Références
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Auteur(s)
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Christophe MARVILLET : Professeur du Conservatoire national des Arts et Métiers, membre du laboratoire LAFSET (CNAM, Paris), président du Greth (Groupement de recherche sur les échangeurs thermiques)
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Lire l’articleINTRODUCTION
Les besoins en énergie thermique répondent aux exigences des procédés divers : séchage, concentration ou distillation, chauffage et apport thermique aux réacteurs chimiques. Ces besoins sont couverts pour 60 % par des combustibles fossiles (gaz, fioul, charbon), 30 % par l’énergie électrique et le reliquat pas des ressources diverses (renouvelables, biomasse…).
Au cours de ces processus, des quantités importantes de chaleur sont libérées à plus bas niveau de température. Une part de cette chaleur est directement valorisée en étant réinjectée dans le procédé ou pour permettre un préchauffage des flux entrants ; une autre part est rejetée à l’atmosphère sans valorisation.
Pour valoriser ces pertes nettes, notamment en dessous de 200 °C, différentes technologies de valorisation énergétique sont envisageables. Au-delà de 200 °C, peu de technologies de valorisation sont disponibles, si ce n’est les récupérateurs thermiques.
Cette fiche doit vous permettre d’identifier les solutions techniques de valorisation.
L'expertise technique et scientifique de référence
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- Version archivée 1 de déc. 2022 par Christophe MARVILLET
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Financer les opérations de valorisation des chaleurs fatales4. Identifier les technologies de valorisation des rejets de chaleur fatale
Sélectionner les technologies de valorisation nécessite la connaissance des paramètres suivants :
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température et débit massique de sources thermiques (sources froides et chaudes) ;
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puissance thermique récupérable à partir des courbes composites ;
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fluides et leurs propriétés thermophysiques.
Différentes solutions techniques sont envisageables.
4.1 Pompe à chaleur à haute température
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Fonction : capter l’énergie thermique (rejet de chaleur fatale) de la source froide et valoriser cette énergie dans un cycle à compression ou à sorption, pour permettre le réchauffage de la source chaude.
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Limite des conditions d’usage : source froide <80 °C- source chaude <130 °C.
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Critère de performance : COP, coefficient de performance = rapport de la puissance thermique à la source chaude et de la puissance du compresseur : 2 à 3.
4.2 Groupe de froid à sorption (ab ou adsorption)
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Fonction : capter l’énergie thermique (rejet de chaleur fatale) pour alimenter le générateur de vapeur du groupe de froid et valoriser cette énergie dans un cycle à sorption, pour permettre une production de froid et assurer le refroidissement de la source froide.
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Limite des conditions d’usage : générateur <220 °C- source froide >0 °C.
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Critère de performance : COP, coefficient de performance = rapport de la puissance thermique à la source froide et de la puissance du générateur : 0,5 (cycle mono-étagé) à 1,2 (cycle bi-étagé).
4.3 Cycle ORC (organic Rankine cycle)
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Fonction : capter l’énergie thermique (rejet de chaleur fatale) pour alimenter l’évaporateur d’un cycle moteur de Rankine et permettre la production d’énergie électrique.
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Limite des conditions d’usage : générateur <300 °C- source froide...
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Identifier les technologies de valorisation des rejets de chaleur fatale
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
Conditions d’éligibilité et de financement : Récupération de chaleur fatale – 2023 – ADEME
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