Compresseur radial pour pompe à chaleur bi-étagée

• Unité de recherche: OFEN
• Numéro de projet: 45641

Mots-clé (Allemand)

TP0074;F-Wärmepumpen und Kälte

Description succincte (Allemand)

Le but du projet vise le développement et l'analyse d'un compresseur radial à deux étages sur paliers à gaz pour des pompes à chaleur bi-étagées à moyenne et haute températures. Le système visé n'aura pas besoin de lubrification par huile et sera hermétique. Le résultat de ce projet est une esquisse du compresseur radial bi-étagé sur paliers à gaz intégrable dans une pompe à chaleur air/eau (A-12W60) selon le cahier de charges de Swiss Retrofit Heat Pump. Le résultat des calculs des roues de compresseur (pour un fonctionnement en pleine charge et en charge partielle), des paliers à gaz et du moteur électrique permettront d'établir un calcul détaillé de l'efficacité de la pompe à chaleur et de comparer le nouveau concept avec des solutions existantes.

Rapport final (Français)

Le but de cette première phase du projet est d?étudier la faisabilité d?un compresseur radial, bi-étagé, sans huile pour des pompes à chaleur retrofit pour des applications domestiques. Ce rapport décrit le travail effectué par OFTTech SA en collaboration avec le Laboratoire d'énergétique industrielle (LENI) de l?EPFL.L?objectif d?une pompe à chaleur retrofit est de pouvoir produire de l?eau chaude à 60_C avec une élévation de température de 10 K pour une température extérieure de -12_C. Sa source froide est l?air extérieur. Au point A-12W60 elle doit fournir une puissance de chauffage de 10 kW au moins. Ces caractéristiques sont nécessaires pour remplacer des chaudières à mazout et à gaz.Pour atteindre des coefficients de performance acceptables pour concurrencer les chaudières conventionnelles un cycle bi-étagé représente la solution technique la plus avancée en ce moment. Ce rapport démontre qu'un turbocompresseur tournant à vitesse variable (jusqu?à 240'000 t/min), peut conduire à une solution unique avec des performances plus élevées que celles des meilleures solutions existantes sur le marché actuel. Cela est possible en utilisant des paliers lubrifiés avec du réfrigérant enphase gazeuse qui permettent d?exclure de l?huile dans la boucle de réfrigération. Les paliers à gaz utilisés ont des jeux radiaux de l'ordre de 5 à 10 micromètres. Par conséquent les tolérances de fabrication des paliers sont de l'ordre du micromètre pour des productions en grosse série.Plusieurs réfrigérants ont été pris en considération. Le R134a a été choisi pour cette étude. Le travail effectué par ABB a démontré la faisabilité de compresseurs radiaux de moins de 20 mm de diamètre présentant des efficacités entre 60 et 80%. Le compresseur, entraîné par moteur électrique ne sera pas plus long que 100 mm le rendant ainsi plus petit, plus léger et moins cher que les solutions existantes. La conclusion principale du projet est que la performance globale comparée aux solutions existantes résulte en une réduction de la consommation d?énergie électrique de près de 20% et qu?un tel turbocompresseur était faisable techniquement et aussi économiquement. Par ailleurs la caractéristique est plus compatible avec la demande.Cette première phase du projet a été financé par l?OFEN (Office fédéral de l?énergie) et par le PSEL (Fonds pour projets et études de l'économie électrique).

Auftragnehmer/Contractant/Contraente/Contractor:
OFFTECH

Autorschaft/Auteurs/Autori/Authors:
Favrat,Daniel
Zehnder,Michele
Marechal,Ir. François
Schiffmann,Jürg
Molyneaux,Alex

Documents annexés

• Compresseur Radial pour Pompe à chaleur biétagée I Phase 1: Etude de faisabilité - Rapport Final [PDF] 904 kB