Consommation ventilateur 600 wh
Consommation électrique totale : 1.1 kwh
COP = 5.32


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Messagepar r45v » Dim Aoû 15, 2010 20:16 pm

Bonjour,

J'utilise au travail depuis 4 ans en plus de la pac sur nappe pour le chauffage, le natural cooling c.a.d l'eau de forage à 12°C après un échangeur intermédiare avec des ventilloconvecteurs.

Gros avantages la conso électrique bien sur mais pas seulement a la place d'avoir 7°C qui tombent sur la nuque des salariés pour les clim classique (qui tombent en panne tout le temps) la sortie des ventiloconvecteurs est beaucoup plus douce environ 17°C.

Dernier avantage je n'ai pas de condensation car la différence de température est faible entre l'intérieur des bureaux et l'eau des ventilloconvecteurs.
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Messagepar thermitch » Dim Aoû 15, 2010 20:23 pm

[quote="r45v"]... la sortie des ventiloconvecteurs est beaucoup plus douche ...[/quote]
Fait exprès Hervé ? ... en tout cas j'aime bien, ça tombe à pic ;-) :lol:
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Messagepar Malognes » Dim Aoû 15, 2010 22:54 pm

Lors de mon premier essai avec la PAC transformée (le flux d'air traverse la batterie de haut en bas), vu les résultats, j'étais content. L'air avait une température supérieure au point de rosée.1 heure d'orage avant l'arrêt. Mais que fut ma surprise lors de l'arrêt de la turbine : une drache (forte pluie) nationale. La cata, il faut revoir la copie.

Deuxième essai, voir photos ci-dessus, j'ai protégé le sol avec une feuille de plastique : on ne sait jamais. Après 4 heures de fonctionnement, je suis heureux, je n'ai pas de condensation mais le rendement avait baissé. Puis phase de démontage pour rangement : je ne savais pas qu'il y avait tant d'eau dans la batterie vu son poids. Malheureusement, j'ai incliné la batterie lors du transport pour la vider sur la terrasse et là elle fut plus légère d'un coups de 5 kg. Vive le seau et le torchon (serpière).

Consatations : il faut travailler avec :
. un bac pour récolter les condensats.
. une eau qui rentre dans la batterie, à une température supérieure au point de rosée.

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Messagepar Malognes » Dim Aoû 15, 2010 23:06 pm

Un lien qui traite de l'humidité de l'air et du point de rosée avec les abaques : à lire.

http://www.pnr.fr/infohumi.htm

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Messagepar Malognes » Lun Aoû 16, 2010 8:35 am

Bonjour,

[quote="r45v"]J'utilise au travail depuis 4 ans en plus de la pac sur nappe pour le chauffage, le natural cooling c.a.d l'eau de forage à 12°C après un échangeur intermédiare avec des ventilloconvecteurs.
... la sortie des ventiloconvecteurs est beaucoup plus douce environ 17°C.
Dernier avantage je n'ai pas de condensation car la différence de température est faible entre l'intérieur des bureaux et l'eau des ventilloconvecteurs.[/quote]

Pour ne pas avoir de condensation, l'eau froide entrait à quel température dans le ventilo-convecteur?
Quel était la température du local?

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Messagepar r45v » Lun Aoû 16, 2010 10:35 am

Bonjour Malognes,

Nous avons trois appareils sur un plateau de 200m² pour les bureaux, et aussi 4 autres ventilloconvecteurs pour la partie technique et entrepôt.

Je ne connais pas exactement la température de l'eau qui rentre dans les ventilloconvecteurs la température de sortie de l'air est de 17°C environ et la température de l'eau de forage est à 12,5°C après l'echangeur je pense que cela doit être entre 15 et 16°C. la température des locaux ne dépasse pas 25°C quand le natural cooling se met en place.

Nous avons bien fait le nécessaire pour récupéré les condensas dans la partie bureau. Mais dans la partie entrepôt et locaux techniques nous avons rien mis et on a pas de condensation.

PS j'ai rajouté trois photos dans mon mail précédent sur le système en lui même.
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Messagepar m_you49 » Lun Aoû 16, 2010 10:58 am

Salut.
Je confirme l'utilisation indispensable d'un échangeur dans le cas d'un plancher.
J'ai essayé un été en faisant passer directement l'eau de mon forage (13-14°C) dans mes planchers. J'ai eu en effet un confort "intéressant" par abaissement de qq degrés de la temp ambiante :cool: .
Mauvais côté de la chose: eau du forage ferrugineuse et nettoyage total des circuits pour l'hiver avec de l'eau filtrée :oops: .
A part ce "désagrément", c'était pas mal comme résultat (abandonné depuis).
On gère par ombrage et courant d'air par ouverture des fenêtres côté ombre.
Ça marche aussi pas trop mal :cool:
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Messagepar r45v » Lun Aoû 16, 2010 11:18 am

Bonjour,

j'ai pour le plancher chauffant "rafraichissant" a la maison bien sur un échangeur mais c'est déjà pour protégé l'echangeur de la pac du fer et du manganèse.

De plus, il y a un système de sonde de température et hydrométrique ainsi qu'une vanne mélangause pour éviter la condensation sur le plancher afin d'éviter le point de rosé.

C'est la régulation d'origine de la pac qui gère le natural cooling.
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Messagepar ramses » Lun Aoû 16, 2010 12:22 pm

bonjour a tous,

voila une bonne idee et en plus, y a les photos avec ! le pied ! Ca devrait donner des idees a certains.

J'ai une question quand meme : qu'y a-t-il comme risque sanitaire de monter la t° de l'eau d'un puit, y a-t-il des normes, de la legislation, ... ?

Bien a vous tous
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Messagepar r45v » Lun Aoû 16, 2010 14:38 pm

A ma connaissance non. Il n'y a pas de régle précisse sur le sujet pour les applications dommestiques je crois que c'est jusqu'a 6 ou 8m3/h.

Par contre pour les applications plus importante une étude d'impacte est obligatoire en générale pas sur le sujet des variations de températures en particulier car cela doit être faible en delta de température environ 4°C.

Dans le cas précis il s'agit de la nappe de Beauce donc l'impacte est purement insignifiant. le débit est de 4m3/h.

Ma réflexion est de me dire plutôt que les calories prisent l'hivers pour le chauffage sont en partie compensé par les calories rendu l'été est que le bilan en est plus proche de l'équilibre.
l'incidence n'a rien a voir avec les prélèvement fait pour l'arrosage agricole. Ou l'on puisse plus que les apports naturelles dout la baisse critique de certaines nappes et restriction qui vont avec.

Il peut y avoir toutefois des incidences dans certains cas sur les opérations géothermiques de faible profondeur en fonction des caractéristiques physicochimique de l'eau. La modification de la pression entre la surface et le puits de rejet peu entrainer la précipitation d'hydrogénocarbonate.

C'est la seul incidence sur la qualité de l'eau que je connaisse.

3.9Rafraîchissement natural cooling
Description de la fonction
Durant les mois d’été, les pompes à chaleur eau glycolée/eau et eau/eau
peuvent utiliser la température de la source froide pour rafraîchir le bâtiment.
Ceci est impossible sur les pompes à chaleur air/eau puisque la température
de l’air extérieur est élevée en été. La fonction "natural cooling" est une
solution de rafraîchissement des bâtiments particulièrement économe en énergie puisque la consommation d’électricité se limite aux circulateurs exploitant la source froide sol/nappe phréatique.
La pompe à chaleur ne sert qu’à la production d’eau chaude sanitaire durant
le régime rafraîchissement. La régulation de pompe à chaleur pilote l’ensemble des circulateurs, vannes d’inversion et vannes
mélangeuses nécessaires, détecte les températures nécessaires et surveille le point de rosée.
Si la température extérieure ou ambiante affichée sur la régulation dépasse la limite rafraîchissement, la régulation active la fonction rafraîchissement "natural cooling". La pompe primaire de la pompe
à chaleur, tous les circulateurs nécessaires et les vannes d’inversion sont actionnés.
Un échangeur de chaleur de séparation des circuits monté en série dans le circuit primaire permet d’utiliser la température de la source froide (de 12 à 8°C environ en été) pour rafraîchir le bâtiment.
Par principe, la fonction rafraîchissement "natural cooling" ne présente pas de
performances comparables à celles des climatiseurs ou des batteries d’eau froide.
Aucun assèchement de l’air n’est effectué avec le "natural cooling".
La puissance rafraîchissement est fonction de la température de la source froide qui est soumise à des variations selon les
saisons. C’est ainsi que la puissance rafraîchissement sera plus importante au
début de l’été qu’à la fin de l’été. De plus, la courbe de température de la source froide est fonction des besoins en
rafraîchissement du bâtiment. Des surfaces de fenêtres importantes ou les
charges internes comme l’éclairage ou les appareils électriques feront monter la température de la source froide plus rapidement durant l’année que cela n’est le cas avec de faibles besoins en rafraîchissement.
Le rafraîchissement du bâtiment peut être réalisé par un des systèmes suivants :
H ventilo−convecteurs,
H plafonds rafraîchissants,
H planchers rafraîchissants et
H abaissement de la température.
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Messagepar m_you49 » Lun Aoû 16, 2010 17:54 pm

Salut.
[quote="ramses"]J'ai une question quand même : qu'y a-t-il comme risque sanitaire de monter la t° de l'eau d'un puits, y a-t-il des normes, de la législation, ... ?[/quote]
Chez nous, (les meilleurs français du monde), Mr EDF a fixé ses propres règles de réchauffement des cours d'eau nécessaires au refroidissement des centrales nucléaires renouvelables :roll: avec un delta T dont je ne me souviens plus.
C'est comme ça qu'on va finir par élever des plantes aquatiques tropicales sur les bords de Loire :cool:
La vie est belle.
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