Chapitre 7
201
7.5.3 Efficacité de la thermopompe de Carnot
Nous avons vu au §6.3.3 que le rendement (ou « cop ») d’une pompe à chaleur est défini comme le rapport de la chaleur fournie à haute température
sur le travail consommé (6/8). Nous avions alors transformé cette définition
avec l’expression :
í µí¼ thermopompe =
1
1 −
|
|
|
̇
í µí± í µí± í µí°µ
̇
í µí± í µí± í µí°»
|
|
|
(6/9)
pour toute thermopompe.
Avec la relation 7/4, nous pouvons exprimer cette efficacité uniquement en
fonction des températures haute et basse :
í µí¼ thermopompe Carnot =
1
1 −
í µí± í µí°µ
í µí± í µí°»
(7/8)
pour une pompe à chaleur réversible,
et où les températures sont absolues (K).
Comme pour un réfrigérateur, le cop d’une pompe à chaleur ne peut pas
être infini : il est borné par les températures extrêmes atteintes dans le cycle.
Plus la chaleur í µí± out est délivrée à haute température, plus le rendement
maximal que l’on puisse atteindre est faible.
Exemple 7.5
Une pompe à chaleur est utilisée pour chauffer de l’eau à 120 ◦ C dans
un environnement à −5 ◦ C. Quel est le rendement maximal atteignable ?
L’efficacité maximale serait atteinte avec une pompe à chaleur
réversible, ce qui nous permettrait d’obtenir, avec l’équation 7/8,
í µí¼ thermopompe = í µí¼ thermopompe Carnot =
1
1−
í µí± í µí°µ
í µí± í µí°»
=
1
1−
−5+273,15
120+273,15
= 3,15.
https://thermodynamique.fr – CC-by-sa Olivier Cleynen
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7.5.3 Efficacité de la thermopompe de Carnot
Nous avons vu au §6.3.3 que le rendement (ou « cop ») d’une pompe à chaleur est défini comme le rapport de la chaleur fournie à haute température
sur le travail consommé (6/8). Nous avions alors transformé cette définition
avec l’expression :
í µí¼ thermopompe =
1
1 −
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í µí± í µí± í µí°µ
̇
í µí± í µí± í µí°»
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(6/9)
pour toute thermopompe.
Avec la relation 7/4, nous pouvons exprimer cette efficacité uniquement en
fonction des températures haute et basse :
í µí¼ thermopompe Carnot =
1
1 −
í µí± í µí°µ
í µí± í µí°»
(7/8)
pour une pompe à chaleur réversible,
et où les températures sont absolues (K).
Comme pour un réfrigérateur, le cop d’une pompe à chaleur ne peut pas
être infini : il est borné par les températures extrêmes atteintes dans le cycle.
Plus la chaleur í µí± out est délivrée à haute température, plus le rendement
maximal que l’on puisse atteindre est faible.
Exemple 7.5
Une pompe à chaleur est utilisée pour chauffer de l’eau à 120 ◦ C dans
un environnement à −5 ◦ C. Quel est le rendement maximal atteignable ?
L’efficacité maximale serait atteinte avec une pompe à chaleur
réversible, ce qui nous permettrait d’obtenir, avec l’équation 7/8,
í µí¼ thermopompe = í µí¼ thermopompe Carnot =
1
1−
í µí± í µí°µ
í µí± í µí°»
=
1
1−
−5+273,15
120+273,15
= 3,15.
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