Thermoptim : un environnement de modélisation systémique

• représentation très facile de systèmes énergétiques variés
• nouvelles méthodes particulièrement fécondes en matière de :
• pédagogie
• modélisation
• optimisation

Particularités

• modèles de composants :
• purement phénoménologiques
• technologiques : dimensionnement, régime non-nominal (en cours de développement)
• accent mis sur les couplages et interactions entre les composants
• mécanisme d’extension :
• ajout de composants externes
• pilotage personnalisé des calculs, formation en ligne

Applications industrielles

• faciliter et sécuriser la modélisation des systèmes énergétiques
• optimiser les systèmes énergétiques complexes grâce aux méthodes exergétiques (méthode du pincement)

Modéliser avec Thermoptim

• démarche structurée systémique / analytique
• liens naturels entre théorie et modèles de composants
• grande liberté pour l’assemblage des modèles de systèmes
• automatisation des couplages entre composants

Atouts de Thermoptim

• concepts naturels de l’ingénieur
• aucune ligne de code à écrire (sauf ajout de composants)
• résultats précis sans difficultés calculatoires
• capacité de traiter de nombreux cas réels

Quatre environnements de travail

• éditeur de schémas / synoptique
• simulateur
• diagrammes thermodynamiques interactifs
• méthode d’optimisation exergétique

Éditeur de schémas / Écran synoptique

Simulateur

Diagrammes interactifs

• entropique (T,s)
• frigoriste (h,p)
• Clapeyron (P,v)
• Mollier (h,s)
• exergétique (h,x_h) ou (s,x_h)
• psychrométriques (w,t) et (w,q’)

Diagrammes interactifs

• frigoriste (h,p)

Diagrammes interactifs

• exergétique (h,xh)

Diagrammes interactifs

• psychrométriques

Structure logique d’un projet

Corps

• gaz purs
• gaz composés
• vapeurs condensables

Propriétés des corps

• Gaz parfaits et idéaux (Pv = rT)
• Vapeurs condensables (Peng Robinson modifiée)
• Gaz humides (mélanges d’eau et d’un gaz idéal)

Points

• systèmes ouverts ou fermés

Points

• mélanges humides

Échange de chaleur

Transfo-point

Compressions et détentes

• systèmes ouverts ou fermés
• adiabatique ou polytropique
• rapport de compression imposé ou calculé

Combustions

• systèmes ouverts ou fermés
• température, pression ou volume constant
• dissociation du CO2

Nœuds

• mélangeurs
• diviseurs
• séparateurs

Échangeurs de chaleur

• contre-courant, co-courant, courants croisés, multipasses
• dimensionnement et régime non nominal

Catalogue d’exemples

Exportation des résultats

Documentation électronique

Référence rapide

Nombreux exemples

• centrale à vapeur simple
• centrale à vapeur à prélèvement et réchauffe
• cycles de réfrigération
• turbine à gaz simple
• turbine à gaz à injection de vapeur
• moteurs diesel et à essence
• conditionnement d’air
• méthode d’optimisation

Classes externes

• limiter le travail de modélisation
• bénéficier des fonctionnalités de l’environnement de modélisation
• faciliter et sécuriser la modélisation

Corps externes

Composants externes

Structure des classes

Composants externes

• bleu : méthode de Thermoptim
• magenta : méthodes génériques
• noir : code utilisateur

Réaction shift CO et adsorption CO₂

Pile à combustible intégrée à une TAG

Cycle à absorption, thermocoupleurs

Recalcul automatique

• but : permettre à Thermoptim de recalculer les différents éléments d’un projet dans le bon ordre

• chaque élément tient à jour une liste de ses prérequis et de ses subordonnés

  • chaque élément peut être calculable ou non
  • chaque élément peut être validé (calculable et calculé) ou invalidé (une partie de ses données a été modifiée)
• à chaque calcul, mise à jour du statut des éléments

Propagation automatique du débit

• si « débit auto » coché
• si la transfo n’est pas à débit imposé
• dans les diviseurs, répartition proportionnelle aux facteurs de débit
• sauf si deux branches et l’une à débit imposé