Etude expérimentale d'une pompe à chaleur réversible sur l'air de ventilation

Abstract

Ce travail concerne l’étude et la modélisation d’une pompe à chaleur réversible et de petite puissance (1,3 kW de puissance utile) installée entre l’air extrait d’un système de ventilation et un circuit d’eau de chauffage. Le principe d’une telle pompe à chaleur est de valoriser au maximum la chaleur présente de l’air au moment où il est rejeté à l’extérieur. Elle s’installe généralement sur des bâtiments très bien isolés. La chaleur extraite de l’air permet de couvrir les besoins en chauffage d’eau chaude sanitaire ainsi qu’une partie des besoins en chauffage du bâtiment. La pompe à chaleur peut aussi refroidir le bâtiment en été. Cette modélisation semi-empirique permettra de caractériser la pompe à chaleur sous l’influence de différentes variables (la température de l’eau en sortie et son débit, la température, l’humidité spécifique et le débit d’air en entrée). Le modèle calibré pourra servir dans un travail futur à une modélisation polynomiale de la pompe à chaleur qui pourra elle-même être incluse dans une simulation d’un bâtiment. Deux campagnes d’essais ont été réalisées et ont permis une première analyse expérimentale de la pompe à chaleur dans les deux modes de fonctionnement (mode production de chaud et mode production de froid). Cependant, le calcul de propagation d’erreurs pour les mesures du mode chaud montre une accumulation d’incertitudes. Le modèle en froid donne d’assez bon résultat contrairement au modèle en chaud qui est difficile à calibrer. Finalement, une réflexion sur le banc d’essai est proposée dans le dernier chapitre. Elle suggère des pistes de solutions pour améliorer les mesures effectuées quand le banc tourne en mode chaud.