Base de connaissances
Un groupe électrogène à moteur à gaz transforme environ 40 % de son combustible en électricité. L'essentiel du reste est de la chaleur, et une centrale de cogénération (production combinée de chaleur et d'électricité) met cette chaleur au travail - dans un réseau de chauffage urbain, une serre, un hôpital, un procédé d'usine. Sa récupération porte l'utilisation globale du combustible à 80-90 %, ce qui fait de la cogénération la norme pour les moteurs à gaz partout où il y a un consommateur de chaleur. Ce guide explique d'où vient la chaleur, comment elle est récupérée et pourquoi chaque centrale de cogénération a quand même besoin d'un radiateur.
D'où vient la chaleur
Quatre sources portent la chaleur d'un moteur à gaz. L'eau des chemises, à 80-95 °C, porte la chaleur des cylindres. L'huile de graissage porte la chaleur des paliers et des pistons, généralement vers l'eau des chemises par un refroidisseur d'huile. L'air de suralimentation, comprimé par le turbocompresseur, est refroidi en deux étages : le premier, chaud, peut alimenter le circuit de récupération de chaleur, le second, à basse température, doit être refroidi près de l'ambiance pour la puissance et les émissions du moteur. Les gaz d'échappement, à 400-500 °C, portent la plus grande part et sont récupérés dans un échangeur de gaz d'échappement ou une chaudière à vapeur.
En gros, un moteur fournit des quantités semblables de puissance électrique et de chaleur récupérable ; le bilan thermique du motoriste donne la répartition exacte par circuit et par niveau de température.
Le module de chauffage
Le module de chauffage est le châssis qui rassemble cette chaleur et la remet au consommateur. Il porte l'échangeur à plaques qui sépare le circuit du moteur du réseau de chauffage, les pompes, les vannes trois voies qui maintiennent la température de retour du moteur là où le motoriste la veut quoi que fasse le réseau, les équipements d'expansion et de sécurité, et le raccordement à l'échangeur des gaz d'échappement. Construit comme un seul module testé en usine, il arrive avec la tuyauterie, l'instrumentation et la régulation en place et réduit le travail sur site à quelques raccordements.
Pourquoi une centrale de cogénération a quand même besoin d'un radiateur
Le consommateur de chaleur ne veut pas toujours la chaleur : un réseau de chauffage urbain en été, une serre la nuit, une usine un jour férié. Le moteur, lui, doit maintenir l'eau de ses chemises et son huile dans leurs limites chaque fois qu'il tourne. Le radiateur de secours - appelé aussi radiateur de dissipation - prend en charge la chaleur que le consommateur ne peut pas prendre, afin que le moteur puisse continuer à produire de l'électricité. Il est dimensionné pour toute la chaleur du moteur à l'ambiance d'été de dimensionnement, commandé par les mêmes vannes que celles du module de chauffage, et ne fonctionne généralement qu'une partie de l'année.
Le circuit basse température de l'air de suralimentation est un cas différent : sa chaleur est trop froide pour être utile dans la plupart des réseaux, elle va donc toujours vers un radiateur - souvent une unité BT/HT où une batterie refroidit l'air de suralimentation et l'autre sert de radiateur de secours. TECS conçoit et fabrique des modules de chauffage, des radiateurs de secours et des radiateurs BT/HT pour les centrales de cogénération à moteurs à gaz comme un système coordonné ; envoyez le bilan thermique du moteur et les données du réseau, et la proposition montre les circuits qui conviennent.
En bref
- L'eau des chemises, l'huile, l'air de suralimentation et les gaz d'échappement portent la chaleur du moteur
- La cogénération porte l'utilisation globale du combustible à 80-90 %
- Le module de chauffage sépare le circuit du moteur et régule la température de retour
- Le radiateur de secours prend la chaleur que le consommateur ne peut pas prendre
- La chaleur basse température de l'air de suralimentation va à un radiateur toute l'année
- TECS construit des modules de chauffage, des radiateurs de secours et des radiateurs BT/HT pour la cogénération
Ce qu'il faut joindre à votre demande
- Marque et modèle du moteur et bilan thermique par circuit
- Réseau de chauffage : températures de départ et de retour, débit, pression
- Si la chaleur des gaz d'échappement est récupérée et comment
- Ambiance du site pour le radiateur de secours et le radiateur BT
- Place pour le module et les radiateurs, limite de bruit
- Interface de commande avec le moteur et le réseau
Les questions qu'on nous pose souvent
Quelle quantité de chaleur peut-on récupérer sur un moteur à gaz ?
À peu près autant que la puissance électrique, avec l'eau des chemises, l'huile et les gaz d'échappement ensemble ; le bilan thermique du motoriste donne la valeur par circuit. La chaleur basse température de l'air de suralimentation n'est généralement pas récupérée.
Qu'est-ce qu'un radiateur de secours ?
Un radiateur qui évacue la chaleur du moteur lorsque le consommateur de chaleur ne peut pas la prendre, afin que le moteur puisse continuer à tourner. On l'appelle aussi radiateur de dissipation ou refroidisseur de dissipation.
Pourquoi la température de retour du moteur est-elle régulée ?
Le motoriste fixe une plage pour le retour de l'eau des chemises ; trop froid provoque de la condensation et de l'usure, trop chaud fait déclencher le moteur. Les vannes du module de chauffage la maintiennent là quoi que fasse le réseau.
Un seul radiateur peut-il assurer à la fois le secours et le service BT ?
Oui : un radiateur BT/HT porte la batterie d'air de suralimentation et la batterie de secours dans un seul caisson sous une seule rangée de ventilateurs, chacune avec son propre circuit.
Le module de chauffage fait-il partie du moteur ?
Parfois ; souvent il est fourni séparément et étudié pour le réseau concerné. TECS le construit comme un châssis testé en usine avec les radiateurs.
Contactez-nous
Envoyez-nous la puissance thermique, les températures et débits des fluides, les conditions ambiantes et les contraintes d'installation. Nous vous répondons avec une proposition de conception - ou écrivez-nous sur WhatsApp.
