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

[Forhorse]

Non c'est juste que de chauffer une maison en été en pleine canicule ça n'a pas d’intérêt... donc le rendement de la solution est variable.

[Eric DUPONT]

Je ne crois pas me tromper en disant que toutes les pertes qui entraînent une baisse de rendement sont thermiques, que ce soient des frottements mécaniques, des échauffements de câbles électriques par le passage du courant, etc ... Lors d'une production d'énergie potentielle mécanique, que ce soit en remontant une masse pour profiter de la gravité, en compressant de l'air pour profiter de la force de pression, ou en faisant tourner une masse à grande vitesse pour profiter de son énergie d'inertie, etc ... Si on récupère la totalité de l'énergie thermique dissipée, on obtient un rendement de 100 %, C'est exact ?

ça dépend comment tu comptes l'énergie et ce que tu veux en faire. Numériquement oui, l'énergie se conserve, donc si tu sommes les pertes + le travail méca récupéré, tu trouveras tout ce qui a été fournie à la machine

Pour rester dans le sujet (Calculs sur le cycle de l'air comprimé pour une motorisation), si on compresse de l'air en vue de faire tourner un moteur à air comprimé, on produit environ 65 % de force mécanique sous forme d'air comprimé stocké dans un réservoir, et on produit 35 % de chaleur dont on peut en récupérer 94 % (c'est ce qui se fait dans l'industrie) à des fins de chauffage, production d'eau chaude, d'air chaud, etc ... Même si les énergies produites sont différentes, à partir du moment où elles sont utilisées, ce ne sont pas des pertes mais bien de l'énergie "utile". On peut donc comprimer de l'air en utilisant 97 % de l'énergie de départ. Je trouve ça plutôt bien! Le fait de ne pas récupérer la chaleur lors de la compression rend l'utilisation de l'air comprimé peu rentable, et c'est le cas je crois de la voiture de Guy Nègre.

Reste à voir le rendement du moteur ...

si on fait une compression isotherme en dépensant 1 kwh a 10°c par exemple il faut dissiper 1 kwh de chaleur à 10°C, ce qui est impossible mais à 10,0001 °c oui...en theorie. si on evacue la chaleur a 20°C ou 30°c pour chauffer une maison autant utiliser une pompe a chaleur et comprimer l'air a 10°c de facon isotherme séparément.

[Remundo]

Bien sûr, en introduisant une notion de noblesse on fait baisser le rendement ... A moins que ce ne soit pour toi qu'une façon d'exprimer que tu n'aimes pas l'air comprimé ?

Ni je n'aime, ni je n'aime pas.

On peut avoir absolument d'air comprimé, ou pas, on peut avoir absolument besoin de chaleur basse température, ou pas...

Tout dépend du besoin utile. La thermodynamique n'a pas d'état d'âme.

Si tu aimes bien l'air comprimé, il existe des stockages (les CAES : compressed air energy storage) de grande envergure, et parfois à la détente, on brûle du fioul pour tout balancer dans une turbine à gaz.
https://en.wikipedia.org/wiki/Compresse ... gy_storage

c'est un domaine technique bien documenté et connu depuis longtemps.

[obelix39]

Non c'est juste que de chauffer une maison en été en pleine canicule ça n'a pas d’intérêt... donc le rendement de la solution est variable.

Heureusement que l'industrie a besoin de chaleur toute l'année, et qu'ils ne récupèrent pas la chaleur de la canicule ...

[obelix39]

si on fait une compression isotherme en dépensant 1 kwh a 10°c par exemple il faut dissiper 1 kwh de chaleur à 10°C, ce qui est impossible mais à 10,0001 °c oui...en theorie. si on evacue la chaleur a 20°C ou 30°c pour chauffer une maison autant utiliser une pompe a chaleur et comprimer l'air a 10°c de facon isotherme séparément.

Je ne comprend pas bien ton calcul ? Tu pourrais m'expliquer, s'il te plaît ?

Sinon, avec un compresseur, on peut chauffer de l'eau, jusqu'à + de 70°. La température de fonctionnement d'un compresseur à vis est d'environ 80°.

[Remundo]

il y a chaleur et chaleur...

il y a quelques processus industriels qui se contentent de températures ambiantes, mais la majorité d'entre eux exigent des températures très supérieures (X00°C) et aucune compression isotherme d'air ambiant ne pourra alors répondre aux besoins.

C'est ce que j'appelle "la noblesse", il faut comprendre que toutes les formes d'énergies ne se valent pas, avec du travail mécanique/électrique ordonné, on fait ce qu'on veut, avec des calories hautes températures, on fait pas mal de choses, avec des calories basse température, ça devient très étriqué.

ce que j'explique là, c'est une version résumée, édulcorée et vulgarisée du 1er et 2nd principes de la thermodynamique. Faut bosser la thermodynamique pour ne pas dire ou imaginer trop de bêtises en la matière.

[Remundo]

si on fait une compression isotherme en dépensant 1 kwh a 10°c par exemple il faut dissiper 1 kwh de chaleur à 10°C, ce qui est impossible mais à 10,0001 °c oui...en theorie. si on evacue la chaleur a 20°C ou 30°c pour chauffer une maison autant utiliser une pompe a chaleur et comprimer l'air a 10°c de facon isotherme séparément.

Je ne comprend pas bien ton calcul ? Tu pourrais m'expliquer, s'il te plaît ?

Sinon, avec un compresseur, on peut chauffer de l'eau, jusqu'à + de 70°. La température de fonctionnement d'un compresseur à vis est d'environ 80°.

cela signifie justement qu'on est très loin de la compression isotherme, et on n'est pas non plus dans l'adiabatique puisqu'on se permet de chauffer de l'eau à 70°C

En résumé ça promet un rendement de compression bien mauvais, avec des calories basses températures, qui même si elles sont récupérées, ne permettent pas grand chose d'autre que de prendre un bain chaud ou de thermiser une habitation...

Une pompe à chaleur bien utilisée ferait le boulot avec une efficacité bien supérieure.

Et un compresseur très soigné à évolution isotherme comprimerait de l'air avec un rendement proche de 100%

Eric a tout à fait raison ici.

[obelix39]

Bien sûr, en introduisant une notion de noblesse on fait baisser le rendement ... A moins que ce ne soit pour toi qu'une façon d'exprimer que tu n'aimes pas l'air comprimé ?

Ni je n'aime, ni je n'aime pas.

On peut avoir absolument d'air comprimé, ou pas, on peut avoir absolument besoin de chaleur basse température, ou pas...

Tout dépend du besoin utile. La thermodynamique n'a pas d'état d'âme.

Je ne trouve pas que 70°soit une "basse température", mais c'est relatif (comme le reste) ...

[obelix39]

si on fait une compression isotherme en dépensant 1 kwh a 10°c par exemple il faut dissiper 1 kwh de chaleur à 10°C, ce qui est impossible mais à 10,0001 °c oui...en theorie. si on evacue la chaleur a 20°C ou 30°c pour chauffer une maison autant utiliser une pompe a chaleur et comprimer l'air a 10°c de facon isotherme séparément.

Je ne comprend pas bien ton calcul ? Tu pourrais m'expliquer, s'il te plaît ?

Sinon, avec un compresseur, on peut chauffer de l'eau, jusqu'à + de 70°. La température de fonctionnement d'un compresseur à vis est d'environ 80°.

cela signifie justement qu'on est très loin de la compression isotherme, et on n'est pas non plus dans l'adiabatique puisqu'on se permet de chauffer de l'eau à 70°C

En résumé ça promet un rendement de compression bien mauvais, avec des calories basses températures, qui même si elles sont récupérées, ne permettent pas grand chose d'autre que de prendre un bain chaud ou de thermiser une habitation...

Une pompe à chaleur bien utilisée ferait le boulot avec une efficacité bien supérieure.

Et un compresseur très soigné à évolution isotherme comprimerait de l'air avec un rendement proche de 100%

Eric a tout à fait raison ici.

Concernant l'utilisation de la chaleur récupérée, il n'y a pas que les bains chauds et le chauffage central, il y a aussi les utilisations industrielles.

Et cette récupération, c'est juste pour ne pas gaspiller. Le but étant d'obtenir de l'air comprimé qui va pomper un maximum de chaleur à la décompression en utilisant la chaleur dégagée par un moteur à combustion de rendement médiocre (ceux avec lesquels on roule aujourd'hui). Le but de l'opération, est de produire un équilibre thermique entre deux moteurs l'un thermique (à explosion consommant de l'essence ou du gasoil) produisant de la chaleur inutile, et l'autre pneumatique réclamant cette chaleur pour offrir un plein rendement. Mon but n'est pas d'utiliser un moteur à air comprimé pour mouvoir un véhicule, c'est juste d'utiliser les quelques 60 % d'énergie que gaspille un moteur à explosion. Peut-être que c'est idiot ?

[Forhorse]

Concernant l'utilisation de la chaleur récupérée, il n'y a pas que les bains chauds et le chauffage central, il y a aussi les utilisations industrielles.

A quelle utilisation industrielle tu penses ? Parce que ayant bossé pas mal dans l'industrie, dans divers domaines, j'ai pas vu beaucoup de process qui se contentaient de 70°C... l'eau chaude pour le lavage dans l'agroalimentaire peut-être, et encore...