ThermoFrigoPompe PROPANE

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1 ThermoFrigoPompe PROPANE AICVF 05/2016

2 SOMMAIRE Introduction Bâtiment cible Simulation des performances saisonnières La gamme TFP

3 INTRODUCTION Contexte Entre 2010 et 2013, le Pôle Cristal a conduit une thèse intitulée «Développement d une thermofrigopompe préindustrielle de petite à moyenne puissance». En 2015, ETT a contracté une licence auprès du Pôle Cristal pour développer une nouvelle gamme de produit intégrant les évolutions technologiques issues des travaux du Pôle Cristal et également des modifications par les essais effectués dans le labo ETT. Développement des travaux en R&D avec des partenaires Limiter le temps de développement S appuyer sur des écoles / labos L OPEN INNOVATION Système breveté

4 4 INTRODUCTION Contexte Simultanéité des besoins en chaud et froid dans les bâtiments provenant de : L isolation renforcée des bâtiments : moins de besoins de chauffage mais risques de surchauffe l été dans les bâtiments BBC (RT2012) L augmentation des gains internes : occupation, équipements électriques La production d eau chaude sanitaire devenant le besoin majoritaire en chaud avec les nouvelles réglementations Contexte environnemental : HFC Fluides frigorigènes largement utilisés dans les systèmes de chauffage et de rafraîchissement mais contribuent au réchauffement climatique.

5 5 INTRODUCTION Introduction Objectifs Thermofrigopompe (TFP), système thermodynamique de production simultanée de chaud et froid : Valorisation de l énergie thermique usuellement rejeté par les installations de chauffage et de rafraîchissement classique Choix d un fluide frigorigène à faible impact environnemental Impact sur la couche d ozone ODP nul Potentiel de réchauffement global GWP < 10 kg CO2 sur 100 ans

6 INTRODUCTIONConception du prototype de TFP au propane Schéma de sélection par modes 2 Chauffage/AIR 1 CDE Simultané chauffage EVE ECS Simultané 3 SR EVA Rafraichissement/AIR EVE CDECS CDE : Condenseur à eau chauffage CDES: Condenseur à eau ECS EVE : Evaporateur à eau EVA : Evaporateur à AIR ( Echangeur d équilibrage) SR: Sous refroidisseur EVA ECS/AIR

7 7 INTRODUCTION Introduction Concept de TFP sur air Mode thermofrigopompe

8 8 INTRODUCTION Introduction Concept de TFP sur air Mode pompe à chaleur Plus de besoin de rafraîchissement => passage sur un évaporateur extérieur :

9 9 INTRODUCTION Introduction Concept de TFP sur air Mode rafraichissement Plus de besoin de chauffage => passage sur un condenseur extérieur :

10 INTRODUCTIONConception du prototype de TFP au propane Récupération de l énergie de sous-refroidissement FERMEE Baisse de température OUVERTE

11 SOMMAIRE Introduction Bâtiment cible Simulation des performances saisonnières La gamme TFP

12 12 BATIMENT CIBLE Bâtiment cible (simultanéité des besoins) Bureaux Magasin Collectif BBC (RT2012) Fluide frigorigène Exemple : TRNSYS3D Propane R290 (bibliographie GWP : 3) HFO R1234yf (Nouveau fluide GWP : 4) Etude réalisée par le pôle cristal

13 Type de bâtiment Surface (m²) Nombre de zones thermiques Éclairage (W/m²) 13 BATIMENT CIBLE Bâtiment cible et sélection du fluide frigorigène Bâtiment cible : Caractéristiques des bâtiments Les climats : Rennes, Marseille et Strasbourg Gains Nombre de personnes Occupation Horaires Equipments élec (P = 230 W) Magasin h-21h 10 9 Bureaux h-20h Collectif BBC h-9h 18h-24h 5 64 TBS min( B c B f B ecs, B c B ecs B f La moyenne du taux de besoins simultanés sur l année 0 % pas de simultanéité des besoins 100% besoins simultanés en chaud et froid tout au long de l année )

14 Bâtiment cible et sélection du fluide frigorigène BATIMENT CIBLE Courbes de besoins : Rennes Logement collectif Magasin Logement collectif : d importants besoins en eau chaude sanitaire. Magasin: Faible taux de besoins simultanés. Bureaux: Apports internes élevées. Bureaux

15 15 Bâtiment cible et sélection du fluide frigorigène BATIMENT CIBLE Bâtiment cible : TBS résultats Magasin Bureaux Collectif BBC Rennes 10,17% 28,17% 28,00% Strasbourg 6,86% 22,57% 22,50% Marseille 10,26% 24,37% 30,52% Bureaux et Collectif BBC retenus pour l étude comparative couplage bâtiment-tfp. Modèles numériques de TFP au : R290 (données fabricants) R1234yf (données fabricants)

16 16 Bâtiment cible et sélection du fluide frigorigène BATIMENT CIBLE Couplage Thermofrigopompe-bâtiment EES Trnsys TFP Climat Ballons Bâtiments Mode chauffage Ballon ECS Mode rafraichissement Régulation set points Ballon eau chaude Fichiers de besoins Mode simultané Ballon eau froide Deux environnements EES et TRNSYS

17 SCOP 17 Bâtiment cible et sélection du fluide frigorigène BATIMENT CIBLE Etude comparative : TFP au R290 vs R1234yf Coefficient de performance saisonnier COPS Energies thermiques Energies électriques absorbées 1 0 R407C (proto) R290 (sim) R1234yf (sim)

18 SOMMAIRE Introduction Bâtiment cible Simulation des performances saisonnières La gamme TFP

19 19 SIMULATION DES PERFORMANCES Simulation des performances SAISONNIERES saisonnières Soutirage 1200 l/jr Logements collectif : ECS Marseille Rennes Strasbourg COPS TFP COPS PAC Jusqu à -20 % sur la consommation électrique (Marseille)

20 Coefficient de performance saisonnier Taux de besoins simultanés SIMULATION DES PERFORMANCES Simulation des performances SAISONNIERES saisonnières Bureaux munis d une salle informatique % % 80% % % % % 45% 37% 40% 30% % % 0.0 Marseille Rennes Strasbourg 0% COPS TBS

21 SOMMAIRE Introduction Bâtiment cible Simulation des performances saisonnières La gamme TFP

22 22 LA GAMME TFP ( de 50 KW à 300 KW ) Conclusion Cycles Thermodynamiques Schéma frigorifique Un compresseur Un échangeur tube ailettes Un condenseur à plaques Un évaporateur à plaques Un surchauffeur Les 2 jeux d électrovannes ont été remplacés par 1 vanne 4 voies et 2 détendeurs électroniques Le surchauffeur permet d avoir une surchauffe supérieure à 20K à l aspiration du compresseur Commercialisation septembre 2016

23 23 LA GAMME TFP 150 KW Perspectives

24 24 LA GAMME TFP 300 KW Perspectives

25 Merci de votre attention

TABLE DES MATIÈRES Chapitre I Chapitre II

TABLE DES MATIÈRES Chapitre I Chapitre II TABLE DES MATIÈRES Avant-propos 3 Table des matières 4 Chapitre I La machine frigorifique 10 2. Quantité de chaleur 10 3. La vaporisation 11 a. Les changements d états 12 b. Application à la machine frigorifique

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