FR3084913A1 - Systeme thermique a circuit rankine - Google Patents

Systeme thermique a circuit rankine Download PDF

Info

Publication number
FR3084913A1
FR3084913A1 FR1857410A FR1857410A FR3084913A1 FR 3084913 A1 FR3084913 A1 FR 3084913A1 FR 1857410 A FR1857410 A FR 1857410A FR 1857410 A FR1857410 A FR 1857410A FR 3084913 A1 FR3084913 A1 FR 3084913A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
rankine
chamber
circuit
thermal system
pump
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
FR1857410A
Other languages
English (en)
Other versions
FR3084913B1 (fr
Inventor
Julien Rapior
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Faurecia Systemes dEchappement SAS
Original Assignee
Faurecia Systemes dEchappement SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Faurecia Systemes dEchappement SAS filed Critical Faurecia Systemes dEchappement SAS
Priority to FR1857410A priority Critical patent/FR3084913B1/fr
Priority to DE102019121076.3A priority patent/DE102019121076A1/de
Priority to KR1020190096848A priority patent/KR102315299B1/ko
Priority to US16/535,531 priority patent/US11028756B2/en
Publication of FR3084913A1 publication Critical patent/FR3084913A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of FR3084913B1 publication Critical patent/FR3084913B1/fr
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K23/00—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids
    • F01K23/02—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled
    • F01K23/06—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle
    • F01K23/10—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle with exhaust fluid of one cycle heating the fluid in another cycle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K9/00—Plants characterised by condensers arranged or modified to co-operate with the engines
    • F01K9/003—Plants characterised by condensers arranged or modified to co-operate with the engines condenser cooling circuits
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N5/00—Exhaust or silencing apparatus combined or associated with devices profiting by exhaust energy
    • F01N5/02—Exhaust or silencing apparatus combined or associated with devices profiting by exhaust energy the devices using heat
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D17/00—Regulating or controlling by varying flow
    • F01D17/10—Final actuators
    • F01D17/12—Final actuators arranged in stator parts
    • F01D17/14—Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits
    • F01D17/141—Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits by means of shiftable members or valves obturating part of the flow path
    • F01D17/145—Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits by means of shiftable members or valves obturating part of the flow path by means of valves, e.g. for steam turbines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K13/00—General layout or general methods of operation of complete plants
    • F01K13/02—Controlling, e.g. stopping or starting
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02G—HOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02G5/00—Profiting from waste heat of combustion engines, not otherwise provided for
    • F02G5/02—Profiting from waste heat of exhaust gases
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K11/00—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves
    • F16K11/10—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with two or more closure members not moving as a unit
    • F16K11/105—Three-way check or safety valves with two or more closure members
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K1/00—Steam accumulators
    • F01K1/16—Other safety or control means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P7/00—Controlling of coolant flow
    • F01P7/14—Controlling of coolant flow the coolant being liquid
    • F01P2007/146—Controlling of coolant flow the coolant being liquid using valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00—Control or safety arrangements
    • F24F11/70—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof
    • F24F11/72—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the supply of treated air, e.g. its pressure

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Abstract

Système thermique (10) comprenant : - un dispositif (12) de récupération de chaleur à cycle Rankine comprenant un circuit Rankine (14), le circuit Rankine (14) comprenant un premier échangeur de chaleur (18), un détendeur (22), un condenseur (23 ; 23') et une première pompe (24), - un dispositif de refroidissement (28) comprenant un circuit de refroidissement (30), ledit circuit de refroidissement (30) comprenant un second échangeur de chaleur (34), une seconde pompe (36), et un troisième échangeur de chaleur (38) avec un dispositif à refroidir. Le système comporte un dispositif (26) de régulation de la pression dans le circuit Rankine (14) comprenant une enveloppe délimitant un espace, et logeant une partie mobile séparant l'espace en des première et seconde chambres, la première chambre communiquant avec le circuit Rankine (14) et la seconde chambre communiquant avec le circuit de refroidissement (30).

Description

Système thermique à circuit Rankine
La présente invention concerne un système thermique, notamment pour un véhicule automobile.
Les moteurs à combustion interne standard ont un faible rendement. En effet, seulement 20 à 30 % de l'énergie du combustible est convertie en énergie mécanique, alors que le reste est dissipé dans l'environnement sous forme d'énergie thermique, cette perte d'énergie étant dissipée dans les gaz d'échappement et dans un dispositif de refroidissement du véhicule.
Afin de récupérer une partie de cette énergie, il existe déjà, dans l’état de la technique, un système thermique comprenant un dispositif de récupération de chaleur à cycle Rankine, comprenant un circuit Rankine, dans lequel circule un fluide de travail (dit fluide Rankine), le circuit comprenant un premier échangeur de chaleur dans lequel le fluide Rankine récupère de la chaleur à une source de chaleur, un détendeur, un condenseur et une première pompe.
Un tel dispositif de récupération de chaleur à cycle Rankine permet de convertir l'énergie thermique en énergie mécanique ou électrique.
La première pompe permet de comprimer et de faire circuler le fluide Rankine. Ce fluide Rankine entre ensuite dans le premier échangeur de chaleur, dans lequel la chaleur des gaz d'échappement ou du dispositif de refroidissement est utilisée pour évaporer le fluide Rankine. Cette vapeur à haute pression passe ensuite par un détendeur où elle est expansée en vapeur à basse pression. Ce détendeur peut être un détendeur volumétrique, comme un piston ou une spirale, ou un détendeur dynamique comme une turbine. Ce détendeur produit de l'énergie mécanique et cette énergie mécanique peut être convertie en électricité à l'aide d'un générateur électrique. La vapeur à basse pression est ensuite refroidie et condensée dans le condenseur.
Il est à noter que le fluide Rankine peut être sujet à des variations de pression entre le détendeur et la pompe, ce qui peut dans certains cas entraîner une cavitation de la pompe.
L’invention a notamment pour but de remédier à cet inconvénient, en proposant un système thermique dans lequel la pression entre le détendeur et la pompe du dispositif de récupération de chaleur à cycle Rankine est régulée automatiquement, sans nécessiter de vanne de régulation.
A cet effet, l’invention a notamment pour objet un système thermique, notamment pour véhicule automobile, du type comprenant :
- un dispositif de récupération de chaleur à cycle Rankine comprenant un circuit Rankine, dans lequel circule un fluide Rankine, le circuit Rankine comprenant un premier échangeur de chaleur dans lequel le fluide Rankine récupère de la chaleur à une source de chaleur, un détendeur, un condenseur et une première pompe,
- un dispositif de refroidissement comprenant un circuit de refroidissement dans lequel circule un fluide réfrigérant, ledit circuit de refroidissement comprenant un second échangeur de chaleur dans lequel le fluide réfrigérant cède de la chaleur à une source froide, une seconde pompe, et un troisième échangeur de chaleur avec un dispositif à refroidir, le système thermique comportant un dispositif de régulation de la pression dans le circuit Rankine, ledit dispositif de régulation de la pression comprenant une enveloppe délimitant un espace, et logeant une partie mobile séparant l’espace en des première et seconde chambres, la première chambre communiquant avec le circuit Rankine et la seconde chambre communiquant avec le circuit de refroidissement.
L’invention prévoit d’utiliser la pression dans le dispositif de refroidissement pour contrôler la pression entre le détendeur et la pompe du dispositif de récupération de chaleur à cycle Rankine.
Un système thermique selon l’invention peut en outre comporter l’une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises seules ou selon toutes combinaisons techniquement envisageables :
- Le dispositif de régulation de la pression comporte :
- une entrée de fluide Rankine sous forme gazeuse dans la première chambre et une sortie de fluide Rankine sous forme liquide depuis la première chambre,
- un conduit d’entrée de fluide réfrigérant dans la seconde chambre et un conduit de sortie de fluide réfrigérant depuis la seconde chambre, et
- le condenseur, formé par une conduite d’échange de chaleur s’étendant dans la première chambre et dans laquelle circule le fluide réfrigérant.
- Le système thermique comporte une vanne, et en particulier une vanne à trois voies, dont une voie est connectée à la seconde chambre et une autre voie est connectée à la conduite d’échange de chaleur du condenseur.
- Le dispositif de régulation de la pression est disjoint du condenseur, la première chambre du dispositif de régulation de la pression communiquant avec le circuit Rankine entre le condenseur et la première pompe.
- La seconde chambre est reliée au circuit de refroidissement par l’intermédiaire d’une vanne, la vanne étant de préférence une vanne à trois voies agencée en parallèle de la seconde pompe, comprenant une première voie reliée à la seconde chambre, une seconde voie connectée en amont de la seconde pompe et une troisième voie connectée en aval de la seconde pompe.
- La partie mobile du dispositif de régulation de la pression est choisie parmi une membrane, un piston ou une vessie.
- Le dispositif à refroidir est un moteur thermique, la source de chaleur étant formée par un gaz d’échappement provenant de ce moteur thermique.
- Le circuit de refroidissement comporte un réservoir d’expansion.
L’invention concerne également une ligne d’échappement, notamment de véhicule automobile, comportant un système thermique tel que décrit précédemment.
L’invention concerne également un véhicule, notamment un véhicule automobile, comportant une ligne d’échappement telle que décrite précédemment.
L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple et faite en se référant aux figures annexées, parmi lesquelles :
- La figure 1 est une vue schématique d’un système thermique selon un premier exemple de mode de réalisation de l’invention ;
- La figure 2 est une vue schématique d’un dispositif de régulation de la pression équipant le système thermique de la figure 1 ;
- La figure 3 est une vue schématique d’un système thermique selon un deuxième exemple de mode de réalisation de l’invention ;
- La figure 4 est une vue schématique d’un système thermique selon un troisième exemple de mode de réalisation de l’invention.
On a représenté, sur la figure 1, un système thermique 10, notamment destiné à équiper un véhicule automobile.
Le système thermique 10 comporte un dispositif 12 de récupération de chaleur à cycle Rankine comprenant un circuit Rankine 14, dans lequel circule un fluide Rankine 16, le circuit Rankine 14 comprenant un premier échangeur de chaleur 18 dans lequel le fluide Rankine 16 récupère de la chaleur à une source de chaleur 20, un détendeur 22, un condenseur 23 et une première pompe 24.
Par exemple, la source de chaleur 20 est un gaz d’échappement.
Conformément à ce premier mode de réalisation, le condenseur 23 est inclus dans un dispositif 26 de régulation de la pression, représenté plus en détail sur la figure 2. Ce dispositif 26 de régulation de la pression est agencé en aval du détendeur 22 et en amont de la première pompe 24, en d’autres termes dans une partie basse pression du circuit Rankine 14.
Le système thermique 10 comporte par ailleurs un dispositif de refroidissement 28 comprenant un circuit de refroidissement 30, dans lequel circule un fluide réfrigérant 32. Le circuit de refroidissement 30 comprend un second échangeur de chaleur 34 dans lequel le fluide réfrigérant 32 cède de la chaleur à une source froide, une seconde pompe 36, et un troisième échangeur de chaleur 38 avec un dispositif à refroidir, le dispositif à refroidir étant par exemple un moteur du véhicule automobile.
Le circuit de refroidissement 30 comporte également, de manière classique, un réservoir d’expansion 40.
Avantageusement, le réservoir d’expansion 40 remplit les conditions opératoires suivantes :
- une pression comprise entre 1,2 et 2,2 bars, par exemple comprise entre 1,3 et 2 bars, et de préférence entre 1,4 et 1,7 bars,
- une température comprise entre 45 et 100°C, parexemple comprise entre 55 et 90°C, et de préférence entre 65 et 80°C.
Sous ces conditions opératoires, le fluide Rankine 16 est de l’éthanol.
Comme indiqué précédemment, le système thermique 10 selon l’invention comporte ledit dispositif 26 de régulation de la pression dans le circuit Rankine 14, représenté plus en détail sur la figure 2.
Le dispositif de régulation de la pression 26 comporte une enveloppe 42 délimitant un espace, et logeant une partie mobile 44 séparant l’espace en des première 46 et seconde 48 chambres. La première chambre 46 communique avec le circuit Rankine 14, et elle est donc remplie de fluide Rankine 16, et la seconde chambre 48 communique avec le circuit de refroidissement 30, et elle est donc remplie de fluide réfrigérant 32.
Conformément à ce mode de réalisation, la première chambre 46 loge le condenseur 23, qui est formé par une conduite d’échange de chaleur, de préférence pourvue d’ailettes, et dans laquelle circule le fluide réfrigérant 32.
Grâce au dispositif de régulation de la pression 26, la pression est transmise au fluide Rankine 16 par l’intermédiaire de la partie mobile 44 qui sépare le fluide Rankine 16 du fluide réfrigérant 32.
On notera que la partie mobile 44 peut être formée par une membrane, une vessie, ou en variante par un piston.
La pression dans le dispositif de régulation de la pression 26 est la même que celle dans le réservoir d’expansion 40 du circuit de refroidissement 30. Cette pression dépend de la dilatation thermique du fluide réfrigérant 32, donc de sa température.
Il est à noter que la pression de saturation en amont de la première pompe 24 est inférieure à la pression dans le réservoir d’expansion 40.
Conformément au mode de réalisation représenté sur la figure 2, le dispositif de régulation de la pression 26 comporte un conduit d’entrée 50 de fluide réfrigérant 32 et un conduit de sortie 52 de fluide réfrigérant 32, connectés au circuit de refroidissement 30 et débouchant de part et d’autre de la seconde chambre 48. Ainsi, le fluide réfrigérant 32 peut circuler dans la seconde chambre 48, ce qui évite une surchauffe de ce fluide réfrigérant 32 due à sa proximité avec le fluide Rankine 16 dans le dispositif de régulation de la pression 26.
Avantageusement, le conduit d’entrée 50 est connecté au circuit de refroidissement 30 par l’intermédiaire d’une vanne 54, permettant de contrôler le débit de fluide réfrigérant 32 à travers la seconde chambre 48.
La vanne 54 est par exemple une vanne à trois voies, comprenant une première voie connectée au circuit de refroidissement 30, une seconde voie connectée à la seconde chambre 48 et plus particulièrement au conduit d’entrée 50 de fluide réfrigérant 32 dans la seconde chambre 48, et une troisième voie connectée à la conduite d’échange de chaleur du condenseur 23. Ainsi, la vanne 54 permet également de contrôler le flux de fluide réfrigérant 32 à travers le condenseur 23, afin de contrôler la température du fluide Rankine 16 en sortie de ce condenseur 23, donc en entrée de la première pompe 24.
Le fonctionnement du système thermique 10 selon le premier mode de réalisation va maintenant être décrit.
Le fluide Rankine 16 prend de la chaleur dans le premier échangeur 18, puis est détendu dans le détendeur 22, avant de parvenir sous forme gazeuse dans la première chambre 46, où il est condensé sous forme liquide avant de ressortir de la première chambre 46 en direction de la première pompe 24.
Dans le circuit de refroidissement 30, le fluide réfrigérant 32, entraîné par la seconde pompe 36, récupère des calories au troisième échangeur de chaleur 38, pour les restituer au second échangeur de chaleur 34, de manière classique.
Une partie du fluide réfrigérant 32 est toutefois déviée vers le dispositif de régulation de la pression 26, et plus particulièrement vers le condenseur 23 et vers la seconde chambre 48. Le débit de cette partie de fluide réfrigérant 32 est régulé par la vanne 54.
La pression du fluide réfrigérant 32 est transmise au fluide Rankine 16 par l’intermédiaire de la partie mobile 44, compensant ainsi les variations de volume du fluide Rankine 16.
Le fluide réfrigérant 32 sortant du dispositif de régulation de la pression 26 passe ensuite dans le second échangeur de chaleur 34 où il est refroidit.
On a représenté, sur la figure 3, un système thermique 10 selon un deuxième exemple de mode de réalisation de l’invention. Sur cette figure, les éléments analogues à ceux des figures précédentes sont désignés par des références identiques, et ne seront pas décrits à nouveau.
Le système thermique 10 selon ce second mode de réalisation diffère de celui du premier mode de réalisation en ce que le condenseur 23’ et le dispositif de régulation de la pression 26’ sont disjoints.
Le condenseur 23’ est alors agencé en aval du détendeur 22 et en amont du dispositif de régulation de la pression 26’.
Le dispositif de régulation de la pression 26’ comporte une enveloppe 42’, délimitant un espace et logeant une partie mobile 44’ séparant l’espace en des première 46’ et seconde 48’ chambres. La partie mobile 44’ est par exemple une membrane, un piston ou une vessie.
La première chambre 46’ communique avec le circuit Rankine 14, et plus particulièrement avec une première branche 56 reliant le condenseur 23’ à la première pompe 24.
La seconde chambre 48’ communique avec le circuit de refroidissement 30, et plus particulièrement avec une seconde branche 58 reliant le second échangeur de chaleur 34 à la seconde pompe 36.
Le fonctionnement de la régulation de la pression dans le circuit Rankine 14 est similaire à celui décrit précédemment pour le premier mode de réalisation.
On a représenté, sur la figure 4, un système thermique 10 selon un troisième exemple de mode de réalisation de l’invention. Sur cette figure, les éléments analogues à ceux des figures précédentes sont désignés par des références identiques, et ne seront pas décrits à nouveau.
Le système thermique 10 selon ce troisième mode de réalisation diffère de celui du second mode de réalisation en ce que la seconde chambre 48’ est connectée au circuit de refroidissement 30 par l’intermédiaire d’une vanne 60.
Plus particulièrement, la vanne 60 est une vanne à trois voies agencée en parallèle de la seconde pompe 36, comprenant une première voie reliée à la seconde chambre 48’, une seconde voie connectée en amont de la seconde pompe 36 et une troisième voie connectée en aval de la seconde pompe 36.
Le fonctionnement de la régulation de la pression dans le circuit Rankine 14 est similaire à celui décrit précédemment pour le second mode de réalisation, à l’exception du fait que, grâce à la vanne 60, la seconde chambre 48’ peut être reliée au circuit de refroidissement 30 en amont ou en aval de la seconde pompe 36, en fonction de la pression souhaitée.
On notera que l’invention n’est pas limitée aux modes de réalisation précédemment décrits, mais pourrait présenter diverses variantes.

Claims (10)

  1. REVENDICATIONS
    1. Système thermique (10), notamment pour véhicule automobile, du type comprenant :
    - un dispositif (12) de récupération de chaleur à cycle Rankine comprenant un circuit Rankine (14), dans lequel circule un fluide Rankine (16), le circuit Rankine (14) comprenant un premier échangeur de chaleur (18) dans lequel le fluide Rankine (16) récupère de la chaleur à une source de chaleur (20), un détendeur (22), un condenseur (23 ; 23’) et une première pompe (24),
    - un dispositif de refroidissement (28) comprenant un circuit de refroidissement (30) dans lequel circule un fluide réfrigérant (32), ledit circuit de refroidissement (30) comprenant un second échangeur de chaleur (34) dans lequel le fluide réfrigérant (32) cède de la chaleur à une source froide, une seconde pompe (36), et un troisième échangeur de chaleur (38) avec un dispositif à refroidir, caractérisé en ce qu’il comporte un dispositif (26 ; 26’) de régulation de la pression dans le circuit Rankine (14), ledit dispositif de régulation de la pression (26 ; 26’) comprenant une enveloppe (42 ; 42’) délimitant un espace, et logeant une partie mobile (44 ; 44’) séparant l’espace en des première (46 ; 46’) et seconde (48 ; 48’) chambres, la première chambre (46 ; 46’) communiquant avec le circuit Rankine (14) et la seconde chambre (48 ; 48’) communiquant avec le circuit de refroidissement (30).
  2. 2. Système thermique (10) selon la revendication 1, dans lequel le dispositif de régulation de la pression (26) comporte :
    - une entrée de fluide Rankine sous forme gazeuse dans la première chambre (46) et une sortie de fluide Rankine sous forme liquide depuis la première chambre (46),
    - un conduit d’entrée (50) de fluide réfrigérant (32) dans la seconde chambre (48) et un conduit de sortie (52) de fluide réfrigérant (32) depuis la seconde chambre (48), et
    - le condenseur (23), formé par une conduite d’échange de chaleur s’étendant dans la première chambre (46) et dans laquelle circule le fluide réfrigérant (32).
  3. 3. Système thermique (10) selon la revendication 2, comportant une vanne (54), et en particulier une vanne à trois voies, dont une voie est connectée à la seconde chambre (48) et une autre voie est connectée à la conduite d’échange de chaleur du condenseur (23).
  4. 4. Système thermique (10) selon la revendication 1, dans lequel le dispositif de régulation de la pression (26’) est disjoint du condenseur (23’), la première chambre (46’) du dispositif de régulation de la pression (26’) communiquant avec le circuit Rankine (14) entre le condenseur (23’) et la première pompe (24).
  5. 5. Système thermique (10) selon la revendication 4, dans lequel la seconde chambre (48’) est reliée au circuit de refroidissement (30) par l’intermédiaire d’une vanne (60), la vanne (60) étant de préférence une vanne à trois voies agencée en parallèle de la seconde pompe (36), comprenant une première voie reliée à la seconde chambre (48’), une seconde voie connectée en amont de la seconde pompe (36) et une troisième voie connectée en aval de la seconde pompe (36).
  6. 6. Système thermique (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la partie mobile (44 ; 44’) du dispositif de régulation de la pression (26 ; 26’) est choisie parmi une membrane, un piston ou une vessie.
  7. 7. Système thermique (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le dispositif à refroidir est un moteur thermique, la source de chaleur (20) étant formée par un gaz d’échappement provenant de ce moteur thermique.
  8. 8. Système thermique (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le circuit de refroidissement (30) comporte un réservoir d’expansion (40).
  9. 9. Ligne d’échappement, notamment de véhicule automobile, caractérisée en ce qu’elle comporte un système thermique selon l’une quelconque des revendications précédentes.
  10. 10. Véhicule, notamment véhicule automobile, caractérisé en ce qu’il comporte une ligne d’échappement selon la revendication 9.
FR1857410A 2018-08-09 2018-08-09 Systeme thermique a circuit rankine Expired - Fee Related FR3084913B1 (fr)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1857410A FR3084913B1 (fr) 2018-08-09 2018-08-09 Systeme thermique a circuit rankine
DE102019121076.3A DE102019121076A1 (de) 2018-08-09 2019-08-05 Thermosystem mit Rankine-Kreislauf
KR1020190096848A KR102315299B1 (ko) 2018-08-09 2019-08-08 랭킨 회로를 갖춘 열 시스템
US16/535,531 US11028756B2 (en) 2018-08-09 2019-08-08 Thermal system with rankine circuit

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1857410A FR3084913B1 (fr) 2018-08-09 2018-08-09 Systeme thermique a circuit rankine
FR1857410 2018-08-09

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FR3084913A1 true FR3084913A1 (fr) 2020-02-14
FR3084913B1 FR3084913B1 (fr) 2020-07-31

Family

ID=63963199

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR1857410A Expired - Fee Related FR3084913B1 (fr) 2018-08-09 2018-08-09 Systeme thermique a circuit rankine

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11028756B2 (fr)
KR (1) KR102315299B1 (fr)
DE (1) DE102019121076A1 (fr)
FR (1) FR3084913B1 (fr)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114225059B (zh) * 2021-12-31 2023-09-22 老肯医疗科技股份有限公司 一种双舱脉动真空压力蒸汽灭菌器及灭菌方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070163260A1 (en) * 2006-01-10 2007-07-19 Steve Hargreaves Method for converting thermal energy into mechanical work
US20120227404A1 (en) * 2009-11-14 2012-09-13 Orcan Energy Gmbh Thermodynamic Machine and Method for the Operation Thereof
US20130091884A1 (en) * 2011-10-14 2013-04-18 Robert A. Hunt Heat Powered Reciprocating Piston Engine
DE102015215063A1 (de) * 2015-08-06 2017-02-09 Mahle International Gmbh Behältnis für einen Abwärmenutzungskreislauf
US20170275190A1 (en) * 2016-03-23 2017-09-28 Solar Turbines Incorporated System using heat energy to produce power and pure water

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4576005A (en) * 1985-01-07 1986-03-18 Force Louis W Wellhead gas treatment and co-generation method and system
US4986225A (en) * 1990-06-08 1991-01-22 General Motors Corporation Intake reservoir system for an engine having a check valve
US5351487A (en) * 1992-05-26 1994-10-04 Abdelmalek Fawzy T High efficiency natural gas engine driven cooling system
US5688327A (en) * 1996-02-26 1997-11-18 Xerox Corporation Chuck assembly having a controlled vent
US6651433B1 (en) * 2002-09-13 2003-11-25 Leslie C. George, Jr. Brayton screw engine with brayton bottoming system
US8528333B2 (en) * 2007-03-02 2013-09-10 Victor Juchymenko Controlled organic rankine cycle system for recovery and conversion of thermal energy
US8628025B2 (en) * 2010-03-09 2014-01-14 GM Global Technology Operations LLC Vehicle waste heat recovery system and method of operation
US8800280B2 (en) * 2010-04-15 2014-08-12 Gershon Machine Ltd. Generator
DE102010054733A1 (de) * 2010-12-16 2012-06-21 Daimler Ag Abwärmenutzungsvorrichtung, Betriebsverfahren
DE102012000100A1 (de) * 2011-01-06 2012-07-12 Cummins Intellectual Property, Inc. Rankine-kreisprozess-abwärmenutzungssystem
US8809656B2 (en) * 2011-04-11 2014-08-19 Paul Thomas Radosevich Acoustic drum head tuning system and method of use
JP2013079641A (ja) * 2011-09-21 2013-05-02 Toyota Industries Corp 廃熱利用装置
CN103890326B (zh) * 2011-09-30 2015-08-26 日产自动车株式会社 发动机废热利用装置
US20160061055A1 (en) * 2013-03-13 2016-03-03 Echogen Power Systems, L.L.C. Control system for a heat engine system utilizing supercritical working fluid
DE102013211875A1 (de) * 2013-06-24 2015-01-08 Robert Bosch Gmbh Abwärmerückgewinnungssystem für eine Brennkraftmaschine
FR3020090B1 (fr) * 2014-04-16 2019-04-12 IFP Energies Nouvelles Dispositif de controle d'un circuit ferme fonctionnant selon un cycle de rankine et procede utilisant un tel dispositif
US9874114B2 (en) 2014-07-17 2018-01-23 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Cogenerating system
AT517535B1 (de) * 2015-06-30 2018-03-15 Rudolf Dipl Ing Fh Gutscher Dampfkraftwerk
JP2017110551A (ja) 2015-12-16 2017-06-22 日野自動車株式会社 廃熱回収装置
KR101868273B1 (ko) 2017-03-28 2018-06-15 두산중공업 주식회사 작동 유체 공급 제어 장치

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070163260A1 (en) * 2006-01-10 2007-07-19 Steve Hargreaves Method for converting thermal energy into mechanical work
US20120227404A1 (en) * 2009-11-14 2012-09-13 Orcan Energy Gmbh Thermodynamic Machine and Method for the Operation Thereof
US20130091884A1 (en) * 2011-10-14 2013-04-18 Robert A. Hunt Heat Powered Reciprocating Piston Engine
DE102015215063A1 (de) * 2015-08-06 2017-02-09 Mahle International Gmbh Behältnis für einen Abwärmenutzungskreislauf
US20170275190A1 (en) * 2016-03-23 2017-09-28 Solar Turbines Incorporated System using heat energy to produce power and pure water

Also Published As

Publication number Publication date
KR102315299B1 (ko) 2021-10-19
FR3084913B1 (fr) 2020-07-31
US20200049052A1 (en) 2020-02-13
US11028756B2 (en) 2021-06-08
DE102019121076A1 (de) 2020-02-13
KR20200018323A (ko) 2020-02-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1503061B1 (fr) Procédé de refroidissement, par air refroidi en partie dans un échangeur externe, des parties chaudes d'un turboréacteur, et turboréacteur ainsi refroidi.
CA2980798C (fr) Refroidissement du circuit d'huile d'une turbomachine
FR2932220A1 (fr) Systeme de recuperation de la chaleur perdue generee par un systeme auxiliaire de turbomachine.
EP2815153B1 (fr) Groupe de propulsion hybride hydraulique comprenant un circuit hydraulique
WO2001087653A1 (fr) Dispositif de regulation thermique perfectionne a pompe a chaleur pour vehicule automobile
FR2468740A1 (fr) Turbomachine comportant une structure de reglage du jeu entre le rotor et la virole qui l'entoure
EP1329617A3 (fr) Système d' écoulement de fluide pour un moteur à turbine à gaz
FR2961851A1 (fr) Systeme comprenant un rechauffeur d'eau d'alimentation pour extraire de la chaleur d'une turbine a vapeur a basse pression
FR2966877A1 (fr) Centrale electrique a cycle combine avec echangeur de chaleur
FR2963385A1 (fr) Systeme et procede pour turbine a vapeur avec un collecteur etanche a la vapeur
EP0091356A1 (fr) Procédé de récupération d'énergie dans un générateur de puissance, et générateur de puissance pour la mise en oeuvre dudit procédé
EP2764243B1 (fr) Procédé et système perfectionné de conversion de l'énergie thermique marine
EP3564504A1 (fr) Systeme de refroidissement d'un moteur avec deux thermostats et integrant un circuit selon un cycle de rankine
KR20190134517A (ko) 터보차저, 및 연료 전지와 터보차저를 구비한 구동 시스템
WO2018055307A1 (fr) Système de refroidissement d'un circuit d'un premier fluide d'une turbomachine
FR3084913A1 (fr) Systeme thermique a circuit rankine
FR2975430A1 (fr) Systeme d'etancheite a la vapeur
WO2016071040A1 (fr) Systeme de propulsion comportant un moteur a combustion interne et une turbomachine
FR3137712A1 (fr) Procédé et système de génération d’une énergie électrique au sein d’une turbomachine
EP3458695B1 (fr) Système reversible pour la dissipation de puissances thermiques générées dans un moteur à turbine à gaz
WO2023072614A1 (fr) Système de conditionnement de carburant pour alimenter une turbomachine d'aéronef, aéronef et procédé d'utilisation
FR3133404A1 (fr) Système de suralimentation en air pour système de conditionnement de carburant et procédé d’utilisation
FR2980820A1 (fr) Centrale electrique
FR2868213A1 (fr) Dispositif de gestion des gaz d'un systeme pile a combustible
FR3077122A1 (fr) Systeme a cycle thermodynamique de rankine integre a une boucle de climatisation pour vehicule automobile

Legal Events

Date Code Title Description
PLFP Fee payment

Year of fee payment: 2

PLSC Publication of the preliminary search report

Effective date: 20200214

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 3

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 4

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 5

ST Notification of lapse

Effective date: 20240405