News aus der Wärmepumpen-Forschung - FWS

News aus der Wärmepumpen-Forschung
18. Tagung des BFE-Forschungsprogramms
«Wärmepumpen und Kälte»
27. Juni 2012, HTI Burgdorf
Seite 123
Les valeurs de rendement exergétique [9] données dans le Tableau 4 permettent de comparer
ce système à d’autres pompes à chaleur à entrainement thermique qui opèrent dans des
conditions différentes. ηex,ma est le rendement exergétique de la machine seule, c’est-à-dire
sans prendre en compte les échanges de chaleur avec les sources, l’eau de chauffage et l’ECS,
et ηex,sys est le rendement exergétique du système complet [7]. Pour les modes de
fonctionnement avec production d’eau de chauffage (tous les modes sauf « Été »), les
rendements exergétiques machine et système de l’ORC-ORC sont comparables à ceux estimés
pour les pompes à chaleur à entrainement thermique les plus performantes [7].
Simulation du système entièrement déterminé
La troisième étape dans le processus de conception et d’analyse est la simulation du système
entièrement défini (Figure 7). Sur la base des résultats de l’étape précédente (synthèse et
évaluation du réseau d’échangeur), une turbine et un compresseur adaptés peuvent être
sélectionnés. Le but de cette troisième étape est d’évaluer le COP maximum qui peut être
atteint en fonction de la puissance thermique fournie et la plage de puissance qui peut être
couverte avec un groupe turbine-compresseur et un réseau d’échangeurs donnés. Un modèle
du groupe turbine-compresseur a été développé et permet de prédire ses caractéristiques en
fonction de la géométrie de la turbine, du compresseur et des paliers à gaz. Un modèle 1-D de
compresseur centrifuge et un modèle des paliers gaz déjà existants, développés au
LENI/EPFL [10], ont été utilisés et un modèle 1-D de turbine radiale a été développé dans le
cadre de ce projet.
La Figure 12 montre un exemple de résultats de simulation d’un système entièrement
déterminé. Cette figure montre les courbes de fonctionnement (COP max. en fonction de la
puissance thermique fournie au système de chauffage) pour trois designs différents des aubes
directrices de la turbine. Ces courbes sont obtenues en optimisant les paramètres contrôlables
du système, comme la température d’entrée de la turbine et la surchauffe à l’entrée du
compresseur.
Figure 12: Comparaison des performances (COP max. en fonction de la puissance thermique
fournie au système de chauffage) qui peuvent être atteintes avec différentes géométries des
aubes directrices de la turbine (Fluide de travail : R134a ; Puissance fournie à l’ECS : 8kW ;
Géométries compresseur et turbine : prototypes expérimentaux)