3B SCIENTIFIC PHYSICS 1000820 Manual Del Usuario página 21

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 éva-
poration (4→1) :
Compression :
Le fluide de travail gazeux est aspiré par le com-
presseur, est comprimé de p
l'entropie (s = s ) et surchauffé. La température
1 2
passe de T à T . La condensation mécanique
1 2
par unité de masse correspond à Δw = h
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'expansion,
où sa pression est réduite par expansion adiaba-
tique (c'est à dire sans intervention mécanique).
La température diminue également, car un travail
doit être effectué contre les forces d'attraction in-
termoléculaires 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 tempé-
rature 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.
Remarque :
S / kJ /kg K
T
2
1
400 500
H / kJ /kg
à p sans modifier
1 2
– h
2
. Elle
2
– h
= h .
2 2 3
= h ).
4 3
– h
= h .
1 4
Le fluide frigorigène expansé s'évapore et retire
la chaleur du réservoir gauche.
Dans des conditions idéales, le système de
tuyauterie transporte le réfrigérant gazeux pur de
l'évaporateur au compresseur en passant par le
voyant.
Lorsque la température de l'eau diminue, l'ab-
sorption de chaleur par le serpentin de l'évapora-
teur diminue et, par conséquent, des gouttes de
réfrigérant peuvent devenir visibles dans le
voyant gauche.
Cela n'a pratiquement aucune influence sur le
fonctionnement de la pompe à chaleur, mais doit
être réduit au minimum en faisant circuler cons-
600
tamment l'eau.
Pour la détermination du coefficient de perfor-
mance, une fenêtre de température limitée de-
vrait être utilisée :
Température de départ env. 20°C à 25°C, tem-
pérature de terminaison dans le réservoir gauche
env. 10°C à 12°C.
8. Exemples d'expériences
8.1 Rendement du compresseur
Le rendement η
du rapport entre la quantité de chaleur ΔQ
née au réservoir d'eau chaude par unité de temps
Δt et la puissance d'entraînement P du compres-
.
1
seur. Plus l'écart de température entre le conden-
seur et l'évaporateur est grand et plus elle dimi-
nue.

Q
 
2
η
co  
P t
c = Capacité thermique de l'eau et
m = masse de l'eau.
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 fixation.

Mettre le compresseur en marche et le laisser
tourner env. 10 minutes pour qu'il atteigne 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.
5
du compresseur est le résultat
co
  
c m T
2
 
P t
ame-
2