Calculs sur le cycle de l'air comprimé pour une motorisation

[Alain G]

Rien de nouveau!

Etonnnant ! Tu étais le premier à parler de mauvais rendement, et maintenant tu affirmes que la possibilité d'obtenir une efficacité directe >1 sur le cycle, ce n'est pas nouveau ?

Ou tu vas puiser la quantité énorme de chaleur nécéssaire?

C'est une possibilité. Et ce qui compte, c'est le différentiel de température entre la compression et la décompression.

Arrête de jouer au con avec tout le monde et parle moi de la fameuse voiture donc tu vante les mérites!

Comment va tu régler le problème de réchauffage de l'air?

[bernardd]

Arrête de jouer au con avec tout le monde et parle moi de la fameuse voiture donc tu vante les mérites!

Difficile de discuter avec quelqu'un qui sort les insultes avant la réflexion. Essayons encore...

Comment va tu régler le problème de réchauffage de l'air?

Pas besoin de crier...

Un moteur à air comprimé de 6kW peut absorber au maximum, c'est à dire pour une efficacité énergétique de 230%, une puissance thermique de 57% de sa puissance totale (cf les graphiques présentés ici : https://www.econologie.com/forums/post174664.html#174664).

57% de 6kW si le moteur tourne à 100% de sa capacité, c'est une puissance de 3,42kW maximale.

C'est quelle taille, selon toi, un radiateur qui échange 1 ou 2 kW de chaleur ?

Mon expérience me fait penser que si le moteur est bien connecté thermiquement sur le chassis aluminium du véhicule, qui joue naturellement un rôle d'échangeur thermique avec l'air, il doit facilement récupérer 3kW avec moins de 5°C de baisse de température.

Au passage, c'est un des intérêts d'organiser une production électrique par air comprimé répartie dans les logements : le faire de manière centralisée demanderait des échangeurs plus imposants. Et on a un réfrigérateur pour le même prix :-)

[obelix39]

Rien de nouveau!

Etonnnant ! Tu étais le premier à parler de mauvais rendement, et maintenant tu affirmes que la possibilité d'obtenir une efficacité directe >1 sur le cycle, ce n'est pas nouveau ?

Ou tu vas puiser la quantité énorme de chaleur nécéssaire?

C'est une possibilité. Et ce qui compte, c'est le différentiel de température entre la compression et la décompression.

Bonjour!

Je m'intéresse depuis peu aux véhicules qui utiliseraient l'air comprimé pour se mouvoir. Il me semble avoir compris que les deux principales causes de l'inefficacité d'un tel système sont la perte d'énergie calorifique lors de la compression de l'air et le besoin de la même énergie calorifique pour obtenir un meilleur rendement et une meilleure autonomie lors de la détente dans le moteur.

Lors de la compression de l'air, qui se fait "à la maison", on peut facilement récupérer l'énergie thermique dissipée par la compression, pour chauffer de l'eau ou de l'air à des fins d'utilisations domestiques ou industrielles (chauffage, eau chaude, etc ..). La proportion de chaleur récupérée peut aller jusqu'à 94 %, ce qui me semble résoudre le problème de perte lié à la production d'air comprimé. De plus, l'air comprimé se stocke sans problème sur des durées suffisantes pour ne le produire qu'avec le surplus d'électricité dont on ne sait pas trop quoi faire à part le stocker, ce qui paraît poser un certain problème. La production d'air comprimé permet donc l'utilisation des énergies non-fossiles telles que l'éolien ou le solaire.

Possédant ainsi de l'air comprimé produit avec un minimum de pertes énergétique, on pourrait imaginer coupler un moteur thermique à essence ou gasoil qui perd environ 70 % de son énergie en chaleur à un moteur à air comprimé qui en utilisant la chaleur monstrueuse perdue par le moteur thermique pour améliorer sa puissance et obtenir une autonomie suffisante, d'abord par l'utilisation combinée des deux sources (essence et air comprimé, ensuite par l'amélioration de l'efficacité du moteur à air.

L'idéal serait d'équilibrer la proportion d'énergie motrice venant du moteur thermique et celle venant du moteur à air comprimer de façon à ce que la quasi-totalité de la chaleur gaspillée par le moteur thermique soit utilisé par la détente de l'air dans le moteur à air comprimé. On pourrait faire varier cet équilibre de façon à récupérer du froid ou du chaud, selon la saison pour climatiser l'habitacle du véhicule.

Voilà, c'est juste une idée, comme ça ...

Il est à noter que la généralisation d'un tel système aurait pour conséquence une baisse de la consommation d'énergie fossile au profit de l'énergie renouvelable, et par conséquent une baisse notable des émissions polluantes. A terme, on pourrait peut-être remplacer le moteur thermique à essence par un moteur thermique à hydrogène + oxygène issu de l'électrolyse de l'eau, pour n'avoir plus que des rejets sous forme d'air et d'eau, ce qui me paraît être les deux éléments les plus compatibles avec la vie, non ?

[sicetaitsimple]

Bonjour!

Je m'intéresse depuis peu aux véhicules qui utiliseraient l'air comprimé pour se mouvoir...

..... on peut facilement récupérer l'énergie thermique dissipée par la compression,..... De plus, l'air comprimé se stocke sans problème ......
...coupler un moteur thermique à essence ou gasoil qui perd environ 70 % de son énergie en chaleur à un moteur à air comprimé qui en utilisant la chaleur monstrueuse perdue par le moteur thermique .....
L'idéal serait d'équilibrer la proportion d'énergie motrice venant du moteur thermique et celle venant du moteur à air comprimer de façon à ce que la quasi-totalité de la chaleur gaspillée par le moteur thermique soit utilisé par la détente de l'air dans le moteur à air comprimé. ....
Voilà, c'est juste une idée, comme ça ...

Un petit schéma de procédé, avec quelques grandeurs caractéristiques ( puissances, températures, débits, pressions, volumes), pour voir?
Parce que "les idées, comme ça".....

[Remundo]

il a déjà été proposé de "doper" les réservoirs d'air comprimé à l'aide d'un brûleur + carburant.

aucune révolution énergétique là-dedans, et même des rendements globaux plus médiocres que d'utiliser un moteur à combustion classique.

en effet la compression de l'air se fait en général avec beaucoup de pertes (mécanique et thermique)

dans un moteur à combustion, la compression est très rapide, proche d'une adiabatique, et la combustion juste après rend l'ensemble efficace. Les pertes thermiques dans un moteur à combustion interne existent, mais c'est la faute de Mr Carnot.

[obelix39]

Bonjour!

Je m'intéresse depuis peu aux véhicules qui utiliseraient l'air comprimé pour se mouvoir...

..... on peut facilement récupérer l'énergie thermique dissipée par la compression,..... De plus, l'air comprimé se stocke sans problème ......
...coupler un moteur thermique à essence ou gasoil qui perd environ 70 % de son énergie en chaleur à un moteur à air comprimé qui en utilisant la chaleur monstrueuse perdue par le moteur thermique .....
L'idéal serait d'équilibrer la proportion d'énergie motrice venant du moteur thermique et celle venant du moteur à air comprimer de façon à ce que la quasi-totalité de la chaleur gaspillée par le moteur thermique soit utilisé par la détente de l'air dans le moteur à air comprimé. ....
Voilà, c'est juste une idée, comme ça ...

Un petit schéma de procédé, avec quelques grandeurs caractéristiques ( puissances, températures, débits, pressions, volumes), pour voir?
Parce que "les idées, comme ça".....

Concernant la compression de l'air, en moyenne environ 60 % de l'énergie absorbée par le moteur du compresseur sont restitués sous forme d'énergie mécanique (air comprimé), les 40 % restants sont dissipés sous forme de chaleur. Ces 40 % peuvent être dissipés dans l'atmosphère par ventilation, ce qui est trop souvent le cas. Mais, on peut aussi utiliser cette chaleur dissipée pour chauffer des locaux, de l'eau sanitaire, ou l'utiliser dans des process industriels. Les appareils récupérateurs de la chaleur perdue par l'air lors de sa compression existent et permettent de récupérer de 70 à 94 % de cette chaleur suivant la technologie employée. Voici un tableau issu d'un site qui produit l'essentiel à ce sujet, page (42/72) (il en existe de très nombreux):

http://www.actalia.eu/wp-content/upload ... iques-.pdf

[obelix39]

en effet la compression de l'air se fait en général avec beaucoup de pertes (mécanique et thermique)

Comme je viens de l'expliquer plus haut, toutes les pertes, y-compris les pertes dues à la mécanique sont d'origine thermiques et la quasi-totalité de ces pertes thermiques peut être récupérée (94 %). Il suffit d'imaginer que le compresseur se situe au milieu d'une pièce étanche d'où rien ne s'échappe. La totalité de la chaleur dissipée par le compresseur aura servi à réchauffer l'atmosphère de la pièce, rien ne se perd dans ce cas. La récupération de la chaleur due à la compression de l'air n'est pas un fait nouveau. C'est d'ailleurs étrange que les détracteurs de l'air comprimé n'en fassent jamais mention.

[obelix39]

dans un moteur à combustion, la compression est très rapide, proche d'une adiabatique, et la combustion juste après rend l'ensemble efficace. Les pertes thermiques dans un moteur à combustion interne existent, mais c'est la faute de Mr Carnot.

Dans un moteur à combustion, c'est 60 à 70 % de l'énergie qui part en chaleur par le pot d'échappement et le radiateur de refroidissement pour réchauffer les petit oiseaux. On est loin d'un bon rendement!

[obelix39]

il a déjà été proposé de "doper" les réservoirs d'air comprimé à l'aide d'un brûleur + carburant.

Si je ne me trompe pas, le dopage consiste à réchauffer l'air juste avant et pendant la décompression, ce qui ajoute une énergie nécessaire au bon fonctionnement du moteur à air comprimé et par la même occasion augmente l'autonomie du véhicule. La raison principale de ce "dopage", c'est que sans apport de chaleur, le moteur finit par geler et son fonctionnement devient impossible à cause du manque de lubrification entre autres raisons.

aucune révolution énergétique là-dedans, et même des rendements globaux plus médiocres que d'utiliser un moteur à combustion classique.

La raison pour laquelle j'ai posté dans "Calculs sur le cycle de l'air comprimé pour une motorisation", c'est que ayant quitté les études à la fin de la troisième, j'ai un niveau un peu juste en maths pour des calculs compliqués. Mais, puisqu'on trouve des données toutes calculées sur le Net, je crois pouvoir me risquer ...

J'ai trouvé sur le Net:

Rendement d'un compresseur à étage = 65 % (partiellement isotherme)
Rendement d'un moteur à air comprimé = 55 % (quasiment adiabatique)

Dès lors, pour 14 kWh de compression à un rendement de 65 % (exemple trouvé sur le Net), on produit 9 kWh d'air comprimé stocké dans le réservoir et 5 kWh de chaleur dissipée. De ces 9 kWh d'air comprimé on récupère à l'aide du moteur à air comprimé 5 kWh d'énergie utile, donc de motricité du véhicule. Ce qui nous fait un rendement global de 35,7 %, ce qui est équivalent au rendement d'un moteur à essence. Mais, il ne faut pas oublier la chaleur que l'on récupère à la compression. Si on en récupère 94 % comme c'est faisable, ce sont 4,7 kWh qu'il faut ajouter aux 5 kWh utiles de l'air comprimé, soit 9,7 kWh utiles sur les 14 kWh de la compression. Nous obtenons ainsi un rendement de 69 %. De plus, dans le cas d'une hybridation moteur à essence/moteur à air comprimé, on peut récupérer une grande partie des 70 % de chaleur dissipée par le moteur thermique pour améliorer le rendement du moteur à air comprimé. C'est ainsi qu'on obtient un rendement qui me paraît raisonnable. Ne pas oublier que le moteur thermique continue à fournir sa propre poussée ...

Mais, je me trompe peut-être ?

[Christophe]

Je m’auto cite un message de 10 ans...

Pas la peine de refaire des calculs que certains ont déjà fait:

https://www.econologie.com/telechargeme ... nes-paris/

https://www.econologie.com/telechargeme ... nes-paris/

Débat:

nouveaux-transports/calculs-sur-le-moteur-a-air-de-mdi-des-chiffres-enfin-t6407.html

Sinon je vois pas bien le rapport entre Air Liquide (dont l'activité est de vendre des gaz comprimé mais à destination de la chimie essentiellement) et le cycle de l'air comprimé pour la propulsion