Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
RÉSUMÉ
En utilisant plusieurs sources de chaleur, les convertisseurs thermiques produisent de l’énergie mécanique, du froid ou encore de la chaleur.
Le nombre de ces convertisseurs thermiques pour des systèmes dithermes ou trithermes est limité par la thermodynamique.
Parmi les solutions les plus intéressantes pour l’énergétique, les systèmes dithermes comme les réfrigérateurs , les pompes à chaleur ,les moteurs thermiques , sont bien connus mais il existe également des systèmes dithermes à compression-absorption. Les systèmes trithermes comprennent les systèmes à sorption ainsi que les systèmes à éjection, notamment le cycle transcritique au CO2 à éjection.
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Using several heat sources, heat transformers can produceeither power, refrigeration or heat.
A typology of those heat transformers is presented for two-temperature and three-temperature levels systems. The number of such heat transformers is limited due to thermodynamics.
Among the most interesting solutions for energy, well-known two-temperature levels systems (refrigerators and heat engines) are mentioned but also a compression-absorption system. More space is devoted to three-temperature levels systems including sorption systems as well as ejector systems, including a transcritical CO2 cycle using an ejector.
Auteur(s)
-
Francis MEUNIER : Professeur émérite au Conservatoire national des arts et métiers - Directeur honoraire de l’IFFI (Institut Français du Froid Industriel), Paris, France
-
Pierre NEVEU : Professeur, Université de Perpignan, Via Domitia, Perpignan, France - Cet article est la réédition actualisée de l'article [BE 9 734] intitulé « Machines frigorifiques – Classification » rédigé par Maxime DUMINIL en 2002.
INTRODUCTION
Les convertisseurs thermiques (machines frigorifiques, pompes à chaleur, thermotransformateurs) dont il est question dans cet article sont des systèmes qui, à partir d’au moins deux sources de chaleur à des températures différentes, peuvent produire de l’énergie mécanique, du froid et/ou de la chaleur.
Des cas particulièrement courants de convertisseur thermique sont constitués par les moteurs thermiques ainsi que les réfrigérateurs qui correspondent à des systèmes dithermes. Mais, il existe également des systèmes trithermes.
Avant de présenter une typologie des convertisseurs thermiques, il faut d’abord rappeler les contraintes introduites par les deux premiers principes de la thermodynamique pour la conception et la réalisation de tels systèmes.
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MOTS-CLÉS
KEYWORDS
adsorption | thermodynamic | absorption | ejection
VERSIONS
- Version archivée 1 de juil. 2002 par Maxime DUMINIL
DOI (Digital Object Identifier)
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Présentation
Conclusion
En anglais
6. Polygénération
Dans un souci d’utilisation rationnelle de l’énergie, il n’y a pas de raison de s’arrêter aux systèmes trithermes. C’est ainsi que des systèmes plus sophistiqués existent faisant appel à plus de trois niveaux de températures. Nous n’en citons qu’un ici, il s’agit de la trigénération.
Avec un système ditherme, on peut produire, à partir de chaleur à haute température, de l’énergie mécanique et de la chaleur à moyenne température. Cette chaleur à moyenne température peut être récupérée pour faire fonctionner un système tritherme. Grâce à ce couplage, on obtient un système quadritherme (figure 21) :
-
de la chaleur est consommée à haute température à Tsc ;
-
de l’énergie mécanique est produite ;
-
de la chaleur est produite à une première température intermédiaire T int,1.
Cette chaleur est utilisée partiellement ou en totalité pour activer un système tritherme à sorption et éventuellement pour produire de l‘eau chaude sanitaire ;
-
du froid est produit à Tsf par le système tritherme ;
-
enfin, de la chaleur est rejetée à la seconde température intermédiaire T int,2.
On a :
Exemple
Si η = 0,3 et COP 3T = 0,7 ; on obtient :
Si on peut valoriser une partie de la chaleur à T int,2, le rendement sera encore meilleur.
De tels systèmes sont couramment utilisés avec des unités de cogénération au gaz naturel. Cela permet une production autonome et décentralisée ainsi que la production d’ECS et de climatisation.
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - MEUNIER (F.) - Aide-mémoire de thermodynamique. - Dunod éditeur (2012).
-
(2) - ALEFELD (G.), RADERMACHER (R.) - Heat conversion systems. - CRC Press éditeur (1994).
-
(3) - WU (W), WANG (B.), SHI (W.), LI (X.) - Absorption heating technologies : A review and perspectives. - Applied Energy, 130, 51-71 (2014).
-
(4) - * - https://engie-axima.fr/wp-content/uploads/engieaxima_greenpac_140217.pdf
-
(5) - MEUNIER (F.), RIVET (P.), TERRIER (M.F.) - Production du froid. - Dunod éditeur (2015).
-
(6) - WONGSUWAN (W.), KUMAR (S.), MEUNIER (F.), NEVEU (P.) - A review of chemical heat pump technology and applications. - Applied Thermal Eng.,Vol. 21, 15, pp. 1489-1519 (2001).
- ...
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