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: 2022
• 资助国家: 加拿大
• 起止时间: 2022-01-01 至 2023-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://www.nserc-crsng.gc.ca/ase-oro/Details-Detailles_eng.asp?id=754511
• 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.

Au CO2燃料泵（PAC）是一种新兴技术，也是传统PACs的一种替代技术。除了在制度上的职能之外，超级批评还提供了一种对细胞的超级性能，这种性能允许一种对化石能源消耗的调节。她也会对身体产生更大的影响。该研究方案的目标是使PAC的性能最大化，并将补充设备集成，以减少系统的消耗。Il s'agit，en fait，de déciliper et de valider une méthodologie systégration de divers composants dont le fonctionnement est basé sur cinq procédés élémentaires（la compression，l'expansion，le mélanguages，la séparation et le transfert de chaleur ainsi que leurs combinaisons）. Comme cas type，on proposal d'étudier l'intégration d'un tube Vortex.在两个缔约方中发布一份CO2超临界的报告，并不是一个恢复和另一个恢复;它可能是一个缓和和减少相关消耗的替代方案。Le tube Vortex peut être installé en différents endroits du cycle de la PAC; il peut également être intégré avec d'autres éequipements complémentaires tels qu'un échangeur interne ou un éjecteur.在PAC Au CO2循环中，电话管的集成并不独特。阿佩尔对系统的结构和参数进行了优化，并将研究计划的实现分为5个阶段：1）对某些特定系数的管涡进行CFD模拟; 2）利用UdeS实验数据对这些模型进行验证;这些信息是独一无二的，迄今为止，还没有任何关于CO2超临界压力下涡流管功能的实验; 3）利用系数为1的现象学方法对管涡进行一维模拟; 4）制定一项渗透优化战略，以最大限度地发挥综合系统的作用（PAC管涡流）管几何学、系统结构和运行参数的基础; 5）通过可在魁北克省LTE-Hydro Au上使用的一个银行的试验数据，对试验数据辅助优化的数值结果进行验证。这些研究结果表明，通过利用自然制冷系统对气候变化的影响进行Au可行性研究，可以在Au大范围内实现对天然气的再评价和制冷。 到2025年Au加拿大每年可获得1.5亿加元的经济收益。