Instrumente pentru valorizarea caloriilor

Rezumatul fișierului

Capabilă să producă căldură din frig, pompa de căldură este utilizată în clădire pentru a încălzi apa prin preluarea caloriilor din aerul exterior. Cu toate acestea, instrumentul este încă la început. Promite la fel de mult în industrie, unde așa-numitele pompe de căldură „cu temperatură foarte ridicată” ar putea produce foarte cald din călduț.

„Industria produce o mulțime de respingeri sub 90 ° C, dar rareori este economic să le exploatezi cu tehnicile actuale. Obiectivul acestor dispozitive este recuperarea surselor la 60 sau 70 ° C pentru a le aduce la o temperatură cuprinsă între 110 ° și 130 ° C sau chiar dincolo ”, explică Laurent Levacher, directorul laboratorului European Ecleer. Acest institut reunește EDF R&D, Mines ParisTech și Școala Federală Politehnică din Lausanne (EPFL) pentru a aduce instrumentele de performanță energetică cu potențial ridicat la maturitate. „Ținta” sa preferată: procesarea alimentelor, mari fani ai încălzirii și răcirii succesive, esențiale pentru lanțul de procesare a produselor. Fabricile de brânzeturi Bel evaluează, prin urmare, cu sprijinul Mines ParisTech, generalizarea pompelor de căldură la temperatură ridicată pentru a recupera căldura din condensatoarele concentratorului și efluenții de spălare.

Pompe de căldură mai eficiente

În cele din urmă, democratizarea pompelor de căldură industriale depinde de plafoanele de temperatură și de performanța generală a pompelor, care sunt împinse în mod constant înapoi. „Cu cât suntem mai capabili să încălzim, cu atât mai mult atingem utilizările industriale și, prin urmare, cu atât mai multe posibilități deschidem pentru recuperare”, subliniază Laurent Levacher. Unii producători oferă deja pompe care se ridică la 110 ° C în gama lor comercială. Spre comparație, pompele de căldură tradiționale funcționează în casă între o sursă de apă sau aer în jurul valorii de 25 ° C, pentru a furniza un fluid a cărui temperatură este cuprinsă între 50 și 60 ° C.

„Nu există nicio îndoială cu privire la interesul energetic și economic al pompei de căldură în industrie. Timpul de recuperare a scăzut cu un factor de 2,5 între 2002 și astăzi ”, notează fostul director al EDF R&D Yves Bamberger într-un document rezumat dedicat rolului electricității în eficiență. În plus față de feedback-ul de experiență de la pompele convenționale, mecanismul de bază al acestor dispozitive, care se bazează pe ciclurile de compresie și expansiune ale unui fluid de lucru, a fost revizuit și adaptat. Alegerea acestui lichid este crucială: temperaturile sale de evaporare și condensare determină intervalele de funcționare ale pompei. La fel de crucială este implementarea sa într-un sistem compact, atrăgând caloriile prin schimbătoare de căldură eficiente. Proiectul Paco, finanțat de ANR, indică aceste tendințe. Principalul său jucător, producătorul Johnson Controls, dorește să dezvolte un dispozitiv capabil să livreze până la 130 ° C folosind cel mai obișnuit fluid de lucru: apa.

Vânătoarea de calorii nu se oprește cu pompele de căldură. Pentru depozitele mai fierbinți, „ciclurile organice Rankine”, sau ORC, își pregătesc de asemenea mica revoluție. Bine cunoscut de ingineri, ciclul Rankine se găsește în special în centrul motoarelor cu aburi pentru producția de energie electrică. Evaporarea apei antrenează o turbină.

La fel ca pompele de căldură, ORC a fost reinventat. Obiectiv: recuperarea surselor între 150 și 300 ° C. „Ciclul clasic Rankine este ideal pentru transformarea căldurii în electricitate. cu condiția ca temperatura să fie suficient de ridicată pentru a obține apă supraîncălzită. Conceptul este relevant în centralele termice, dar sub 400 ° C riscul de condens poate apuca mașina. Într-un ORC, apa este înlocuită de un fluid organic ale cărui caracteristici fizico-chimice fac posibilă lucrul la intervale de temperatură și la puteri mult mai mici, între 50 kW și 3 MW ”, explică Gilles David, CEO al Enertime.

Abur supraîncălzit pentru a genera electricitate

Societatea pariziană a făcut o specialitate a ORC-urilor. A instalat un prim modul în turnătoria FMGC din Sudan (Loire-Atlantique), în Pays-de-Loire (Franța). Numit Orchid, convertește „vânturile fierbinți” la 200 ° C, lăsând o cameră de ardere a unei cupole. Această căldură, care este dificil de recuperat pe amplasament, este astfel utilizată pentru a produce aproximativ 5.000 MWh de energie electrică pe an în rețeaua internă a centralei. Beneficiu colateral: turnurile de răcire a aerului utilizate anterior pentru neutralizarea acestuia ar putea fi oprite.