Qu’est-ce que cycle de Brayton inversé – Cycle de réfrigération Brayton – Définition

Pompe à chaleur – Comment ça marche

Le terme pompe à chaleur est généralement réservé à un appareil qui peut chauffer une maison en hiver en utilisant un moteur électrique qui fonctionne W pour prendre la chaleur Q _froide de l’extérieur à basse température et fournit de la chaleur Q _chaude à l’intérieur plus chaud de la maison.

Le principe de fonctionnement des réfrigérateurs , des climatiseurs et des pompes à chaleur est le même et c’est l’ inverse du moteur thermique . En général, une pompe à chaleur est un dispositif qui transfère l’ énergie thermique à partir d’ une source de chaleur à un « puits de chaleur « , mais dans ce cas le transfert a lieu dans la direction opposée de transfert de chaleur spontanée par absorption de chaleur à partir d’ un espace froid et de le relâcher à un plus chaud. Comme le montre la figure, en effectuant un travail externe W, la chaleur provient d’une région à basse température (source de chaleur) et une plus grande quantité de chaleur est évacuée à une température plus élevée (puits de chaleur).

Le cycle thermodynamique ou la méthode la plus largement utilisée pour le chauffage, la climatisation, les réfrigérateurs et les pompes à chaleur est le cycle de compression de vapeur . Mais le cycle de Brayton peut également être utilisé pour piloter les pompes à chaleur.

Cycle inversé de Brayton – Cycle de réfrigération de Brayton

En général, le cycle de Brayton décrit le fonctionnement d’un moteur thermique à pression constante . Aujourd’hui, les moteurs à turbine à gaz modernes et les moteurs à réaction à respiration aérodynamique sont également des moteurs thermiques à pression constante.

Un cycle de Brayton entraîné en sens inverse est appelé cycle de Brayton inversé . Son but est de déplacer la chaleur d’un corps plus froid vers un corps plus chaud, plutôt que de produire du travail. Conformément à la deuxième loi de la thermodynamique, la chaleur ne peut pas circuler spontanément du système froid au système chaud sans qu’un travail externe soit effectué sur le système. La chaleur peut circuler d’un corps plus froid vers un corps plus chaud, mais uniquement lorsqu’elle est forcée par un travail extérieur. C’est exactement ce que les réfrigérateurs et les pompes à chaleur accomplissent. Ceux-ci sont entraînés par des moteurs électriques nécessitant un travail de leur environnement pour fonctionner. L’un des cycles possibles est un cycle de Brayton inversé, qui est similaire au cycle Brayton ordinaire mais il est entraîné en sens inverse, via une entrée de travail nette. Ce cycle est également connu sous le nom de cycle de réfrigération au gaz ou cycle de Bell Coleman. Ce type de cycle est largement utilisé dans les avions à réaction pour les systèmes de climatisation utilisant l’air des compresseurs du moteur. Il est également largement utilisé dans l’industrie du GNL où le plus grand cycle inversé de Brayton est pour le sous-refroidissement du GNL en utilisant 86 MW de puissance provenant d’un compresseur entraîné par turbine à gaz et d’un réfrigérant à l’azote.