Un nouveau type de pompe à chaleur : la PAC à compression-absorption à fonctionnement alterné

The new heat pump, here proposed, is intermediate between a compression heat pump and an absorption heat pump. Like the absorption heat pump, it uses a binary mixture made of a volatile solvent and a non-volatile solute. Like the compression heat pump, it uses mechanical energy as high level energy. Furthermore this heat pump has the advantage to be composed with but one machine alternatively working as a thermo-mechanical mixer and as a thermo-mechanical separator : whence its name CAHPAW for Compression-Absorption Heat Pump Alternatively Working. Like the compression heat pump, the CAHPAW is composed with an evaporator, a compressor, a condenser and a pressure reducing valve at which three storage tanks have been added respectively for the diluted and concentrated solutions and the pure solvent. The theoretical maximum value of the coefficient of performance of a CAHPAW is calculated and is compared with that of a classical compression heat pump. The advantages of the CAHPAW for house heating are : suppression of combustion furnace for cold periods; the compressor works at a quasi-steady state, with a constant power ; the existence of an internal storage permits a multi-criteria, optimization taking account of the outside temperature variations, the consumer's requirement and the electricity prices.Nous proposons un nouveau type de pompe à chaleur qui est, par certains aspects, intermédiaire entre la PAC à absorption et la PAC à compression. Comme la PAC à absorption, elle utilise un fluide de travail qui est un mélange binaire d'un solvant volatil et d'un soluté non volatil. Comme la PAC à compression, elle utilise de l'énergie mécanique comme énergie de haut niveau. De plus cette PAC a la particularité d'être composée d'un seul et même appareil qui joue le rôle alternativement du mélangeur et du séparateur thermo-mécaniques = d'où vient son nom de PACCAFA pour Pompe A Chaleur à Compression Absorption à Fonctionnement Alterné. Comme une PAC à compression, la PACCAFA est formée d'un évaporateur, d'un compresseur, d'un condenseur et d'un détendeur auxquels on a ajouté trois réservoirs de stockage respectivement pour le diluat, le concentrat et le solvant Nous calculons la valeur maximale théorique du Coefficient de Performance d'une PACCAFA et le comparons à celui d'une PAC à compression classique. Nous montrons les avantages de la PACCAFA, dans son application au chauffage des bâtiments : suppression de la chaudière de combustion d'appoint pour périodes froides ; fonctionnement du compresseur à puissance quasi constante; existence d'un stockage interne permettant une optimisation multi-critère, tenant compte des fluctuations de la température extérieure, de la demande des utilisateurs et des tarifs de l'électricité