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Caractéristiques et fonctionnalités de la pompe à chaleur Inverter. Système VRV.
Sur la base de l'étude de la certification énergétique, nous fournissons à ce poste des informations relatives à la pompe à chaleur inverseur devant les installations pour mieux comprendre son fonctionnement et ses caractéristiques. Soulignant le COP et l'EER bien connus qui caractérisent le pompes à chaleur à onduleur.
Il existe différentes alternatives pour la climatisation des bâtiments. L'un d'eux est la pompe à chaleur, capable de fournir de l'air froid ou de l'air chaud. Dans cet article, je vais essayer d'expliquer ce qu'est un système de pompe à chaleur air-air, et plus tard l'onduleur et le système vrv.
Il est également important de comprendre qu'est-ce que le COP et l'EER, pour interpréter quel est l'équipement le plus efficace, du point de vue des économies d'énergie.
Qu'est-ce que le réfrigérant
Ces systèmes sont basés sur le fonctionnement d'une unité de climatisation traditionnelle. Vous avez sûrement entendu le mot réfrigérant, et vous l'avez associé à la climatisation d'une voiture, d'un réfrigérateur, etc. Mais vous vous demanderez, comment peut-on produire du froid avec un réfrigérant ?
Pour que tu comprennes, le réfrigérant est un fluide qui a la capacité d'absorber la chaleur à basse pression et température, et le céder sous haute pression et haute température. Pour ce faire, nous avons besoin que ce fluide ait des caractéristiques particulières.
L'une des principales caractéristiques (parmi beaucoup d'autres) est qu'il a une température d'ébullition très basse (passage de liquide à gaz). Ensuite, et pour vous donner une idée, j'indique différentes températures d'ébullition (à pression atmosphérique) :
- Eau… 99,98°C
- Éthanol … 78.37ºC
- Ammoniac…. -33.34ºC
- Réfrigérant R410A… -51.58ºC
Imaginons que l'on "enferme" ce fluide dans un circuit de canalisation (cuivre) et que l'on le mette en contact avec l'environnement que l'on veut refroidir; Le réfrigérant absorbera la chaleur et s'évaporera facilement (rappelez-vous les basses températures d'ébullition), ce qui signifie que tout ce qui est en contact avec cette partie du circuit sera froid. Par conséquent, le réfrigérant absorbe la chaleur à basse température et à basse pression, changeant d'état de liquide à gazeux. Cette partie du circuit s'appelle l'EVAPORATEUR.
Il est nécessaire d'abandonner la chaleur absorbée par le réfrigérant. Pour ce faire, le gaz basse pression sort de l'évaporateur. Il faut que la pression et la température du gaz soient élevées pour le changement d'état en liquide, à l'aide du COMPRESSEUR.
Une fois la pression et la température élevées, le réfrigérant doit se transformer en liquide, c'est-à-dire se condenser. Ce changement d'état s'effectue dans le CONDENSEUR, transférant la chaleur absorbée à l'environnement. Afin de redémarrer le cycle, il est nécessaire que le fluide frigorigène liquide à haute pression l'abaisse. Pour ce faire, avant l'ÉVAPORATEUR, une VANNE D'EXPANSION est insérée.
Pour faciliter le processus d'évaporation et de condensation, les courants d'air sont utilisés à travers des ventilateurs, qui sont ceux qui accélèrent réellement l'évaporation en fournissant le débit d'air nécessaire. De même, un ventilateur est inclus dans le condenseur pour évacuer la chaleur.
En résumé,restez avec l'idée qu'à travers les tuyaux en circuit fermé, circule un RÉFRIGÉRANT qui absorbe la chaleur dans l'ÉVAPORATEUR (zone froide) et transfère la chaleur dans le CONDENSEUR (zone chaude)
Si vous voulez approfondir et comprendre plus visuellement, je vous laisse quelques vidéos très intéressantes, où tous ces concepts sont clairement expliqués.
Quels sont les systèmes de pompe à chaleur
Comme vu ci-dessus, nous pouvons fournir de l'air froid à une unité de bâtiment, où se trouve l'unité d'évaporation.
La bombe de chaleur, il peut inverser le cycle du réfrigérant, fournissant ainsi de la chaleur en hiver (l'équipement intérieur agirait comme unité de condensation et l'extérieur comme unité d'évaporation) et en été il fournirait du froid (l'équipement intérieur agirait comme unité d'évaporation et le extérieur comme unité de condensation) . L'unité / les unités extérieures intègrent le compresseur.
Ainsi, en « jouant » avec le concept de groupe évaporateur et condenseur, différents systèmes de pompe à chaleur peuvent être configurés :
- Équipement compact : les anciens modèles qui étaient installés dans les fenêtres
- Équipement split : une unité extérieure et une unité intérieure.
- Équipements multisplit : une ou plusieurs unités extérieures et plusieurs unités intérieures
Je tiens à souligner que tous ces systèmes sont communément appelés dans les logiciels de certification énergétique, en tant que SYSTÈMES À EXPANSION DIRECTE unizone ou multizone.
Il existe de nombreux modèles d'unités intérieures et extérieures, pour les systèmes domestiques, les bâtiments résidentiels, ou tertiaires, nous pouvons le voir dans cet article sur les types de climatisation.
Avez-vous déjà vu des unités de type cassette, des unités de conduit, des unités décoratives, etc. par conséquent, il existe une grande variété de produits, pour pouvoir climatiser d'une maison à un hôpital. Je vous recommande de visiter les sites Web des fabricants et de jeter un œil aux catalogues; vous y découvrirez une multitude de caractéristiques techniques et d'utilisations de l'équipement.
Qu'est-ce qu'un système d'onduleur
Comme nous l'avons vu, pour augmenter la température et la pression du gaz réfrigérant, il est nécessaire de l'existence d'un compresseur.Cet élément important est le principal consommateur d'énergie électrique dans un système de pompe à chaleur air-air.. Et qu'ont pensé les constructeurs pour réduire la consommation énergétique de ces équipements ? Bien agir sur le fonctionnement du compresseur.
Dans les systèmes de climatisation Le contrôle classique de la température ambiante s'effectue avec un thermostat qui agit en arrêtant et en démarrant l'équipement, et par conséquent le compresseur, avec lequel les pics de consommation électrique sont très élevés. C'est ce qu'on appelle les systèmes du tout-rien.
le système d'onduleur ou comme beaucoup l'appellent, le équipement onduleur, agit sur le compresseur en faisant varier sa vitesse, en s'adaptant aux besoins thermiques demandés, pour lesquels, au moyen d'un variateur de fréquence, nous évitons des démarrages et des arrêts continus. On les appelle systèmes proportionnels.
Les deux principaux avantages d'un système d'onduleur sont :
1. - Le confort.
- La température de consigne est atteinte beaucoup plus rapidement que dans un système conventionnel
- Maintient la température souhaitée avec moins de dépenses et des excès minimes de froid ou de chaleur
- Niveaux de bruit inférieurs
Vous pouvez voir sur ce graphique, les grandes fluctuations de température dans un système conventionnel (vitesse fixe), alors que dans les systèmes à onduleur elles sont très faibles (+ 1 / -1 ºC environ)
2. - Économies d'énergie
- Nous évitons les démarrages constants des compresseurs et optimisons la production d'énergie
- Moins d'entretien grâce à la réduction de l'usure mécanique du compresseur.
Qu'est-ce qu'un système VRV
Les initiales dusystème VRV moyenne "Volume de réfrigérant variable", bien que le terme précis pour Fonctionnement du VRV serieuse "Débit de réfrigérant variable".
Contrairement à la pompe à chaleur classique, ce système a la capacité de faire varier le débit de fluide frigorigène fourni aux batteries d'évaporation-condensation, contrôlant ainsi plus efficacement les conditions de température des locaux à climatiser. Cela ressemble à nous, n'est-ce pas?
Dégager. Tous les systèmes appelés INVERTER sont des systèmes VRV, bien que dans la publicité, le premier terme soit utilisé pour le marché domestique et résidentiel.
Par conséquent, lorsque nous parlons d'un système VRV, nous penserons à un bâtiment tertiaire avec de nombreuses unités extérieures et intérieures. Chaque unité intérieure fonctionnera indépendamment des autres, en demandant la quantité de réfrigérant dont elle a besoin. Un détendeur électronique laissera passer la quantité nécessaire de fluide frigorigène.
Un certain nombre d'unités intérieures « pendent » à chaque unité extérieure, en tenant compte des limitations du fabricant en termes de puissances thermiques et de distances de tuyaux, entre autres variables.
Qu'est-ce qu'un système VRV avec récupération de chaleur
Comme nous l'avons vu précédemment, l'évaporation du fluide frigorigène pour refroidir une pièce implique sa condensation et le transfert de chaleur vers l'environnement extérieur. Cette chaleur de condensation est généralement perdue vers l'extérieur dans les systèmes air-air. Systèmes avecrécupération de la chaleur Ils vous permettent de profiter de cette chaleur à un autre endroit où le chauffage est nécessaire.
Imaginons un bâtiment avec une façade vitrée orientée au sud et une autre orientée au nord. Supposons un jour où la température extérieure est basse, mais qu'à partir de midi sur la façade sud le soleil brille directement. Peut-être que les pièces de la façade nord demandent de la chaleur, et les pièces de la façade sud (en raison des indices d'ensoleillement et d'occupation élevée) demandent du froid. Jusqu'à il y a quelques années, avec un système VRV conventionnel, nous n'aurions que la possibilité de fournir du chaud ou du froid.
Les Systèmes VRV Avec récupération de chaleur, ils nous permettent de fournir simultanément de la chaleur et du froid, "transportant" le fluide frigorigène à l'état gazeux des unités d'évaporation vers les unités de chauffage, en y produisant une condensation de gaz. Ensuite, le liquide condensé retournera aux unités d'évaporation.
Cette distribution intelligente du fluide frigorigène est réalisée grâce à un système de contrôle électronique sophistiqué.
Par conséquent, un système VRV avec récupération de chaleur présente les avantages d'un système VRV avec en plus le fait que la chaleur peut être transportée d'une pièce à l'autre sans la gaspiller.
Qu'est-ce que le COP dans l'EER
Le COP et l'EER d'une pompe à chaleur, nous ils indiqueront les rendements des équipements fonctionnant respectivement en chaud ou en froid.
Les énergies mises en jeu sont la puissance électrique consommée par le compresseur (W), la puissance calorifique fournie par le condenseur (Qc) et la puissance calorifique absorbée par l'évaporateur (Qf). Le principe de conservation de l'énergie exige que :
Si l'on considère que l'objectif est de fournir de la chaleur, l'énergie utile de la pompe à chaleur est Qc. L'énergie que nous allons utiliser pour produire Qc est W. Ainsi le rendement thermique de cette machine serait :
Nous constatons que nous avons appelé FLIC à l'efficacité de la pompe à chaleur. Les initiales COP, sont les initiales en anglais "Coefficient of Performance", que l'on peut traduire par coefficient de performance.
Imaginons que le COP d'une pompe à chaleur soit de 3,5. Cela signifie que chaque kWh électrique est transformé en 3,5 kWh de chaleur. Une cuisinière électrique, par exemple, transforme 1 kWh d'électricité en 1 kWh de chaleur. Regardez donc l'efficacité des pompes à chaleur.
De la même forme,si l'on considère que l'objectif est de fournir du froid, l'effet utile est la chaleur extraite du bulbe froid.
Bien que dans l'expression, il apparaisse comme COP, il est en fait appeléEER (Energy Efficiency Ratio), et il est toujours inférieur au COP en chaleur.
Par conséquent, avec ces deux valeurs, nous aurons une idée du rendement de la pompe à chaleur que nous étudions. Ensuite, je vous montre quelques graphiques de l'étiquetage des équipements de climatisation selon le COP et l'EER.
Quelle serait la conclusion
Actuellement, comme nous l'avons vu, il existe des Systèmes de climatisation Inverter et VRV, très avancé, dans lequel l'électronique a fait de ces équipements des systèmes très efficaces avec d'énormes avantages, même avec la possibilité de récupération de chaleur, ce qui les rend très compétitifs du point de vue de économie d'énergie. Ce sont donc des systèmes à prendre en compte lors de la climatisation de tout type de bâtiment.
Article préparé par Paulino Rivas García (Ingénieur Technique Industriel - Ingénieur Installations / Efficacité Énergétique) Propriétaire de http://www.instalacionesyeficienciaenergetica.com/ en collaboration avec OVACEN.
