Service Communautaire d'Information sur la Recherche et le Développement - CORDIS

Une nouvelle solution thermique pour le chauffage et l'électricité à faibles coûts dans les foyers

Le besoin d'augmenter l'efficacité des systèmes de conversion d'énergie et de réduire les émissions a stimulé le développement des moteurs thermiques non conventionnels, en particulier dans la gamme de quelques kilowatts à quelques mégawatts. Un projet financé par l'UE a démontré un moteur thermique régénérateur économique capable de faire d'un système chauffage et électricité micro-combiné (micro-CHP) une véritable option à faibles émissions de carbone pour les applications domestiques.
Une nouvelle solution thermique pour le chauffage et l'électricité à faibles coûts dans les foyers
Les systèmes micro-CHP sont actuellement basés principalement sur des moteurs à combustion interne et externe. Bien qu'ils soient bon marché et efficaces, les moteurs à combustion interne ne peuvent tourner qu'avec des combustibles hydrocarbonés, sont bruyants et n'ont qu'une faible durée de vie. Les moteurs Rankine et Stirling – deux exemples de moteurs à combustion externe – sont complexes, coûteux et présentent une faible efficacité thermique dans les applications de faible puissance. Le projet UP-THERM (Innovative high efficiency phase change fluid based heat engine), financé par l'UE, a réussi à développer une nouvelle configuration de moteur thermique qui est une alternative viable.

Basé sur un moteur à combustion externe, son nouveau convertisseur thermique ne requiert pas seulement une chaleur haute température pour atteindre des efficacités satisfaisantes, il exploite également des matières premières basse température qui peuvent provenir du gaz naturel ou de sources durables. Divers liquides de travail sûrs et respectueux de l'environnement comme l'eau ou le dioxyde de carbone sont utilisés dans le moteur.

Le moteur est silencieux et son fonctionnement est basé sur un cycle unique qui a la même efficacité qu'un cycle de Carnot. En outre, son design extrêmement simple permet une rentabilité améliorée lorsque l'on envisage une production de masse, si on compare aux moteurs Stirling actuellement disponibles de la même puissance.

Le moteur UP-THERM est un moteur biphasé avec une seule pièce mobile – un piston vertical – qui repose sur un changement de phase d'un liquide de travail pour produire un déplacement réciproque et des oscillations thermodynamiques de pression et de débit pouvant être converties en travail utile.

Un avantage majeur des nouveaux moteurs thermiques est que différents régénérateurs peuvent être utilisés. Cela résout le problème de l'étanchéité du moteur et de l'usure du piston qui sont tous deux courants dans les moteurs Stirling.

Le moteur développé par le projet offre une solution simple et rentable qui constitue une alternative compétitive pour les applications de faible puissance, en particulier pour les zones reculées, hors réseau.

Informations connexes

Mots-clés

Moteur thermique, chaleur et électricité micro-combiné, moteurs à combustion externe, UP-THERM, changement de phase