Séance de cours

Pompes à chaleur: Cycles thermodynamiques et efficacité

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Dans cours

ME-459: Heat pump systems

This course aims to study heat pumping cycles and technologies, and equipment, such as compressors (positive displacement and dynamic), heat exchangers, and expansion valves. ...

Description

Cette séance de cours couvre le concept de pompes à chaleur, qui recueillent la chaleur à basse température et la rejettent à des températures plus élevées, fournissant à la fois le refroidissement et le chauffage. Il explique les cycles thermodynamiques impliqués dans les pompes à chaleur de chauffage et de refroidissement, le bilan énergétique, l'efficacité idéale et l'approche exergique. La séance de cours traite également de l'efficacité du chauffage et du refroidissement, des pertes d'exercices spécifiques, du coefficient de performance et de la relation entre le facteur Carnot et l'efficacité de l'exercice.

Enseignant·e·s (2)

Jürg Alexander Schiffmann

After obtaining his diploma in mechanical engineering from EPFL in 1999 he co-founded a start-up company dedicated to the design of gas bearing supported rotors. In 2005 he joined Fischer Engineering Solutions where he led the development of small-scale, gas bearing supported high-speed turbomachinery for fuel cell air supplies and for domestic scale heat pumps. In parallel he worked on his PhD, which he obtained from EPFL in 2008 and for which he was awarded the SwissElectric Research Award. He then joined the Gas Turbine Lab at MIT as a postdoctoral associate where he worked on foil bearings and on the experimental investigation of radial diffusers. In 2013 he was nominated assistant professor at the Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne where he founds the Laboratory for Applied Mechanical Design. His current research interest are in gas lubricated bearings, in aerodynamics of small-scale compressors and turbines and in automated design and optimization methodologies.

Jan Van Herle

Né à Anvers, Belgique, 1966. En Suisse depuis 1983. Naturalisé Suisse en 2004 par persuasion de la culture suisse démocratique et participative 'bottom-up'. Pas de double nationalité. Conseiller communal durant 2 mandats de 5 ans de 2006 à 2016. 1987 : Chimiste de l'Université de Bâle (CH). 1988 : Post-grade informatique de l'Ecole d'Ingénieurs de Bâle. 1989 : Stage industriel chez ABB à Baden (CH). 1990-1993 : Thesè EPFL 1994-1995 : Postdoc au Japon (Tokyo). 1996-2000 : Chercheur à l'EPFL, Dpt. Chimie, responsable de groupe. 1998-2000 : Master en Energy Technology, EPFL. 2000 : Cofondateur de HTceramix SA (EPFL spin-off), à Yverdon (actuellement 12 employés). La maison mère SOLIDpower en Italie, qui a acheté notre technologie en 2007, emploie 250 personnes et a levé 70 MCHF. 2000-2012 : 1er Assistant et chargé de cours en STI-IGM. Promu à MER en 2008. 2013-présent: MER responsable d'unité. Output : 135 publications, 120 papiers de conférence, 15 théses de doctorat, 4 thèses en cours, 37 thèses de master. Facteur h-42, >5000 citations. Fonds levés jusqu'à présent >19 MCHF. 5 langues couramment (néerlandais, français, allemand (y.c. suisse-allemand), anglais, espagnol).

Source officielle

Proximité ontologique

Physique

Thermodynamique: Statistical mechanics

Génie mécanique

Thermal engineering: Climatisation

Concepts associés (32)

Processus thermodynamique

Un processus thermodynamique, ou une transformation thermodynamique, est une transformation (ou une série de transformations) chimique ou physique d’un système partant d’un état d’équilibre initial pour aboutir à un état d’équilibre final.

Équilibre thermodynamique

vignette|200px|Exemple d'équilibre thermodynamique de deux systèmes, en l'occurrence deux phases : l'équilibre liquide-vapeur du brome. En thermodynamique, un équilibre thermodynamique correspond à l'état d'un système ne subissant aucune évolution à l'échelle macroscopique. Les grandeurs intensives caractérisant ce système (notamment la pression, la température et les potentiels chimiques) sont alors homogènes dans l'espace et constantes dans le temps.

Température thermodynamique

La température thermodynamique est une formalisation de la notion expérimentale de température et constitue l’une des grandeurs principales de la thermodynamique. Elle est intrinsèquement liée à l'entropie. Usuellement notée , la température thermodynamique se mesure en kelvins (symbole K). Encore souvent qualifiée de « température absolue », elle constitue une mesure absolue parce qu’elle traduit directement le phénomène physique fondamental qui la sous-tend : l’agitation des constituant la matière (translation, vibration, rotation, niveaux d'énergie électronique).

Cycle de Carnot

Le cycle de Carnot est un cycle thermodynamique théorique pour un moteur ditherme, constitué de quatre processus réversibles : une détente isotherme réversible, une dilatation adiabatique réversible (donc isentropique), une compression isotherme réversible, et une compression adiabatique réversible. Quand il est moteur, il s'agit du cycle le plus efficace pour obtenir du travail à partir de deux sources de chaleur de températures constantes, considérées comme des thermostats.

Pompe à chaleur

Une pompe à chaleur (PAC), aussi appelée thermopompe en français canadien, est un dispositif permettant de transférer de l'énergie thermique (anciennement « calories ») d'un milieu à basse température (source froide) vers un milieu à haute température (source chaude). Ce dispositif permet donc d'inverser le sens naturel du transfert spontané de l'énergie thermique. Selon le sens de fonctionnement du dispositif de pompage, une pompe à chaleur peut être considérée comme un système de chauffage, si l'on souhaite augmenter la température de la source chaude, ou de réfrigération, si l'on souhaite abaisser la température de la source froide.

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Séances de cours associées (64)

Cycles de puissance et pompes à chaleur

Explore les aspects pratiques des cycles électriques et des pompes à chaleur pour améliorer les performances.

Cycles thermodynamiques: Cycle de Carnot et pompes à chaleur

Explore le cycle de Carnot, les pompes à chaleur et l'efficacité des processus thermodynamiques.

Cycles thermodynamiques : efficacité et optimisation

Explore les cycles thermodynamiques, en se concentrant sur l'efficacité du cycle de Rankine et les stratégies d'optimisation pour la production d'énergie mécanique.

Pompes à chaleur et cycles d'alimentation

Discute des défis techniques dans la mise en œuvre du cycle Carnot, des bilans d'énergie et d'exercice, et des avantages de l'analyse d'exercice.

Thermodynamique: Cycles Otto et moteur diesel

Explique les principes thermodynamiques des cycles des moteurs Otto et Diesel, y compris leur efficacité et leurs applications dans l'ingénierie automobile.

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Équilibre thermodynamique

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