Pompe à chaleur géothermique sur aquifère - Géothermie ...

Principes généraux relatifs
aux pompes à chaleur
Schéma de principe d’une
machine thermodynamique
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Principes thermodynamiques
Le principe de la pompe à chaleur (PAC) est connu depuis longtemps, si l’on prend
pour origine l’énoncé des principes de la thermodynamique par Carnot (1824), qui a
établi l’équivalence du travail et de la chaleur.
Une pompe à chaleur est un système thermodynamique qui fonctionne entre deux sources
: une source froide et une source chaude. Le principe consiste à transférer des calories
de la source froide vers la source chaude, donc à un niveau de température supérieur. Ce
transfert se fait via un fluide caloporteur (fluide frigorigène) et ne peut se réaliser que s’il
y a apport d’énergie sous forme de travail (dans le cas de PAC à compression).
Si L’on DÉSigne Par :
Q 0 : quantité de chaleur prélevée dans la source froide
Q C : quantité de chaleur restituée au niveau de la source chaude
W : énergie mécanique ou électrique apportée au système
T 0 : température d’évaporation à la source froide en Kelvin (évaporateur)
soit T0 = t0 + 273,15 si t0 t0 : température en degré Celsius de la source froide
TC : température de condensation à la source chaude en Kelvin (condenseur)
soit TC = tC + 273,15 si tC tC : température en degré Celsius de la source chaude
On peut écrire d’après le premier principe de Carnot l’égalité suivante :
QC = Q0 + W
On définit un coefficient de performance théorique (COP) qui est le rapport de la
quantité d’énergie transmise à la source chaude (QC) par la quantité d’énergie mécanique
dépensée (W) donc :
COPchaud QC
=
w
En application du deuxième principe de Carnot, le COP théorique ou idéal est égal à :
TC
COP =
( TC- T0)
On peut également en déduire un coefficient de réfrigération (C R), rapport de la chaleur
absorbée à l’évaporateur à l’énergie reçue au compresseur.
C = Q0
R
w