L'unité extérieure d'une pompe à chaleur ou d'un climatiseur ne délivre sa performance catalogue qu'à une température extérieure donnée. La performance obtenue sur site est souvent inférieure, et la cause n'est pas l'unité mais l'implantation.
Le court-circuit
L'unité refoule, réchauffé, l'air qu'elle a traversé (en mode rafraîchissement). Si ce refoulement retrouve le chemin de l'aspiration, l'unité respire son propre rejet. La température d'aspiration monte, la pression de condensation monte, puissance et efficacité baissent ; les jours chauds, la protection peut se déclencher et l'unité s'arrête.
En mode chauffage le mécanisme s'inverse mais le résultat est le même : l'unité aspire l'air qu'elle vient de refroidir, la température d'évaporation baisse et le givrage commence tôt.
Erreurs d'implantation typiques
- Montée trop près d'un mur. Le refoulement se réfléchit sur le mur et revient à l'aspiration.
- Installée dans une niche ou une gaine. L'air chaud ne peut pas monter et s'accumule.
- Plusieurs unités en file. Le refoulement de l'unité avant devient l'aspiration de celle de derrière. Cela empire le long de la file.
- Direction du vent. Un vent dominant peut ramener le refoulement vers l'aspiration.
- Persiennes et écrans décoratifs. Ils ajoutent de la résistance et changent la direction du refoulement. Voir la note sur le point de fonctionnement du ventilateur.
Modélisation
La question du calcul se ramène à une grandeur claire : de combien la température moyenne de l'air à la face d'aspiration dépasse la température extérieure. Cet écart se convertit directement en perte de puissance.
Dans le modèle, l'unité est représentée sans résoudre ses pales : une région délivrant un débit et une chaleur rejetée connus, plus une courbe de ventilateur. Ce qu'il faut résoudre n'est pas l'intérieur de l'unité mais son environnement — murs voisins, autres unités, vent et convection naturelle.
Aux faibles vitesses de vent, la flottabilité domine ; un modèle isotherme manque entièrement le court-circuit.
Références
- ANSI/AMCA Standard 210 / ANSI/ASHRAE Standard 51 — Laboratory Methods of Testing Fans for Certified Aerodynamic Performance Rating. AMCA International / ASHRAE.
- Churchill, S. W. & Chu, H. H. S. (1975). Correlating equations for laminar and turbulent free convection from a vertical plate. International Journal of Heat and Mass Transfer, 18(11), 1323–1329. DOI: 10.1016/0017-9310(75)90243-4