CH714328A2 - Système de pompe-à-chaleur à compression avec extraction de vapeur pour la récupération de chaleur. - Google Patents
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Abstract
Cette invention concerne un système de pompe à chaleur à compression avec extraction de vapeur pour la récupération de chaleur. Une partie du débit du réfrigérant est extrait du compresseur à une pression intermédiaire (1) alors que le débit restant est comprimé jusqu’à la différence de pression finale. Ainsi, dans des applications de récupération de chaleur, ce système permet entre autres de produire de chaleur, du froid et/ou de l’électricité.
Description
Description
Objet [0001] L’invention concerne un système de chauffage et/ou de réfrigération à compression avec une extraction de vapeur à une pression intermédiaire ce qui permet d’augmenter la capacité de production de chaleur ou de froid de l’installation et, ainsi, augmenter son efficacité.
Description de l’invention
Etat de la technique [0002] Dans les machines du type pompe à chaleur il est connue, en pratique, pour augmenter l’efficacité, de procéder à de l’injection de vapeur, à une pression intermédiaire, au niveau du compresseur. L’extraction de vapeur est, quant à elle, fréquemment utilisée dans les systèmes de production d’électricité, avec le même objectif d’augmenter l’efficacité du système. Elle est communément appelée soutirage dans le cycle vapeur pour les installations de moyennes à grandes puissances ou dans le Organic Rankine Cycle (ORC) pour les installations de petites puissances. Jusqu’à maintenant, le seul cas d’utilisation de l’extraction de vapeur dans un système de chauffage et/ou de réfrigération est répertorié dans un système de réfrigération à absorption dans lequel le compresseur est utilisé pour booster les performances du système. Cette utilisation faisait l’objet d’un brevet d’invention: Malewski et al., US Patent N° 4 505 133; Absorbtion Réfrigération System with booster compressor and extraction of a partial vapor flow at an intermediate pressure, 1985. Cependant cette invention est tombée, depuis, dans le domaine public.
Inconvénients [0003] Malgré l’utilisation d’un booster, il n’en demeure pas moins que le coefficient de performance (COP) des systèmes à absorption est relativement faible (comparé à celui d’une machine à compression). Ses performances étant intéressantes uniquement pour des puissances thermiques importantes, son utilisation se limite aux installations de grandes tailles. Par ailleurs, dans sa conception, ce système, décrit dans le brevet cité plus haut, ne peut être utilisé que pour faire de la réfrigération.
Problèmes techniques et solutions [0004] Cette présente invention, basée sur deux cycles thermiques bien connus à savoir le cycle à compression de vapeur et le cycle de Rankine organique (ORC), est destinée à faire de la tri-génération d’énergie. C’est-à-dire, en fonction de l’application, de produire du chaud (pour le chauffage) du froid (pour la réfrigération) et/ou de l’électricité. Cet objectif est réalisé, comme il est réclamé dans la revendication 1, en soutirant une partie du débit de vapeur du compresseur (dans le cycle à compression), à une pression intermédiaire, pour l’utiliser dans le cycle ORC.
Avantages [0005] Outre le fait de faire de la tri-génération d’énergie, ce système permet d’avoir une meilleure efficacité et/ou une capacité thermique. En effet, du fait que la vapeur soutirée est comprimée de la basse pression à une pression intermédiaire, la quantité d’électricité consommée par le compresseur est moindre. En plus, si on considère qu’une petite partie du débit total de vapeur est extraite du compresseur et traverse le générateur, il en résulte une plus faible demande de puissance thermique au niveau de ce dernier.
Explication détaillée
Enumération des figures [0006] L’invention va être exposée de manière plus détaillée à l’aide d’un exemple de réalisation représenté par les dessins ci-dessous:
Dans la fig. 1 est représentée la configuration avec une vanne de détente.
La fig. 2 montre une configuration où cette vanne de détente est remplacée par une turbine.
La fig. 3 correspond au remplacement du compresseur à extraction par deux compresseurs distincts. Réalisation de l’invention [0007] Le fluide de travail utilisé est un fluide organique de la famille des réfrigérants. A travers le compresseur (compressor), une partie du fluide de travail est comprimée à une pression intermédiaire (P) 1 alors que l’autre partie est comprimée jusqu’à la haute pression (P·,) 2. À la pression P,, la vapeur est condensée en passant à travers un échangeur de chaleur utilisé comme condenseur basse température (LT condenser). Ainsi, la vapeur se transforme en liquide 3 qui est
Claims (6)
1. Un système de conversion d’énergie fonctionnant suivant le cycle de compression de vapeur dans lequel on réalise les opérations suivantes: extraction après le premier étage du compresseur d’au moins une partie d! du débit du vapeur de réfrigérant à une pression intermédiaire favorable à sa condensation et compression du débit de vapeur restant d2 - au niveau du deuxième étage du compresseur - jusqu’à la pression finale entraînant ainsi une réduction de l’énergie requise par le compresseur, injection de ce débit d! de réfrigérant extrait du compresseur dans un échangeur de chaleur pour le transformer en liquide; pompage de ce liquide à une pression suffisante dans le but de l’utiliser pour faire de la récupération de chaleur.
2. Un système de conversion d’énergie selon la revendication 1, dans lequel le premier étage du compresseur et le second étage du compresseur sont représentés par deux ou plusieurs compresseurs complètement distincts.
3. Un système de conversion d’énergie selon la revendication 1, dans lequel ce liquide pompé de débit di est ensuite évaporé dans un échangeur de chaleur utilisé comme générateur.
4. Un système de conversion d’énergie selon les revendications 1 et 3, dans lequel, à la sortie du générateur, la vapeur est détendue à travers une vanne de détente puis mélangé avec la vapeur de débit d2 provenant du deuxième étage du compresseur. Le mélange ainsi obtenu est condensé dans un échangeur de chaleur, puis détendu à travers une vanne de détente et ensuite évaporé dans un autre échangeur de chaleur pour finalement être aspiré par le compresseur.
5. Un système de conversion d’énergie selon la revendication 4, dans lequel on utilise un échangeur qui joue le rôle de régénérateur pour préchauffer le liquide de débit di, entre la pompe et le générateur, avec le mélange de débit d! + d2 qui sort de l’échangeur de chaleur dans lequel il est condensé.
6. Un système de conversion d’énergie selon les revendications 4 et 5, dans lequel laquelle la vanne de détente du débit de vapeur d! est remplacée par un turbo-générateur qui, au passage, va produire de l’électricité.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CH01377/17A CH714328A2 (fr) | 2017-11-15 | 2017-11-15 | Système de pompe-à-chaleur à compression avec extraction de vapeur pour la récupération de chaleur. |
Applications Claiming Priority (1)
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| CH01377/17A CH714328A2 (fr) | 2017-11-15 | 2017-11-15 | Système de pompe-à-chaleur à compression avec extraction de vapeur pour la récupération de chaleur. |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CH714328A2 true CH714328A2 (fr) | 2019-05-15 |
Family
ID=64426627
Family Applications (1)
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| CH01377/17A CH714328A2 (fr) | 2017-11-15 | 2017-11-15 | Système de pompe-à-chaleur à compression avec extraction de vapeur pour la récupération de chaleur. |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| CH (1) | CH714328A2 (fr) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP4296478A1 (fr) * | 2022-06-21 | 2023-12-27 | Noditech AB | Procédé de fonctionnement d'un système à cycle thermique, système à cycle thermique et procédé de modification d'un système à cycle thermique |
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2017
- 2017-11-15 CH CH01377/17A patent/CH714328A2/fr not_active Application Discontinuation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP4296478A1 (fr) * | 2022-06-21 | 2023-12-27 | Noditech AB | Procédé de fonctionnement d'un système à cycle thermique, système à cycle thermique et procédé de modification d'un système à cycle thermique |
| WO2023247633A1 (fr) * | 2022-06-21 | 2023-12-28 | Noditech Ab | Procédé de fonctionnement d'un système à cycle thermique, système à cycle thermique et procédé de modification d'un système à cycle thermique |
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