Approches optimales des cycles combinés

Abstract

L’approche de la thermodynamique en temps fini, appliquée au cycle endoréversible, dans lequel seules les irréversibilités externes dues aux transferts thermiques à travers des différences de températures moyennes arithmétiques entre le fluide de cycle et les sources de chaleur sont prises en compte, puis au cycle irréversible qui ajoute les irréversibilités internes de la compression et de la détente, permet de les optimiser pour une puissance maximale. Une analyse du potentiel de cogénération de ces cycles, a permis de mettre en évidence leur disposition à être combinés au dessalement par les procédés de distillation MED et MSF. L’analyse thermodynamique des chaudières de récupération par la méthode des bilans d’énergie a notamment révélé que, lorsque la température des gaz d’échappement le permet, lorsqu’elle est suffisamment élevée, chaque niveau de pression supplémentaire nous permet d’améliorer d’environ quatre points le rendement de la récupération. Une étude ayant pour but de comparer le cycle combiné traditionnel, dont le rendement semble plafonner à 60%, avec le cycle "LOTHECO", qui apporte au cycle combiné les avantages que procure l’humidification de l’air grâce à l’énergie puisée dans une source externe de basse température, laisse entrevoir la possibilité d’atteindre des rendements supérieurs à 70%. Cette étude a été complétée par la simulation des phénomènes de transfert de masse et de chaleur lors de l’humidification de l’air à travers une tour à lits de garnissage, et lors de la condensation à partir de fumées fortement humides en écoulement vertical croisé à travers une batterie de tubes. Les distributions d’un certain nombre de paramètres, tels que les températures et l’humidité spécifique, ont été établies afin de servir d’informations préliminaires pour des projets de dimensionnement.