Génération des coefficients de pompe à partir des données fabricants

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Pour permettre la valorisation des données fabricants du catalogue sur les pompes à chaleur. EnergyPlus propose des feuilles de calcul dédiées à la génération des coefficients de puissance de chauffage/refroidissement (1 à 5) et de coefficients de puissance du compresseur (1 à 5) pour chacun des modèles de pompe à chaleur. Les feuilles de calcul et les documents associés d’EnergyPlus sont disponibles à l’adresse suivante:

http://energyplus.helpserve.com/Knowledgebase/Article/View/83/39/heatpump-watertowater-watertoair-spreadsheets-and-docs

Traitement des données de catalogue

La section suivante présente brièvement la procédure à suivre pour générer des ensembles de données à partir des feuilles de calcul mentionnées ci-dessus, dans les formats requis par les données des catalogues fabricants.

Les catalogues des fabricants fournissent habituellement plus de données que nécessaires pour la génération des coefficients pour les pompes à chaleur EnergyPlus. La feuille de calcul EnergyPlus requiert uniquement 7 champs :

1.Par exemple, la température de leau entrant du côté source.
2.Le débit côté source.
3.La température de leau entrant du côté charge.
4.Le débit côté charge.
5.La production (production de chauffage/refroidissement).
6.La consommation (consommation électrique du compresseur).
7.La chaleur dextraction/la chaleur de rejet.

Avant toute génération des coefficients associés, ces sept champs doivent être réorganisés en colonnes, dans l’ordre défini par la feuille de calcul EnergyPlus.

La précision du calcul des coefficients est proportionnelle au volume de données utilisé. Comme indiqué dans EnergyPlus, la quantité minimale de points de données du modèle EquationFit est 5. Toutefois, ces points de données sont associés à diverses conditions d’entrée (débit d’eau, température de l’eau à l’entrée, etc.) qui couvrent l’ensemble des conditions de fonctionnement de la pompe à chaleur.

Certaines données de catalogues sont indiquées en unités IP, mais les feuilles de calcul EnergyPlus peuvent également intégrer des données en unités SI (les données indiquées en unités IP sont converties en unités SI à l’aide d’un bouton accessible dans la feuille de calcul). L’intégralité du traitement des données est effectuée en unités SI.

La figure ci-dessous représente la réorganisation des données pertinentes de catalogues au format requis par les feuilles de calcul EnergyPlus et la mise en correspondance des deux éléments. Ici, vous pouvez voir que les données importantes du fabricant, situées dans le tableau de droite, sont copiées dans la feuille de calcul représentée sur la gauche. Cet exemple est basé sur le mode de chauffage du modèle 50PSW180 de pompe à chaleur Carrier.

ManufacturersHeatPumpData

Explication des conditions de référence et vérification de fonctionnalité EquationFit

Cette figure, qui utilise les données d’échantillonnage (mode chauffage) du modèle 50PSW036 de pompe à chaleur eau-eau Carrier comme exemple, décrit l’allocation des données de référence utilisées dans les équations. L’application des coefficients et des données de référence dans les équations permet le calcul des données de consommation électrique et de production de chaleur (les deux colonnes situées dans la partie inférieure de la figure ci-dessous). Ces calculs sont plutôt fidèles aux données d’origine du catalogue, ce qui témoigne de la viabilité du modèle EquationFit.

HeatPumpEquationFit

HeatPumpEquationFit2

Recommandation pour une utilisation efficace lors du chauffage

La température la plus élevée de l’eau produite fournie dans le catalogue de données est habituellement comprise entre 50 et 60 °C. En règle générale, cette valeur n’est pas suffisamment élevée pour l’alimentation en eau chaude des radiateurs et des batteries chaudes. Il est déconseillé de raccorder des radiateurs à eau à ces systèmes. Toutefois, EnergyPlus ne limite pas la température de sortie de l’eau aux valeurs maximales du catalogue. Dans la réalité, si les consignes le permettent, les températures de l’eau produite peuvent s’élever jusqu’aux valeurs requises habituellement pour l’alimentation des radiateurs/plinthes chauffantes, soit entre 75 et 80 °C. La figure ci-dessous utilise le modèle 50PSW036 Carrier (présentant une température maximale d’eau de production de 51,8 °C) comme exemple pour représenter l’impact de ce type d’utilisation des pompes à chaleur. Il n’est généralement pas recommandé d’extrapoler les données du catalogue. Toutefois, une ligne de tendance simple (suivant la ligne rouge) démontre que le COP de la pompe à chaleur est considérablement réduit (~ 1,38) lorsque la température de l’eau de production atteint une valeur de 80 °C. Ainsi, ce type de configuration de système n’est clairement pas aussi écoénergétique que les systèmes à basse température, comme les sols chauffants. Ces derniers nécessitent des températures d’eau de production de 35 °C. Par conséquent, nous recommandons d’utiliser des systèmes de chauffage par le sol avec les pompes à chaleur géothermiques.

HeatPumpExtrapolation