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Pompes à chaleur




  1. #1
    gaz et chaleur

    Pompes à chaleur

    Ce fil proviens de la separation des messages postes dans le fil stockage d'energie. Yoyo

    Bonsoir

    Vous êtes intéressés par le stockage propre de l'energie.Vous avez raison! Il existe sur un planete ,un accumulateur d'energie inepuisable (et qui se recharge tout seul).C'est l'atmosphere.Il suffit d'en extraire la chaleur,laquelle peut parfaitement remplacer celle issue de la combustion d'un petrole lambda ou d'un processus nucléaire super lambda.

    Comment extraire de la chaleur de l'atmosphere.Rien de plus simple,en la refroidissant,c'est ce que font déjà les pompes a chaleur.

    Exemple .En refroidissant 19.1Kg/d'air (c'est un petit debit !) de +15°c (288°K) a -79°C (194°K) la puissance extraite

    est de 1893.8 KW ,de quoi bien chauffer une maison et faire cuire la pauvre dinde de noël en même temps!

    Le calcul est hyper simple (la pression restant constante)

    P Kw extrait= debit masse d'air x (cp1 x T1 -cp4 x T4)

    avec T1=288 °K ,T4= 194°K,Cp1 =chaleur specifique de l'air a T1 ,cp1 =1.010 Kj/kg/°K,cp4=.986 Kj/kg/°K.

    D'ou P Kw= 19.1 x (1.010 x288-.986 x194)=1893.8 Kw

    Bien sur les pompes a chaleur ne sont incapables de refroidir 19.01 Kg/s d'air de +15°C a -79°C, mais les turbines oui.

    Ainsi la thermodynamique demontre qu'il est parfaitement possible de faire fonctionner diverses turbomachines ,pour autos

    ,reacteurs (silencieux )pour avions ,pour produire de l'electricité , en utilisant la chaleur atmospherique.

    D'ou toute une serie de moteurs « Zero pollution,Zero consommation ».Le zero consommation etant la consequence de la gratuité de l'energie.

    Cordialement Gaz et chaleur

    Nota le calcul d'une turbomachine destinée a l'automobile ( Puissance 913 Kw) dans les conditions +15°C,101325 pa

    est disponible et il n'est pas très long.

    -----


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  3. #2
    Aether
    Bonjour,

    J'avais cru comprendre que l'objectif de ce fil était les moyens pour stocker de l'énergie produite actuellement pour s'en servir à un moment plus favorable
    Effectivement, c'était du second degré...

    gaz et chaleur, j'ai du mal à comprendre ce qui va faire tourner la turbine dans les explications... Et comment récupère-t-on l'énergie produite (moteur Stirling, autre) ? Voilà si c'est possible d'avoir un petit descriptif de l'installation, du coût de l'investissement, etc..

  4. #3
    dteuz
    hello gaz ''
    je me pose quelques questions, en temps que partisant pour les pompes à chaleur,surtout couplé avec un chauffage au sol.
    pour faire fonctionner la turbine il faut bien de l'energie au départ? elle est moindre que celle produite d'accord ,mais ou la trouver?instalation fixe/mobile
    la puissance produite le serait sous quel forme?chaque transformation n'engendre-elle pas des pertes?
    enfin la geothermie avance et construit des centrales electriques basé sur le principe identique


  5. #4
    gaz et chaleur
    Le sujet est bien le stockage"propre" de l'energie.

    La chaleur est une forme d'energie facile a stocker,les thermos ,cumulus et autres briques chaudes

    en sont des exemples.Malheureusement la capacité de ces "accus"est faible.

    Un gaz chaud est egalement un accumulateur d'energie et lorsque la masse de gaz est aussi importante

    que celle de l'atmosphere ,la quantité d'energie stockée l'est aussi.

    Les turbomachines "Sirius " utilisent cette chaleur en refroidissant l'air ambiant qui est la source "chaude"

    alors que la source "froide" est dans le moteur.Cette disposition est hors routine ,mais pas en contradic tion avec la thermodynamique( 2ieme principe ou celui de carnot)

    La source froide est une turbine.Ce type de machine n'est qu'un moulin a vent perfectionné qui marche avec de l'air comprimé dont elle extrait la chaleur qu'elle transforme en energie mecanique.

    La turbomachine Sirius destinée aux autos est une turbine adaptée a cette fonction (couple maxi au demarrage,frein moteur,puissance maximale dés 3500 t/mm).Cette turbine a besoin d'air comprimé.

    Cet air sous pression est fourni par un "generateur de gaz",unité comprenant un compresseur centrifuge pour les autos,une turbine associée a ce compresseur et un echangeur d'energie qui prend la chaleur de l'air comprimé sortant du centrifuge,mais pas la pression (le classique refroidissement isobare) et l'utilise pour recomprimer l'air necessaire a la turbine du generateur de gaz.

    A la sortie de l'echangeur d'energie l'air venant du centrifuge est plus froid qu'a l'entrée du même echan geur,mais sa pression etant toujours la même ,il peut donc actionner la turbine motrice.

    Le refroidissement "isobare" est obtenu en melangeant l'air froid sortant de la turbine du generateur de gaz a l'air chaud du centrifuge .Le processus est divergent et si il n'est pas régulé,l'air en sortie est de plus en plus froid d'ou liquéfaction de celui ci.la regulation se fait par derivation de l'air chaud du centrifuge.

    Un schéma de cette turbomachine est disponible ,mais son format (bitmap) ne passe pas.Quel est le logiciel de dessin compatible avec le forum ?.Sur le site ,il existe de magnifiques dessins d'un mouvement perpétuel,donc il possible d'en faire parvenir.

    Cordialement Gaz et chaleur

  6. #5
    Aether
    Salut,

    J'ai du mal à suivre tes explications... Sinon, peux-tu indiquer une adresse de site avec des schémas ?

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    gaz et chaleur
    Merci pour l'intéret manifesté pour les turbomachines Sirius.

    Pour avoir un mauvais schema de ce moteur , taper " projet+sirius" dans la fenetre adresse de

    Google puis choisir le site notre-planete.( il y a d'autres projets Sirius qui n'ont pas le même but)

    J'ai trop banalisé le modele decrit ,ce qui fait qu'il ne correspond pas a la modelisation mathema

    tique du projet.

    3 Fichiers de base sont disponibles ,texte, un point de calcul,et dessin.Par e-mail ,en fichiers joints ,

    de nombreux demandeurs les ont reçus sans probleme

    Cordialement Gaz et chaleur

  9. #7
    Aether
    Bonjour,

    C'est trop difficile de mettre un lien
    J'ai trouvé le dit site... Ca me laisse plus que perplexe, ce n'est vraiment pas clair.
    La machine à fabriquer du froid et de l'énergie à partir de quoi ?... de la chaleur ambiante (15° C) et rien d'autre, c'est bien ça ???? Là, j'ai vraiment du mal... à comprendre en autre.:?
    Sinon il ne faut pas hésiter à me montrer même l'esquisse d'un prototype... Je suis preneur.

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  11. #8
    gaz et chaleur
    Effectivement,le modele banalisé n'est pas une reussite,car je l'ai trop simplifié.

    Le principe du Sirius est simple,il transforme de la chaleur extraite de l'atmosphere

    en energie mecanique,comme un turbopropulseur transforme la chaleur delivrée par

    la comsbustion du petrole en energie mecanique actionnant une helice

    Dire que c'est une excellente machine a fabriquer du froid ( contribution a la lutte

    contre le rechauffement climatique !) est exact.Par contre ,il manque quelque chose

    au sujet de la chaleur ambiante a 15°C.Si la temperature de l'air a la sortie du Sirius

    est toujours de 15°, l'atmosphere ne cede pas de chaleur au moteur et celui ci ne fonc

    tionne pas.En effet la quantité de chaleur Q cedée par une masse de gaz M est :

    Q=M x Cp x (Te-Ts) ,Cp coef supposé constant,Te temperature a l'entrée du moteur,

    Ts temperature en sortie.Si Te=Ts ,Te-Ts=0 et Q=0 ,pas d'accord ?

    Pour 15 °C exterieur ambiant,la temperature de l'air en sortie du Sirius est de -79°C et

    c'est l'atmosphere qui cede de la chaleur au moteur car Ts <Te.

    Si Ts > Te ,c'est le moteur qui cede de la chaleur a l'atmosphere ,ce qui est actuelle

    ment le cas.avec les moteurs a petrole et moins directement avec les centrales electri

    ques (il y a un fluide intermediair).

    Si cette demo te parait "hermétique" n 'hesite pas a en demander une autre.

    Cordialement Gaz et chaleur

  12. #9
    DonPanic
    S'lu
    G un problème avec le principe de ta machine
    tu tires de l'énergie de la différence de potentiel calorique
    entre la chaleur atmosphèrique
    et quoi ?
    que réchauffes-tu pour refroidir l'atmosphère ?

  13. #10
    Aether
    Salut,

    Ben c'est pas une démonstration... Pour que Ts < Te, il faut de l'énergie d'où vient-elle ?

  14. #11
    gaz et chaleur
    Excellentes questions!.

    1/ Oui ,c'est la difference de potentiel calorifique

    (ecart de temperature )entre l'air comprimé par le

    centrifuge et l'air sortant de la turbine qui rend

    possible l'echange d'energie.

    Lorsque la temperature de l'atmosphere est de

    +15 °C ,la temperature de l'air a l'entré de la turbine

    =-26°C est en sortie turbine -123.38°C,alors qu'a

    la sortie du centrifuge la temperature est de +186

    Dans l'echangeur d'energie (compresseur thermique)

    l'air a +186°C est melangé avec de l'air a-123.38°C,

    ce qui provoque l'echange d'energie.

    Pour obtenir de l'air a -122.38 ,faut-il de l'energie meca

    nique.Bien sur que non.Non seulement une turbine n'a pas

    besoin d'energie mecanique( comme le compresseur a pedale

    d'un frigo) mais elle delivre 3593 KW !( dans ces conditions)

    ,par contre ,il faut l'alimenter en air comprimé et pas liqué

    fiée puisqu'elle transforme la chaleur de l'air en energie

    mecanique que le centrifuge absorbe.

    Les turbocompresseurs climatisant les avions marchent com

    me ça.

    L'air ambiant commence par être rechauffé car il est comprimé

    (le gonflage des pneus d'un vtt par exemple,chauffe la pompe)

    c'est plus simple q'une compression refroidie.

    2/ Pour que Ts (temperature de l'air a la sortie du moteur) <

    que Te (temperature a l'entrée du même moteur) il faut de

    l'energie ?

    Non, c'est le contraire ,l'air est +froid a l'entrée qu'a la sortie

    parce qu'il a fourni de l'energie au moteur.

    Exemple facile a verifier .L'air a la sortie de l'echangeur ext

    térieur d'une pompe a chaleur est plus froid qu'a l'entrée du

    même echangeur car il cedé de la chaleur que la pompe

    va transferer dans le local a chauffer.Pas besoin de thermo

    metre ,la main suffit.

    Merci pour vos questions Gaz et chaleur

  15. #12
    Narduccio
    Dans le bilan final tient-tu compte de l'énergie qu'il a fallu pour comprimer l'air? Car celle-ci n'est pas négligeable.

  16. #13
    Aether
    Bonjour,

    C'est possible de préciser ton "projet" en détaillant avec un schéma clair quels sont les composants et quels sont leurs rôles exacts ? Parce que là, ça m'échappe... Qu'est-ce qui entraîne le compresseur ? Comment la turbnine se met-elle en route ? etc...

  17. #14
    gaz et chaleur
    Bonsoir

    Reponses a vos intéressantes questions.

    1/L'energie necessaire a la compression de l'air est le point

    de depart du calcul.Elle est donc bien prise en compte.

    Dans les conditions +15°C,101325pa ,le debit du centrifuge

    est de 19.08 Kg/s d'air (c'est un petit debit) et le taux actuel

    de compression= 4 ,le rendement polytropique de compres

    sion=85% , les pertes mecaniques 1% de la puissance a

    fournir qui est 3593.283 Kw

    C'est la turbine du generateur de gaz qui entraine ce compr

    esseur.

    Ce groupe compresseur centrifuge /turbine est equipé

    d'un demarreur electrique.

    Les simulations de demarrages dans des conditions diverse

    sont satisfaisantes.










    2/ Preciser le projet a l'aide de schemas ,oui.Le seul probleme

    est que je n'arrive pas a les transmettre.

    Les formats dont je dispose sont le bitmap et sdw.

    ,ils ne passent pas .Mais ils sont disponibles.

    Cordialement Gaz et chaleur

    Nota si vous connaissez un format de dessin qui passe,

    me le préciser SVP

  18. #15
    triban
    Bonjour
    J'ai trouvé un site qui a dessiné un schéma
    http://www.notre-planete.info/ecolog...les/sirius.php
    Il me semble que ce "moteur" ressemble fortement au mouvement perpétuel, je suis très septique sur ce "moteur" qui est capable de produire une différence de température et utilisé cette différence de température pour produire de l'énergie et reproduire le cycle.

  19. #16
    Aether
    Salut,

    C'est bien ce site... Mais ce n'est vraiment pas clair du tout, comme explixcations ! :?

  20. #17
    gaz et chaleur
    Reponses a Mrs Triban et Aether

    Bonsoir

    Le Sirius est-il un mouvement "perpetuel" ?

    -Reponse : Non, mais ce moteur est souvent

    perçu comme tel.

    Pourquoi les turbomachines Sirius ne sont-elles

    pas des mouvements perpetuels ?

    -Reponse.En termes de thermodynamique,le Sirius

    un systeme ouvert alors que le mouvement pertuel

    est un systeme isolé. (1er ordre).

    Exemple de la version "auto" du Sirius dans les

    conditions atmospheriques +15°C et 101325 pa.

    a/ Echange d'energie .L'atmosphere fournie 1697 KW

    au moteur Sirius et celui ci restitue sous forme d'ener

    gie mecanique a la voiture 913 KW. (calculs a votre

    disposition)

    B/ Echange de matiere. La version auto,echange avec

    l'atmosphere 19 Kg d'air/s.

    Un mouvement perpetuel du 1er ordre ,lui ,n'echange

    rien puisqu'il est isolé .

    Bien entendu, le cas du mouvement perpétuel du 2 ieme

    ordre est aussi facile a traiter.



    Autre question fréquente ,Alors ce prototype,ça vient ?

    Reponse .Ben non ,ça vient pas ! et cela me desespere.

    Si la question vous intéresse ,nous pouvons en discuter.



    Votre remarque concernant le modele decrit sur le site

    Notre-planete est parfaitement justifiée.J'ai trop voulu

    simplifier l'exposé et le schéma.

    Cordialement Gaz et chaleur

  21. #18
    MysticBlade
    Finalement je commence à comprendre. C'est le principe du "rendement" (dans le sens ceq'uon fournit/ce que l'on récupère) supérieur à 1 dans les pompes à chaleur. Imaginons un moteur thermique qui alimente une pompe à chaleur pour chauffer une maison. Le rendement est (par exemple) 3, ce qui signifie concretement on a "dépensé" X joules pour faire un cycle dans le moteur, et on a "récupéré" 3X joules de chaleur dans la maison. Si maintenant on se sert de cette chaleur (ie energie) pour alimenter le moteur on peut (théoriquement) se chauffer gratuitement.
    En vrai c'est beaucoup plus compliqué. Deja qui dit énergie thérmique dit perte (par rayonnement, conduction, convection) d'ou la nécessité d'isoler thermiquement le système. Mais comme l'a dit gaz et chaleur le système est ouvert ! Et puis cela ne marche que si les sources ont des températures très éloignées, donc il faut encore s'assurer d'isoler deux sources... Enfin bref une multitudes de pertes dans tous les sens, (plus l'écart de température est grand plus le rendement augmetne si mes souvenirs sont bons, mais plus les sources ont tendances à revenir à même température etc...

  22. #19
    triban
    Bonjour
    La pompe a chaleur utilise la différence de température entre le sol et l'air, il y a un delta température existant.
    Dans le "moteur Sirius", le moteur crée ce delta température qui est utilisé pour
    - récupérer de l'énergie pour entretenir ce delta température
    - produire de l'énergie
    Pour moi il y a un problème !!!

  23. #20
    Aether
    Je suis du même avis que triban...
    Produire du froid et de l'énergie mécanique, ça me paraît pas vraiment possible en attendant une description plus claire de ce "projet"
    De plus :
    L'atmosphere fournie 1697 KW
    Certes, mais il faut l'en extraire et celà a un coût... Parce que le système est "isolé" dans un milieu dont la température ambiante est de 15°. Il n'y a pas un point froid et un point chaud "naturel"... etc.

  24. #21
    MysticBlade
    J'ai jamais dis que ça marchait, j'ai juste essayer de comprendre ce que ça représentait. Je pense aussi que ça ne marche pas.

  25. #22
    gaz et chaleur
    Bonsoir et merci pour vos questions

    1/ Rendement des pompes a chaleur.

    Le rendement des pompes a chaleur est souvent defini comme etant

    le rapport de la chaleur Q/s transferée de l'exterieur a l'interieur d'un

    local a la puissance W absorbée par le moteur entrainant le compresseur

    de la pompe.Cette notion de rendement conduit a des valeurs de l'ordre

    de 4 car il faut ajouter a Q la puissance de la pompe.Hors considerations

    publicitaires,Q/w est le coefficient de performance de la pompe.

    En fait ce qu'il faut considerer est le rendement du moteur, rapport puiss

    ance fournie a la pompe/puissance absorbée et il < 1



    2/ Toutes les turbines produisent du froid en delivrant de l'energie me

    canique.Si ,elles etaient mecaniquement entrainées (sens inverse de

    rotation "turbine" ),elles seraient de mauvais compresseurs .

    Les turbines equipent tous les reacteurs d'avions.

    Produire du froid signifie que la temperature de l'air a la sortie de la

    turbineest <a la temperature de l'air a l'entrée.

    Exemples.

    a/La turbine du generateur de gaz (unité delivrant de l'air sous

    pression a la turbine motrice) du Sirius est alimenté par de

    de l'air a -26°C ,a la sortie de cette turbine la temperature de

    l'air est de-124°C (elle a fournie3593 KW).C'est le "point

    froid" evoqué par Mr Triban.

    b/Les turbines entrainant le compreseur HP d'un reacteur sont alim

    entées par de l'air a 1277°C ,aprés avoir fourni l'energie mecanique

    neccessaire au compresseur HP , l'air sort a 868 °C,il est donc bien

    plus froid qu'a l'entrée.

    Les turbines sont un bon exemple d'application de la conservation de

    l'energie(1 er principe de la thermo) car elles transforment la chaleur du

    gaz qui s'y detend en enegie mecanique.Lorsque la quantitéde chaleur

    d'un gaz diminue,sa temperature diminue egalement.



    Une trés approximative image du Sirius est le matelas pneumatique

    que vous laissez au soleil apres avoir commecté son embout a un

    cylindre dont le piston vertical porte des poids P appropriés.

    La temperature de l'air a l'interieur du matetelas va augmenter la

    pression egalement ( equation d'etat des gaz dits parfaits) puis

    soulever les pistons d'une hauteur H .Ainsi cet affreux systeme

    aura produit un travail W=Px H.

    L 'interet de gonfler le matelas avec de l'air froid ne vous ech

    appe pas.Alors nous allons remplacer le stupide cylindre et son

    piston par une superbe turbine qui va fournir plus de travail (la

    detente de l'air est beaucoup plus complete qu'avec le piston)

    et de l'air froid en même temps que nous allons réintroduire

    dans le matelas.Le systeme sera toujours affreux ,mais moins

    que le précedent.

    Cordialement Gaz et Chaleur

    Petite annonce.Cherche logiciel de dessin permettant d'exporter

    schemas sur le site futura-science.Bitmap,sdw,photo quelque chose,

    et un autre ne passent pas.Merci

  26. #23
    sky13

    Salut a tous, tout ce que vous dites la c tres bien mais ca contredit toute la thermodynamique actuelle! Il faudrait voir avec un prof pour faire valider tout ça. En sup, mon prof nous avait dit qu'un bateau par exemple, qui se promenerais sur l'eau en exploitant la difference de tempé entre l'air et l'eau (donc avec un gros glaçon derriere lui...) c pas possible car ca contredit le premier principe de la thermo. Alors je v chercher pourquoi mais a mon avis si c t aussi simple il y aurais un truc... Sinon le concept de refroidir l'air par compression detente ca ca marche bien dans les avions. on prends de l'air au niveau du 7eme etage donc a environ (1.3^7) soit 6.3 fois la pression exterieure. c'est a dire au total environ 3.76bars. on compresse par un centrifuge on refroidi parce que ca chauffe tres fort et on detent dans une turbine qui alimente le compresseur jusqu'a 1bar. la tempé de l'air est très froide. Mais (ben oui forcement il y en a un!) il faut savoir qu'au decollage ces packs (c comme ça que ca s'appelle) sont coupés car il prennent trop d'energie au gaz et creent un risque trop important. donc a mon avis il y un grain de sable dans le mecanisme... mais bon a confirmer...

  27. #24
    zyx

    Re : Pompes a chaleur

    Sur un autre forum, un problème plus grand de ce moteur a été mis en évidence: le moteur Sirius ne respecte pas le second principe de thermodynamique!

    quelques liens:
    autre Forum sur Sirius
    Wikipédia - le second principe
    cours de l'université de Nante
    http://www.thermodynamique.com/prin2.html
    cours IUT Lanion

  28. #25
    moijdikssékool

    Re : Pompes a chaleur

    ce principe est celui du frigo
    Or, si vous ouvrez la porte du frigo, il est connu que la température de la pièce va (facon de dire) augmenter, globalement. Qui dit augmentation de température dit consommation énergétique

  29. #26
    r17777

    Arrow Re : Pompes a chaleur

    bon ben je vois que le sujet "pompe à chaleur" a un peu dévier....mais bon pour les gens qui passent sur ce sujet pour des renseignements sur ce que j'appel "la pseudo-géothermie" ...
    celle qui consiste à chauffer un batiment avec des tuyaux dans le jardin ou par un petit forage, ou un capteur dans l'air...le tout avec un comprésseur à gaz réfrigérant, je vous conseils un p'tit tour sur ce sujet http://forums.futura-sciences.com/s...ead.php?t=22684 ....

    voilà voilà....

  30. #27
    Cécile

    Re : Pompes a chaleur

    C'est pas la peine de mettre trois fois le même message sur trois posts différents

  31. #28
    L'Hérétique

    Re : Pompes a chaleur

    Salut,
    Il parle de petit débit !! 19.1 Kg d'air pas seconde, !!! c'est pas particulièrement petit comme débit, ça en fait des M³ !!
    A+

  32. #29
    zyx

    Re : Pompes a chaleur

    Citation Envoyé par r17777
    bon ben je vois que le sujet "pompe à chaleur" a un peu dévier....mais bon pour les gens qui passent sur ce sujet pour des renseignements sur ce que j'appel "la pseudo-géothermie" ...
    celle qui consiste à chauffer un batiment avec des tuyaux dans le jardin ou par un petit forage, ou un capteur dans l'air...le tout avec un comprésseur à gaz réfrigérant, je vous conseils un p'tit tour sur ce sujet http://forums.futura-sciences.com/s...ead.php?t=22684 ....

    voilà voilà....
    le lien ne fonctionne pas !!!

  33. #30
    r17777

    Red face Re : Pompes a chaleur


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