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augmenter temperature fluide avec multisource faible temperature

Posté par
gastonn
12-09-14 à 11:19

bonjour
je souhaiterais savoir si il est convenable de penser pouvoir augmenter la temperature d'un fluide à partir de nombreuses sources à faible delta de température (de 10 à 30 deg )
j'aimerais savoir comment cela se calcule et se fait , le but étant d'obtenir une température finale supérieure à celle de chaque source (par exemple 30 degré à partir de sources à 15 degré)
merci

Posté par
krinn Correcteur
re : augmenter temperature fluide avec multisource faible temper 12-09-14 à 12:30

bonjour,

si je te suis bien, tu veux savoir si on peut se faire couler un bain chaud (30°C) en utilisant uniquement de l'eau froide (15°C)

eh bien non, la chaleur se propage toujours du corps "chaud" vers le corps "froid"
par ex. si on mélange de l'eau à 10°C avec de l'eau à 15°C, le mélange final sera forcément à une température comprise entre 10 et 15°C (si on suppose le mélange isolé)

Posté par
gastonn
re : augmenter temperature fluide avec multisource faible temper 12-09-14 à 13:39

merci de ta reponse
ce n'est pas tout à fait cela
je souhaitais capter le potentiel énergétique de multiple gradients thermiques pour élever la température d'un fluide : pas exemple x forages à 100 m ou plus pour faire de l'eau à 30 degré ou plus, sans autre source d'énergie

Posté par
krinn Correcteur
re : augmenter temperature fluide avec multisource faible temper 12-09-14 à 14:53

ok, je vois mieux où tu veux en venir.

Effectivement il est possible de récupérer de l'énergie thermique en faisant circuler un fluide dans la terre,
c'est le principe de certaines pompes à chaleur
toutefois, si tu veux en sortie de l'eau à 30°C par ex. il faudra que l'eau circule dans des couches de l'écorce terrestre dont la température est >= 30°C sinon ça ne marchera pas.

Posté par
gastonn
re : augmenter temperature fluide avec multisource faible temper 12-09-14 à 15:53

justement je souhaiterais élever mon fluide à une température supériereure àcelles des sources en utlisant l'énergie de celles-ci : par exemple obtenir 30 degré avec 10 sources de 15 ou 20 degré

Posté par
krinn Correcteur
re : augmenter temperature fluide avec multisource faible temper 12-09-14 à 16:41

même avec 1000 sources à 15°C tu n'y arriverais pas!
la chaleur ne passe jamais spontanément d'un corps froid à un corps chaud
si tu mets de l'eau en contact avec une couche de roche à 15°C elle va atteindre une température d'équilibre de 15°C (au bout d'un certain temps et en supposant que la roche reste à température constante )
si tu mets de l'eau à 15°C en contact avec une couche de roche à 15°C il ne se passe RIEN (le système est déjà à l'équilibre thermique à 15°C )

Posté par
gastonn
re : augmenter temperature fluide avec multisource faible temper 12-09-14 à 17:37

oui mais si par exemple j'utilise le gradient thermique de 10 ou 15 degres (en admettant que la température extérieure est de 5 degré, j'ai donc 15-5 ou 20-5) pour évaporer un fluide frigorigéne qui fait tourner un altérnateur et marcher une résistance , sur le papier ça marche ( rendement surement tres mauvais)
je cherchais à voir si il n'y avait pas une solution plus élégante

Posté par
krinn Correcteur
re : augmenter temperature fluide avec multisource faible temper 12-09-14 à 18:32

effectivement les changements de phase permettent d'échanger bcp de chaleur et sont donc souvent utilisés (dans les frigos, dans les pompes à chaleur par ex.)

on peut par ex. faire bouillir un fluide à basse température en le faisant circuler dans le sol
(ce qui permet d'absorber une énergie thermique importante) et ensuite on peut récupérer cette énergie en condensant la vapeur obtenue dans un échangeur thermique (pour chauffer de l'eau par ex.)
ceci est exact et c'est comme ça que fonctionnent certaines pompes à chaleur

et effectivement, plus tu auras de sondes géothermique plus tu récupèreras d'énergie du sol
(certains immeubles ont besoin de plusieurs sondes pour se chauffer pour avoir une puissance de chauffage suffisante)

Posté par
gastonn
re : augmenter temperature fluide avec multisource faible temper 13-09-14 à 11:57

comment je peux calculer le rendement de ce systeme ou bien avoir une idée de l'apport thermique exacte en fonction du matériel ?
merci

Posté par
gastonn
re : augmenter temperature fluide avec multisource faible temper 13-09-14 à 11:59

de plus , sauf erreur les pac ont un compresseur et ont donc besoin d'un apport eletrique, je cherche à éviter cela
est-ce possible ?

Posté par
krinn Correcteur
re : augmenter temperature fluide avec multisource faible temper 13-09-14 à 14:49

tu ne peux pas te passer du compresseur ou plutôt, tu es obligé de fournir un travail si tu veux faire passer de la chaleur d'une source froide à une source chaude ( c'est une conséquence du second principe de la thermodynamique)
je te conseille de lire cet article: tu y verras notamment les efficacités théoriques maximales
en fct de la température des sources, sachant que les systèmes réels ont tjs un COP inférieur.


cf.

Posté par
gastonn
re : augmenter temperature fluide avec multisource faible temper 13-09-14 à 16:46

cela me semble interessant
et en fait c'est effectivement tout le probleme , faire passer de la chaleur d'une source froide à une source chaude.
par contre , suaf erreur je n'ai pas le lien de ton article
merci

Posté par
krinn Correcteur
re : augmenter temperature fluide avec multisource faible temper 13-09-14 à 18:53

si clique ici ->

Posté par
gastonn
re : augmenter temperature fluide avec multisource faible temper 14-09-14 à 13:59

merci, j'avais pas vu

Posté par
gastonn
re : augmenter temperature fluide avec multisource faible temper 15-09-14 à 14:25

j 'ai lu l'article et essayé de le comprendre ...
j'ai compris le principe mais dans la pratique , je vois pas ce qu'il conviendrait le mieux de faire , je trouve même pas les produits qui pourraient convenir .
autant j'ai aucun probleme pour forer 10 ou 15 fois 100 ou 200 metres ( je travaille dans la construction ) , autant je trouve pas l'appareillage qui conviendrait .
tout ce que j'ai pour l'instant ce sont des modules pelteirs avec un rendement tres faibles sur un gradient de 15/20 degrés .
j'espérais trouver quelque-chose pour augmenter la température de  ce gradient avec mes multiples sources basses températures afin d'avoir un rendement supérieur ( et même éventuellement passer sous une autre forme de thermo-génération que le pelteir)
si quelqu'un à une idéee, ..
merci beaucoup

Posté par
krinn Correcteur
re : augmenter temperature fluide avec multisource faible temper 15-09-14 à 15:37

bonjour,

Citation :
j'ai aucun probleme pour forer 10 ou 15 fois 100 ou 200 metres

apparemment vous n'êtes pas donc au lycée, désolé de vous avoir pris pour un élève jusqu'ici

Citation :
je vois pas ce qu'il conviendrait le mieux de faire , je trouve même pas les produits qui pourraient convenir .

ce qu'il vous faut c'est une PAC, non?
et ça "on" sait très bien faire
je ne vois pas trop comment faire mieux pour récupérer des calories du sous-sol à 15°C (de façon pratique)
Avec un COP entre 3 et 5 c'est déjà pas mal (il ne faut pas se focaliser sur les efficacités théoriques de 15 voire plus, c'est la limite théorique de Carnot et il y a très peu de systèmes réels capables de l'approcher)

Posté par
gastonn
re : augmenter temperature fluide avec multisource faible temper 15-09-14 à 23:26

au contraire, aucun probleme d'être pris pour un éléve, ça me rajeunit ...
le soucis de la pc est l'apport electrique: je suis en site isolé donc je dois trouver un autre moyen d'élever la température de mes sources ou bien un syteme de thermo génération avec une bonne éfficacité sur des sources à faibles gradients thermiques
merci

Posté par
gastonn
re : augmenter temperature fluide avec multisource faible temper 18-09-14 à 12:43

est-ce que quelqu'un sait comment se calcule la puissance thermique d'un forage ?
d'environ 20 cm de diamétre, à 300m,et 18 degrs de delta thermique
merci

Posté par
krinn Correcteur
re : augmenter temperature fluide avec multisource faible temper 18-09-14 à 15:35


c'est le système utilisant le forage qui peut récupérer une certaine puissance thermique avec un COP donné

par ex. le type de PAC installé chez moi récupère de l'ordre de 50 W/m (forage de 100m) et a un COP de 3,5 env.

cf.

ceci dit, chaque site a des caractéristiques propres qui influent sur ces valeurs (nature du sol, etc.) ce qui fait qu'il faut demander à un spécialiste de faire les calculs, en général

Posté par
gastonn
re : augmenter temperature fluide avec multisource faible temper 19-09-14 à 08:46

la puissance n'est pas seulement donnée par le systeme : voaus avez 50w / m à 100 m vous aurez autre chose à 200 m et encore autre chose dans un sol d'une autre nature.
la sonde à ensuite une capacité de captage thermique , mais qui dépend également de lasoruce .
c'est cela que j'aimerais calculer
merci



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