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RÉSUMÉ
La production de froid et (ou) la revalorisation de la chaleur s’appuie pour l’essentiel sur des machines à cycles inverses ou récepteurs. L’épuisement des ressources énergétiques impose de considérer avec attention le potentiel de ces machines .Le présent article est un état de l’art des principes généraux conduisant à la modélisation des machines à cycles inverses. La première approche décrite, qui est classique fait appel à la Thermostatique .La deuxième approche, plus récente, aborde véritablement la Thermodynamique de ces machines. Quelques applications simples sont données pour illustrer l’utilité des notions et concepts introduits .La pleine utilité de ceux-ci transparaît dans les optimisations de conception, puis dans le contrôle –commande des machines qui doit suivre.
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-
Michel FEIDT : Ingénieur physicien de l’Institut national des sciences appliquées de Lyon - Docteur ès sciences - Professeur à l’université Henri-Poincaré (Nancy)
INTRODUCTION
L‘énergétique comporte deux grandes rubriques selon l’effet utile consi-déré :
-
la production de force motrice ;
-
la production de froid ou la revalorisation de la chaleur.
Dans ce second cas, l’ensemble des cycles utilisés peut être qualifié d’inverse (par opposition aux cycles moteurs ou directs).
On considère ici les principes généraux associés aux machines à cycles inverses. La première approche décrite, très classique, fait appel à la thermostatique.
On montre ensuite comment lier les approches précédentes à la thermociné-tique, pour construire une thermodynamique véritable des machines à cycles inverses. L’application des notions précédentes est illustrée pour les configurations les plus courantes des machines.
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MOTS-CLÉS
Pompe à chaleur Réfrigérateur Valorisation chaude et froide de chaleur Thermodynamique des machines à cylce inverse
VERSIONS
- Version courante de sept. 2016 par Michel FEIDT
DOI (Digital Object Identifier)
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Thermostatique des machines à cycles inversesArticle inclus dans l'offre
"Froid industriel"
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2. Thermodynamique et transferts dans les machines à cycles inverses
2.1 Irréversibilités dans les machines à cycles inverses
La démarche proposée dans le paragraphe 1 relève essentiellement de la Thermostatique. Néanmoins, elle a permis de mettre en lumière, pour les machines réelles, un certain nombre d’écarts à l’idéalité engendrant une diminution des COP. Cette diminution des COP traduit par ailleurs, conformément au second principe, des dégradations d’énergie (création d’entropie) associées aux transformations finies en espace et en temps (et non quasi statiques) nécessaires à l’obtention de certains flux d’énergie calorifique ou frigorifique, qui correspondent à des gradients moteurs, donc à des situations hors équilibre.
HAUT DE PAGE2.1.1 Irréversibilités d’origine thermique
Ces irréversibilités sont essentiellement de deux sortes, si on raisonne d’un point de vue phénoménologique, donc global.
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