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Article de fond   22-11-2016   by Yves Racette

Techno – Système de récupération de chaleur des gaz d’échappement


système récupération chaleur des gaz échappement

système récupération chaleur des gaz échappement

 

 

La consommation de carburant les émissions de voitures modernes et les nouvelles technologies hybrides sont fortement affectées par les températures des liquides et des matériaux du moteur.

Situations problématiques

Lors de plusieurs conditions de conduite, les rendements thermiques élevés des moteurs, maintenant à injection directe, provoquent de faibles transferts de chaleur qui affectent les composants du moteur, en particulier tout ce qui touche l’huile et le liquide de refroidissement. Dans ces conditions de conduite, les températures de fonctionnement normales ne sont pas atteintes.

À basse température ambiante et à faible charge du moteur, et sachant que les véhicules hybrides ont besoin d’un système de chauffage performant pour l’habitacle afin d’être confortable, donc qui demande un échauffement rapide de l’huile moteur et du liquide de refroidissement, le résultat escompté ne peut être atteint.

système récupération chaleur des gaz échappement

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Fonctionnement de la récupération

La chaleur disponible dans les gaz d’échappement derrière le catalyseur est suffisante pour soutenir le réchauffement (warm-up) de manière adéquate dans la plupart des conditions ambiantes sans augmenter la consommation de carburant. Pour des températures très froides de -18 °C, l’énergie supplémentaire suffisante peut être produite et récupérée en étranglant le flux de gaz d’échappement.

Pour atteindre l’échauffement nécessaire, un système de récupération de chaleur d’échappement (Exhaust Gas Heat Recovery (EGHR)) fait maintenant partie des processus de conception et d’optimisation des systèmes de refroidissement modernes. Cette technologie permet d’améliorer le rendement du carburant en chauffant le liquide de refroidissement grâce à la chaleur des gaz d’échappement.

Déjà en application

Depuis cette année, la Chevrolet Malibu Hybride, la Toyota Prius et la Kia Niro, par exemple, ont ce système de récupération de chaleur des gaz d’échappement (EGHR) pour accélérer le réchauffement du liquide de refroidissement et permettre du même coup la réduction de la consommation de carburant et des émissions.

Cette fonctionnalité permettra également d’améliorer le chauffage de l’habitacle pour un meilleur confort des passagers. La sécurité s’améliore du même coup en dégivrant plus efficacement le parebrise par exemple. Du côté des applications pour voitures hybrides, ce système pourra aussi réchauffer la batterie haute tension.

Physiquement ça ressemble à quoi ?

Le système de refroidissement est raccordé à un échangeur de chaleur placé dans le gaz d’échappement transférant son énergie thermique vers le système de refroidissement. Lorsque le moteur se réchauffe, le gaz d’échappement est alors dévié vers un conduit de contournement car il est moins nécessaire.

Bien que cela puisse paraître décevant, les systèmes EGHR des nouveaux modèles ne génèrent pas d’énergie électrique à partir de la chaleur résiduelle (voir cycle Rankine, si ça vous intéresse).

Ce dernier fait partie intégrante d’une technologie émergente qui prendra probablement plusieurs années avant de voir sa mise en œuvre généralisée dans l’industrie automobile.

Meilleure économie à froid

 

Le coup de pouce à l’économie de carburant en particulier dans les mois les plus froids est facilement mesurable (passablement avantageux pour que les manufacturiers l’utilisent). Il permet également une réduction supplémentaire de NO2, un adversaire de l’air pur, aussi dommageable que le carbone.


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1 commentaire » for Techno – Système de récupération de chaleur des gaz d’échappement
  1. CHAPRON Jacques says:

    Bonjour
    Cet exposé est très intéressant. Pourtant il ne concerne que l’amélioration du fonctionnement des moteurs à combustion interne traditionnels dont l’obsolescence est programmée à court terme. Or il est possible d’atteindre avec des moteurs à apport de chaleur externe des rendements bien supérieurs (ex: pour un écart de température de 200°C un rendement de 30% à comparer avec les 15% d”un module ORC). Ce résultat est celui obtenu grâce à des travaux personnels que je suis dans l’obligation d’abandonner faute de moyens.
    Cordialement, Jacques CHAPRON

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