INSTITUT DE RECHERCHE ET DE FORMATION PARIS-SACLAY EFFICACITÉ ÉNERGETIQUE - MEMBRE DE L'ATEE

Valorisation de la chaleur

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Introduction

La valorisation de la chaleur des procédés industriels (amélioration de la récupération de la chaleur dans les procédés et valorisation de la chaleur fatale) est identifiée comme un des facteurs clés pour maximiser les économies d’énergie primaire du secteur industriel et réduire les impacts sur l’environnement tels que les émissions de CO2. Pour favoriser cette récupération/valorisation d’énergie, l’Institut PS2E et ses partenaires développent des solutions technologiques transverses appropriées au secteur de l’industrie et de son territoire. Grâce à ses acteurs intéressés par l’efficacité énergétique, des projets de recherche collaborative ont été lancés sur le développement/déploiement de technologies clés pour la valorisation de chaleur : les technologies d’échangeurs de chaleur et de transformateurs d’énergie ; des technologies aussi bien performantes au niveau énergétique qu’au niveau économique.

Les projets de recherche PS2E

Avec ses partenaires, PS2E a lancé des projets de recherche dans les domaines suivants :

1- Echangeurs du futur

 

Les solutions de transfert de chaleur sont des sujets phares pour PS2E et ses partenaires car les échanges thermiques optimisés sont essentiels à l’efficacité énergétique des systèmes industriels.

Des projets sont en cours sur ce type de technologie, par exemple :

VALO - Logo TMWpuce Le projet GEPPI avec la société TMW, un projet d’industrialisation d’échangeur à plaques polymères pour les transferts thermiques en milieux industriels corrosifs et agressifs chimiquement ; la technologie développée a l’avantage de s’adapter à de nombreux fluides corrosifs grâce à de multiples bases polymères injectable ; la conductivité thermique des polymères dopés identifiés dans le cadre du projet sont entre 5 et 20 fois supérieur aux polymères initial. [Technologie brevetée].

puce Des projets de développement de méthodes et de modèles pour les technologies d’échangeur suivantes :
1- VALO- SCHEMA 3D Échangeur de chaleur bobiné- échangeurs bobinés et,
- échangeurs à plaques et ailettes en acier inoxydable.

Sous certaines conditions, les méthodes et les modèles développés pour les passages en aluminium ne sont plus applicables aux passages en acier inoxydable.

 

2. Transformateurs d'énergie

 

Les cycles thermodynamiques sont étudiés et soutenus par PS2E et ses partenaires car ils permettent de transformer une énergie récupérée en chaleur fatale à une forme valorisable d’énergie (chaleur à plus haute température, en froid, ou en électricité).

puce Valorisation en chaleur à plus haute température : identification de solutions technologiques par permettant d’élargir les plages d’utilisation de ces systèmes thermodynamiques à absorption (température plus élevée >130°C, glissement plus important >60°C)

2- VALO- Figure 1

 

puce Valorisation en froid/frigories : étude des applications potentielles du cycle tritherme à éjecteur pour produire du froid à partir de chaleur résiduelle. Ce cycle a l’avantage d’être principalement composé d’éléments mécaniquement maitrisés (un éjecteur, une pompe et de trois échangeurs).

3- VALO- Figure 2

 

puce Valorisation en électricité : optimisation et amélioration des systèmes ORC avec et pour Enertime. Enertime conçoit, fabrique et installe des Cycles de Rankine Organique (ORC) pour valoriser de la chaleur entre 100 et 300°C en électricité.