Chiller (Groupe froid / PAC)

Le module Chiller modélise un cycle frigorifique complet : évaporateur, compresseur, désurchauffeur, condenseur, détendeur. En mode PAC, la chaleur au condenseur est valorisée.

Le fluide frigorigène traverse successivement l’évaporateur, le compresseur, le désurchauffeur, le condenseur et le détendeur.

Paramètres

Paramètre	Description	Unité
fluid	Fluide frigorigène	« R134a », « R717 », « R744 »…
evap_params	Ti_degC, surchauff, F	dict
comp_params	Tcond_degC, eta_is, Tdischarge_target	dict
cond_params	subcooling	dict

Exemple

from ThermodynamicCycles.Chiller import Object as Chiller

ch = Chiller(
    fluid='R134a',
    evap_params={'Ti_degC': 5, 'surchauff': 5, 'F': 1.0},
    comp_params={'Tcond_degC': 40, 'eta_is': 0.75, 'Tdischarge_target': 90},
    cond_params={'subcooling': 3}
)
ch.calculate_cycle()
print(ch.df)

# Diagramme température-entropie du cycle (dôme de saturation + isobares + cycle)
ch.plot()                 # figsize=(10, 6) par défaut
# ch.plot(figsize=(12, 7))  # taille personnalisée
# ch.plot_TS_diagram()      # alias de ch.plot()

Sortie ch.df (valeurs réelles pour l’exemple ci-dessus, R134a) :

Index (`ch.df`)	Valeur	Unité
`Fluid`	R134a
`T_evap (C)`	5	degC
`T_cond (C)`	40	degC
`Lift (K)`	35	K
`EER`	5,072
`COP`	6,072
`COP_Carnot`	8,95
`Eta_Carnot (%)`	67,9	%
`Q_comp (kW)`	30,39	kW
`Q_losses (kW)`	0,0	kW
`Q_evap (kW)`	154,13	kW
`Q_condTot (kW)`	184,51	kW
`T_refoulement (C)`	55,5	degC
`P_evap (bar)`	3,50	bar
`P_cond (bar)`	10,17	bar

Diagramme T-S généré par `ch.plot()`

La méthode ch.plot() (alias ch.plot_TS_diagram()) construit un diagramme température-entropie via Temperature_Entropy_Chart : dôme de saturation du fluide (courbe liquide en bleu, vapeur en rouge), isobares en pointillés étiquetées en bar, et les huit points du cycle (ch.points) reliés par des flèches — évaporation, surchauffe, compression, désurchauffe, condensation, sous-refroidissement, détente et retour à l’évaporateur.

Diagramme T-S réel du cycle Chiller R134a — Sortie réelle de `ch.plot()` pour le cycle R134a de l’exemple (générée en exécutant la bibliothèque). Les points rouges parcourent le cycle frigorifique dans le sens horaire.

Étude paramétrique

Le module fournit aussi Chiller.parametric_study(...) pour comparer le COP selon la température source et la température cible.

from ThermodynamicCycles.Chiller import Object as Chiller

df_study = Chiller.parametric_study(
    fluid="R134a",
    T_source_range=[0, 5, 10],
    T_cible_range=[35, 40, 45, 50],
    superheat=5,
    subcool=3,
    eta_is=0.78,
    save_fig="chiller_parametric.svg",
)

print(df_study)

Colonnes du DataFrame df_study retourné :

Résultat	Colonne du DataFrame	Unité
Température source	`T_source (degC)`	degC
Température cible	`T_cible (degC)`	degC
Lift thermique	`Lift (K)`	K
COP chauffage	`COP`
EER froid	`EER`
COP de Carnot	`COP Carnot`
Efficacité de Carnot	`Eta Carnot (%)`	%
Puissance compresseur	`W_comp (kW)`	kW
Puissance condenseur	`Q_cond (kW)`	kW

Extrait de df_study (R134a) — une ligne par couple (source, cible) valide :

T_source	T_cible	Lift	COP	W_comp	Q_cond	Eta Carnot
5	40	35	6,28	29,2	183,3	70,1 %
10	40	30	7,40	24,5	181,6	70,9 %
0	50	50	4,30	41,3	177,4	66,5 %

Plot sauvegardé par l’étude paramétrique (argument save_fig) :

Plot paramétrique réel COP et puissance compresseur Chiller — Sortie réelle : figure à deux panneaux — à gauche le COP chauffage en fonction du lift thermique, à droite la puissance compresseur en fonction de la température cible, avec une courbe par température source.

Méthodes

ch.calculate_cycle() — Calcule le cycle complet
ch.df — DataFrame de synthèse (EER, COP, puissances, pressions)
ch.print_results() — Affiche le df de chaque composant
ch.plot() — Diagramme T-S du cycle
ch.summary() — Synthèse technique du cycle
Chiller.parametric_study(...) — Étude paramétrique COP, EER, lift et puissance compresseur