Données des pompes à chaleur eau eau

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Une pompe à chaleur eau-eau physique peut à elle seule fournir uniquement du chauffage, uniquement du refroidissement ou les deux à la fois. Ces configurations peuvent être représentées dans DesignBuilder à l’aide de composants Pompe à chaleur-chauffage et Pompe à chaleur-refroidissement connectés à des boucles générateur d’eau chaude et d’eau glacée, respectivement. Lorsque le chauffage et le refroidissement sont fournis par la même pompe à chaleur physique, les pompes à chaleur de chauffage et de refroidissement doivent être incluses dans le plan CVC et les données associées aux pompes à chaleur (plus particulièrement les débits) doivent être coordonnées.

Le côté production de la pompe à chaleur est habituellement connecté à un échangeur de chaleur géothermique. Le diagramme ci-dessous représente le plan et le schéma des conduites de la pompe à chaleur eau-eau.

heatpumpschematic

Boucles de pompes à chaleur géothermiques

Ce type de composant est essentiellement constitué de deux boucles (configurations chauffage ou refroidissement uniquement) ou de trois boucles (chauffage et refroidissement combinés).

Dans le deuxième cas, les trois boucles suivantes représentent le système de pompe à chaleur :

Boucle ECS (applications de chauffage) - Boucle deau chaude (chauffage par pompe à chaleur eau-eau)
Boucle EG (applications de refroidissement) - Boucle deau glacée (refroidissement par pompe à chaleur eau-eau)
Boucle condenseur - Boucle déchangeur de chaleur géothermique (échange la chaleur avec le sol via la surface, un bassin deau ou des forages verticaux)

En plus des boucles obligatoires mentionnées ci-dessus, le système peut être pourvu de boucles supplémentaires, par exemple des boucles d’air dédiées à des applications spécifiques de salle/bloc.

Conseil : nous vous recommandons de consulter létude de cas de la pompe à chaleur géothermique avant de modéliser ces systèmes pour la première fois.

Exemples de disposition

Chauffage uniquement
Refroidissement uniquement
Chauffage et refroidissement

Description des composants

Pompe à chaleur eau-eau - Chauffage
Pompe à chaleur eau-eau - Refroidissement

 

Configuration des pompes à chaleur géothermiques dans DesignBuilder

Les pompes à chaleur géothermiques ne pouvant pas être autodimensionnées dans EnergyPlus, des précautions particulières doivent être prises lors de la configuration de ces systèmes. Cette section décrit un processus de dimensionnement approprié et communique les interactions intervenant entre les différents composants visés. Le processus est comme suit:

1.Exécutez les calculs en conception de chauffage et en conception de refroidissement afin dobtenir les charges de chauffage et de refroidissement maximales pour le système.
2.Choisissez/chargez un modèle de pompe à chaleur eau-eau correctement dimensionné à partir de la base de données de DesignBuilder en faisant correspondre les charges maximales de chauffage/refroidissement avec la capacité nominale de chauffage/refroidissement de la pompe à chaleur. Sinon, créez et appliquez vos propres données de pompe à chaleur, si les données de catalogue correspondantes sont disponibles.
3.Sélectionnez les numéros de forages (verticaux) de léchangeur de chaleur géothermique à partir de cette table de dimensionnement rapide/simple. Définissez un débit égal à la somme des « débits nominaux côté source » des pompes à chaleur raccordées, ou utilisez votre propre outil pour générer (et appliquer) un cas déchangeur de chaleur géothermique vertical adapté à des conditions spécifiques ou à un dimensionnement détaillé/précis.
4.Boucle condenseur : définissez un débit supérieur ou égal au débit de léchangeur de chaleur géothermique (vertical) calculé ci-dessus.

Pour en savoir plus sur ces processus, consultez l’étude de cas sur la pompe à chaleur géothermique.

hmtoggle_arrow1Qu’en est-il du modèle d’estimation des paramètres d’EnergyPlus ?

Le modèle ParameterEstimation d'EnergyPlus limite le réfrigérant utilisé au R22 et le compresseur aux types alternatifs. Toutefois presque toutes les pompes à chaleur eau eau sur le marché utilisent un réfrigérant autre que le R22 (le R22 a bien sûr été supprimé du marché pour des raisons environnementales) avec un compresseur de type scroll ou autre. Les données du catalogue ne sont donc plus disponible pour longtemps pour les modèle ParameterEstimation.

De plus EnergyPlus recommande fortement d'utiliser le modèle EquationFit au lieu du ParameterEstimation.

Pour ces raisons DesignBuilder ne fournit que le modèle de pompe à chaleur eau-eau EquationFit.

 

hmtoggle_arrow1Données techniques des pompes à chaleur EquationFit

Le modèle EquationFit utilise 4 équations ou courbes sans dimension pour prévoir la performance de la pompe à chaleur. La même méthode est utilisée en froid et en chaud.

Les données de performance utilisées dans la méthode EquationFit sont dérivées des données des fabricants par un pré process, qui utilise la méthode généralisée des moindres carrées pour générer un ensemble de coefficients de performance à partir des catalogues fabricants aux conditions de référence. Ceci est effectué dans une feuille de calcul EnergyPlus. Ensuite les coefficients calculés et les conditions de référence sont entrées sur la fenêtre de dialogue des pompe à chaleur afin de simuler les performances de la pompe à chaleur pour le modèle présent. Une bibliothèque de prédéfinition contient des données prédéfinie de fabricants permettant une analyse en phase de projet précoce.

Les variables influençant les performances d'une pompe à chaleur eau eau sont la température de l'eau côté charge et côté source, le débit d'eau côté charge et côté source. Les équations utilisées pour le refroidissement et le chauffage sont les suivantes :

 

Mode climatisation

CoolingMode_552x111

 

Mode chauffage

HeatingMode_549x107

 

En supposant que les pertes sont nulles, le taux de transfert côté source pour le froid et le chaud est calculé comme :

Qsource,c = Qc + Powerc

Qsource,h = Qh - Powerh

 

Où :

A1-D5         Coefficients EquationFit en mode chauffage et climatisation

Tref              Température de référence (utilisant 283.15K)

TL,in              Température d'eau côté charge (K)

TS,in              Température d'eau côté source (K)

V L               Débit volumétrique côté charge (m3/s)

V S               Débit volumétrique côté source (m3/s)

VL,ref               Débit volumétrique de référence côté charge (m3/s)

V S,ref               Débit volumétrique de référence côté source (m3/s)

Qc               Taux de transfert côté charge (mode refroidissement) (W)

Powerc               Puissance consommée (mode refroidissement) (W)

Qsource,c    Taux de transfert côté source (mode refroidissement) (W)

Qh               Taux de transfert côté charge (mode chauffage) (W)

Qh,ref               Taux de transfert de référence côté charge (mode chauffage) (W)

Powerh               Puissance consommée (mode chauffage) (W)

Powerh,re     Puissance consommée de référence (mode chauffage) (W)

Qsource,h    Taux de transfert côté source (mode chauffage) (W)