Étude du dimensionnement d'un condenseur externe pour optimiser l'efficacité énergétique d'une cogénération

Thèmes abordés

Ingénieur Industriel en électromécanique, cogénération, moteur à combustion interne, moteur, combustion interne, condenseur, échangeur de chaleur, condenseur tubulaire, condenseur à plaque, rendement thermique, moteur Viessmann, condenseur externe

Résumé du document

Intégrer un système de stockage thermique peut être attractif lorsque la demande de chauffage présente des variations périodiques significatives : dans de tels cas, le stockage de chaleur peut réduire sensiblement la dissipation de la chaleur utile, réduisant la consommation de carburant dans les chaudières conventionnelles et privilégiant le nombre d'heures de fonctionnement unité de micro-cogénération. Lorsqu'il n'y a pas de stockage thermique, l'adoption d'un code d'optimisation peut être utile pour dimensionner les équipements. L'un des problèmes à résoudre réside dans le choix d'une méthode d'optimisation robuste permettant de déterminer la conception et le fonctionnement optimaux des systèmes de cogénération avec stockage thermique intégré.
Dans ce travail, nous faisons une revue de la littérature sur la cogénération en général, sur la cogénération et les moteurs à combustion interne en particulier. L'état de l'art embrasse aussi les méthodes de dimensionnement et les différents éléments qu'il faut prendre en compte. Nous terminons le travail par une étude de cas portant sur la cogénération avec un moteur à combustion interne et présentons les différentes implications.

Extraits

[...] Différentes méthodes multi-objectifs peuvent être trouvées dans la littérature pour l'optimisation des systèmes de cogénération et de trigénération. Thermoéconomie dans les installations de cogénération La thermoéconomie associe l'analyse thermodynamique à l'analyse économique afin d'analyser et d'améliorer les performances des systèmes énergétiques. Cette discipline repose sur l'idée que l'exergie est la base rationnelle pour déterminer les inefficacités et le coût qui leur est associé (car le potentiel réel des flux d'énergie est considéré) et pose les bases de la comptabilité et de l'allocation des coûts, dans le diagnostic des dysfonctionnements et de leur impact sur le carburant, et dans l'optimisation des systèmes énergétiques et de leurs composants. [...]

[...] -L'eau condensée est réutilisée pour maintenir des niveaux d'humidité optimaux à l'intérieur du tas. -L'aération du tas n'est pas compromise par l'échangeur de chaleur. -L'installation et le démontage de l'échangeur de chaleur ne dépendent pas de la construction de la pile elle-même. -Il reflète le compactage du pieu dans le temps. L'échelle et le type de système de compostage sont également très importants dans la conception du CHRS. Aux fins de cette étude, supposons un compostage à l'échelle pilote en tas statique, autonome et passivement aéré - voir les sections plus bas pour des informations détaillées sur la construction. [...]

[...] La pression du condensat est augmentée dans la pompe d'alimentation. En raison du faible volume spécifique de liquides, le travail de la pompe est relativement faible et souvent négligé dans les calculs thermodynamiques. Figure Cycle de Rankine. L'efficacité des cycles d'alimentation est définie comme Les valeurs de chaleur et de travail peuvent être déterminées en appliquant la première loi de la thermodynamique à chaque étape. La qualité de la vapeur x en sortie de turbine est déterminée à partir de l'hypothèse de détente isentropique, c'est-à-dire : où est l'entropie de la vapeur et Si* l'entropie du liquide. [...]

[...] H., & Hong, J. M. (2007). Theoretical analysis of cogeneration system for ships. Energy Conversion and Management, 1965-1974. Gvozdenac, D., Urošević, B. G., Menke, C., Urošević, D., & Bangviwat, A. (2017). High efficiency cogeneration: CHP and non-CHP energy. Energy 269-278. [...]

[...] Un condenseur de vapeur condense généralement la vapeur à une pression nettement en dessous de l'atmosphère. Cela permet à la turbine ou au moteur de faire plus de travail. Le condenseur convertit également le rejet de la vapeur dans l'eau d'alimentation qui est renvoyée au générateur de vapeur ou à la chaudière. Dans le condenseur la chaleur latente de condensation est conduite vers le milieu de refroidissement circulant à travers les tubes de refroidissement. Bajko, J., et al. (2019) montrent dans leurs travaux que la majorité de la chaleur dégagée lors du compostage est contenue sous forme de chaleur latente de vapeur de l'eau. [...]