L'intégration énergétique des systèmes au CO2 pour la revalorisation de chaleur.

二氧化碳系统能源整合，促进能源价值重估。

• 批准号: RGPIN-2019-05826
• 负责人: Sorin, Mikhail
• 金额: $ 2.84万
• 依托单位: Université de Sherbrooke
• 依托单位国家: 加拿大
• 项目类别: Discovery Grants Program - Individual
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 加拿大
• 起止时间: 2019-01-01 至 2020-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://www.nserc-crsng.gc.ca/ase-oro/Details-Detailles_eng.asp?id=687368
• 关键词: int; gration; nerg; tique; des

La pompe à chaleur (PAC) au CO2 est une technologie émergente et une alternative intéressante aux PACs conventionnelles. Par son fonctionnement en régime supercritique elle offre une performance thermodynamique supérieure à celles-ci, ce qui permet en bout d'une ligne de réduire la consommation d'énergie fossile. Elle produit aussi un moindre impact sur l'environnement. L'objectif de ce programme de recherche est de pousser au maximum les performances de cette PAC par l'intégration d'équipements complémentaires qui réduisent les pertes d'exergie du système. Il s'agit, en fait, de développer et de valider une méthodologie systémique d'intégration de divers composants dont le fonctionnement est basé sur cinq procédés élémentaires (la compression, l'expansion, le mélangeage, la séparation et le transfert de chaleur ainsi que leurs combinaisons). Comme cas type, on propose d'étudier l'intégration d'un tube Vortex. Ce dispositif sépare un courant de CO2 supercritique en deux parties dont l'une est réchauffée et l'autre est refroidie; il peut ainsi remplacer partiellement une vanne de détente et diminuer les pertes d'exergie associées. Le tube Vortex peut être installé en différents endroits du cycle de la PAC; il peut également être intégré avec d'autres équipements complémentaires tels qu'un échangeur interne ou un éjecteur. L'intégration d'un tel tube dans le cycle d'une PAC au CO2 n'est donc pas unique. Elle fait appel à l'optimisation structurelle et paramétrique des systèmes et nécessite la réalisation d'un programme de recherche en 5 phases inter-reliées: 1) la modélisation CFD du tube Vortex dont on extrait certains coefficients phénoménologiques; 2) la validation de ces modèles avec les données expérimentales obtenues avec un banc d'essai à l'UdeS; cette information sera unique car, à date, il n'existe aucune donnée expérimentale sur le fonctionnement des tubes Vortex à une pression d'entrée supercritique du CO2; 3) la modélisation thermodynamique (1D) du tube Vortex en utilisant les coefficients phénoménologiques obtenus à étape 1; 4) le développement d'une stratégie d'optimisation permettant de maximiser la puissance exergétique du système intégré (PAC-tube Vortex) en fonction de la géométrie du tube, de la structure du système et des paramètres d'opération; 5) la validation des résultats numériques d'optimisation à l'aide de données expérimentales obtenues avec un banc d'essai disponible au LTE-Hydro-Québec.***Les résultats issus de ces travaux permettraient l'élaboration d'une nouvelle approche d'intégration de procédés énergétiquement efficaces à la fois théorique et pratique applicable au vaste domaine de la revalorisation de chaleur et de la réfrigération par les systèmes utilisant des réfrigérants naturels au faible impact sur le réchauffement climatique. ***Il permettrait également des gains économiques pouvant atteindre quelque 150 millions $/ an en 2025 au Canada.*****

La pompe à chaleur (PAC) au CO2 是一项新兴技术，也是 PAC 惯例中的替代方案。 Par son function en regime supercritique elle offre une Performance Thermodynamic superérieure à celles-ci, ce qui permet en bout d'une ligne de réduire la consommation d'énergie foame.澳大利亚产品对环境的影响。该项目旨在研究 PAC 的最大性能，以补充系统性能的设备集成。事实上，多种成分的集成系统的开发和验证方法并不是五个过程的基础（压缩、扩展、混合、分离和转移） ainsi que leurs 组合）。 Comme cas 类型，根据管 Vortex 的研究建议。 Ce dispositif un courant de CO2 supercritique en deux party don't l'une est réchauffée et l'autre est refroidie;它将取代部分成员，以缓和并削弱能源协会的权利。 Le tube Vortex peut être installé en different endroits du Cycle de la PAC; il peut également être intégré avec d'autres équipements tels qu'un échangeur interne ou un éjecteur. PAC 和 CO2 循环中的电话管集成并非独一无二。系统结构和参数的优化以及研究计划的实现所必需的 5 个阶段相互依赖： 1) 管涡流 CFD 建模不依赖于现象学的某些系数； 2) 对实验模型进行验证； cette information sera unique car, à date, il n'existe aucune donnée expérimentale sur le fonctionnement des tube Vortex à unepression d'entrée supercritique du CO2; 3) 管涡流热力学模型 (1D)，使用 étape 1 中的现象学系数； 4) 在管道几何、系统结构和操作参数方面制定集成系统强力最大化（PAC 管涡流）永久优化策略； 5) 对 LTE-Hydro-Québec 的实验结果进行了验证。***新集成方法的详细说明结果程序 能源效率的理论和实践适用于利用自然制冷剂的系统对制冷剂和制冷系统进行重新评估的广阔领域，并对气候变化产生潜在影响。 ***2025 年加拿大将获得 1.5 亿美元的经济收益。*****