Machines thermiques Cixten
valorisation de chaleur fatale
Machines thermiques Cixten
valorisation de chaleur fatale
Une technologie de rupture pour l’industrie
Cixten valorise la chaleur fatale basse température en énergie utile :
THP : Trithermal Heat Pump
Machine de rehausse de chaleur jusqu’à 250°C
La nouvelle génération de pompes à chaleur
La THP est une machine thermique nouvelle génération qui permet de rehausser la température d’une source de chaleur fatale jusqu’à 250°C à partir d’un gisement à basse température (dès 60°C) avec une rehausse thermique jusqu’à + 100°C.
Cette performance unique repose sur l’exploitation des propriétés exceptionnelles du CO2 supercritique à travers deux cycles combinés :
Résultat :
Une chaleur utile produite sans combustion, à partir d’une énergie jusque-là perdue, moins chère que le gaz et sans émissions directes de GES.
La THP en chiffres
Cixten redessine les frontières de la rehausse thermique
Contrairement aux pompes à chaleur industrielles conventionnelles, limitées à des températures de sortie allant de 60°C à 120°C, la THP permet d’atteindre jusqu’à 250°C tout en valorisant des sources de chaleur fatale dès 60°C, avec un ∆T thermique jusqu’à 100°C.
Alors que la montée en température et l’adaptation d’infrastructures sont identifiées comme des des freins majeurs au déploiement massif des pompes à chaleur dans l’industrie, la THP apporte des avantages clés dans ce domaine en réduisant considérablement sa propre consommation d’électricité.
Là où les technologies classiques imposent un choix entre performance énergétique et rehausse thermique, la THP de Cixten se distingue par sa capacité unique à offrir les deux simultanément : un COP remarquable (5 à 20) et des températures atteignables très élevées, une combinaison inédites dans le secteur.
Cette technologie Cixten s’inscrit pleinement dans le potentiel de déploiement des PAC industrielles. Grâce à sa capacité à atteindre des températures très élevées, elle permet de couvrir une large part des besoins thermiques industriels, aujourd’hui encore majoritairement assurés par des énergies fossiles.
Un potentiel de déploiement significatif, notamment dans plusieurs secteurs clés :
- Papier-carton : jusqu’à 65% des procédés de production de chaleur peuvent être couvers par des PAC industrielles
- Agroalimentaire : 40% des procédés de production de chaleur industrielle son compatibles avec une PAC
- Chimie : environ 25% des besoins en chaleur peuvent être couverts, malgré des exigences thermiques élevées.
Les atouts de la THP :
Faible consommation électrique
Grâce à son cycle de puissance uniquement alimenté par la chaleur fatale le cycle de rehausse de la THP offre des COP jusqu’à 15 fois supérieurs aux PAC conventionnelles. Seule la circulation du sCO2 dans le cycle de puissance consomme de l’électricité.
Rehausse thermique très élevée
Le design de la THP permet d’opérer à des pressions élevées, et les briques technologiques développées par Cixten permettent d’atteindre des niveaux de rehausse thermique sans précédent sur le marché des PAC industrielles.
Intégration facilité
La faible consommation électrique limite les interventions sur l’infrastructure électrique existante, limitant les coûts, les délais et les contraintes d’intégration comme l’avenant d’un contrat de fourniture ou la modification / installation d’un transformateur.
Adaptabilité aux gisements
La THP présente une modularité unique pour s’adapter à la puissance et à la température des gisements, avec une puissance productible de chaleur utile de 300 kW à 1 MW.
TCC : Thermo-Compression Cycle
Machine de production d’électricité
La machine à compresseur thermique
La TCC est un cycle moteur, dont le compresseur mécanique a été avantageusement remplacé par un compresseur thermique, dont l’énergie nécessaire à la compression provient uniquement de la chaleur fatale. La conversion de chaleur basse température en énergie utile est opérée en 3 étapes :
- Alternance de cycles chauffage / refroidissement du CO2 supercritique dans les modules du compresseur thermique
- Variations de pression et volume converties en énergie mécanique grâce à une unité de détente
- Conversion de l’énergie mécanique en électricité grâce à un générateur.
Le CO2 supercritique est en circuit fermé dans la machine thermique. Il conserve son état homogène (pas de changement d’état) à travers toutes les étapes du cycle de fonctionnement.
Résultat :
Une valorisation de la chaleur fatale efficace pour produire de l’électricité à proximité du procédé émissif.
Le TCC en chiffres
Les atouts du TCC :
Rendement optimisé
L’architecture cellulaire de notre machine permet d’optimiser les transferts de chaleur efficace. Nous avons développé un pilotage du cycle pour nous rapprocher du rendement théorique.
Scalabilité de la puissance valorisée
Les cellules sont standardisées. Ce qui nous permet d’adapter leur nombre à la taille du gisement de chaleur fatale. Le pilotage centralisé est indépendant du nombre de cellules.
Adaptabilité au gisement
Notre machine s’adapte à l’intermittence des sources et à la variation en température de la source chaude. De larges conditions opératoires tout en conservant un rendement efficace.
THP : Trithermal Heat Pump
Machine de rehausse de chaleur jusqu’à 250°C
La nouvelle génération de pompes à chaleur
La THP est une machine thermique nouvelle génération qui permet de rehausser la température d’une source de chaleur fatale jusqu’à 250°C à partir d’un gisement à basse température (dès 60°C) avec une rehausse thermique jusqu’à + 100°C.
Cette performance unique repose sur l’exploitation des propriétés exceptionnelles du CO2 supercritique à travers deux cycles combinés :
Résultat :
Une chaleur utile produite sans combustion, à partir d’une énergie jusque-là perdue, moins chère que le gaz et sans émissions directes de GES.
La THP en chiffres
Cixten redessine les frontières de la rehausse thermique
Contrairement aux pompes à chaleur industrielles conventionnelles, limitées à des températures de sortie allant de 60°C à 120°C, la THP permet d’atteindre jusqu’à 250°C tout en valorisant des sources de chaleur fatale dès 60°C, avec un ∆T thermique jusqu’à 100°C.
Alors que la montée en température et l’adaptation d’infrastructures sont identifiées comme des des freins majeurs au déploiement massif des pompes à chaleur dans l’industrie, la THP apporte des avantages clés dans ce domaine en réduisant considérablement sa propre consommation d’électricité.
Là où les technologies classiques imposent un choix entre performance énergétique et rehausse thermique, la THP de Cixten se distingue par sa capacité unique à offrir les deux simultanément : un COP remarquable (5 à 20) et des températures atteignables très élevées, une combinaison inédites dans le secteur.
Cette technologie Cixten s’inscrit pleinement dans le potentiel de déploiement des PAC industrielles. Grâce à sa capacité à atteindre des températures très élevées, elle permet de couvrir une large part des besoins thermiques industriels, aujourd’hui encore majoritairement assurés par des énergies fossiles.
Un potentiel de déploiement significatif, notamment dans plusieurs secteurs clés :
- Papier-carton : jusqu’à 65% des procédés de production de chaleur peuvent être couvers par des PAC industrielles
- Agroalimentaire : 40% des procédés de production de chaleur industrielle son compatibles avec une PAC
- Chimie : environ 25% des besoins en chaleur peuvent être couverts, malgré des exigences thermiques élevées.
Les atouts de la THP :
Faible consommation électrique
Grâce à son cycle de puissance uniquement alimenté par la chaleur fatale le cycle de rehausse de la THP offre des COP jusqu’à 15 fois supérieurs aux PAC conventionnelles. Seule la circulation du sCO2 dans le cycle de puissance consomme de l’électricité, offrant des rendements jusqu’à 15 fois supérieurs aux PAC conventionnelles.
Rehausse thermique très élevée
Le design de la THP permet d’opérer à des pressions élevées, et les briques technologiques développées par Cixten permettent d’atteindre des niveaux de rehausse thermique sans précédent sur le marché des PAC industrielles.
Intégration facilitée
La faible consommation électrique limite les interventions sur l’infrastructure électrique existante, limitant les coûts, les délais et les contraintes d’intégration comme l’avenant d’un contrat de fourniture ou la modification / installation d’un transformateur.
Adaptabilité aux gisements
La THP présente une modularité unique pour s’adapter à la puissance et à la température des gisements, avec une puissance productible de chaleur utile de 300 kW à 1 MW.
TCC : Thermo-Compression Cycle
Machine de production d’électricité
La machine à compresseur thermique
La TCC est un cycle moteur, dont le compresseur mécanique a été avantageusement remplacé par un compresseur thermique, dont l’énergie nécessaire à la compression provient uniquement de la chaleur fatale. La conversion de chaleur basse température en énergie utile est opérée en 3 étapes :
- Alternance de cycles chauffage / refroidissement du CO2 supercritique dans les modules du compresseur thermique
- Variations de pression et volume converties en énergie mécanique grâce à une unité de détente
- Conversion de l’énergie mécanique en électricité grâce à un générateur.
Le CO2 supercritique est en circuit fermé dans la machine thermique. Il conserve son état homogène (pas de changement d’état) à travers toutes les étapes du cycle de fonctionnement.
Résultat :
Une valorisation de la chaleur fatale efficace pour produire de l’électricité à proximité du procédé émissif.
Le TCC en chiffres
Les atouts du TCC :
Rendement optimisé
L’architecture cellulaire de notre machine permet d’optimiser les transferts de chaleur efficace. Nous avons développé un pilotage du cycle pour nous rapprocher du rendement théorique.
Scalabilité de la puissance valorisée
Les cellules sont standardisées. Ce qui nous permet d’adapter leur nombre à la taille du gisement de chaleur fatale. Le pilotage centralisé est indépendant du nombre de cellules.
Adaptabilité au gisement
Notre machine s’adapte à l’intermittence des sources et à la variation en température de la source chaude. De larges conditions opératoires tout en conservant un rendement efficace.
Fluide de travail
Le CO2 supercritique
Le CO2 supercritique, un fluide d’exception pour la performance énergétique
Cixten a fait le choix du CO₂ supercritique (sCO₂) – ou R-744 – pour ses propriétés thermophysiques uniques, bien supérieures à celles des fluides conventionnels utilisés dans les cycles thermiques industriels.
Le sCO₂ est du dioxyde de carbone porté à une pression supérieure à 73 bar, dans un état fluide homogène aux caractéristiques thermodynamiques exceptionnelles. Il permet des transferts de chaleur très efficaces, des équipements plus compacts et une valorisation énergétique optimale.
Un atout clé du sCO₂ réside dans sa capacité à permettre l »utilisation d’échangeurs à très faible « pinch thermique » – c’est-à-dire avec un écart de température minimal entre source chaude et source froide. Cela améliore l’efficacité globale des cycles, maximise la récupération de chaleur fatale, et réduit les besoins en chaleur ou froid auxiliaire.
Le sCO₂ présente également une grande densité de puissance, une stabilité thermique élevée, aucun risque d’inflammabilité, et une compatibilité avec de larges plages de température. Ces qualités en font un fluide de choix pour des systèmes compacts, robustes et performants.
Enfin, le CO₂ est un fluide naturel, sans impact sur la couche d’ozone (ODP = 0) et à très faible effet de serre (GWP = 1), en conformité avec les réglementations environnementales les plus exigeantes actuelles et à venir.
Pour tirer pleinement parti du potentiel du sCO2, Cixten s’appuie sur un socle R&D avancé. Une thèse de doctorat portant sur la modélisation des écoulements et des transferts thermiques en sCO2, appliquée à notre structure de machines thermiques, contribue à optimiser le design de nos cycles et à fiabiliser les performances en conditions industrielles. En parallèle, les composants critiques soumis à haute pression sont développés en collaboration avec des laboratoires de recherche et des industriels spécialisés, afin d’assurer robustesse, performance et conformité aux exigences normatives (directives européennes Machine, DESP,…).
Les propriétés exceptionnelles du sCO2 :
Densité volumique élevée
Le sCO2 a une densité volumique proche d’un liquide (entre 200 et 800 kg/m3), bien supérieure à celle d’un gaz (quelques kg/m3), ce qui permet de transporter et de convertir plus d’énergie thermique par unité de volume.
Excellente conductivité thermique
La conductivité thermique du sCO2 est proche de celle des liquides, tout en conservant une faible viscosité, ce qui permet des transferts de chaleur très efficaces dans des échangeurs compacts.
Haute densité énergétique
La densité de puissance supérieure aux autres fluides (HFC et HFO, vapeur d’eau, …) permet de concevoir des machines thermiques plus compactes pour une puissance donnée.
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FAQ
Non, nos machines utilisent du CO2, non toxique, non inflammable et en enceinte fermée sous pression. Pour garantir la sécurité des utilisateurs et process environnants, elle est conçue selon les normes les plus strictes, y compris les Directives Européenne Machine et Équipements Sous Pression.
Le gisement de chaleur peut être intégré directement dans les machines Cixten en fonction du type de fluide, garantissant une intégration optimale. Cependant, en présence de particules polluantes, de substances pouvant causer une corrosion, une attaque chimique des matériaux, ou risquant d’obstruer notre système, un échangeur de chaleur intermédiaire peut s’avérer nécessaire pour assurer un fonctionnement optimal de la machine et le maintien de son efficacité.
L’étude de faisabilité permet d’analyser la nécessité d’implémenter un échangeur intermédiaire.
La température minimale du gisement de chaleur exploitable par notre machine thermique est actuellement fixée à 60°C. Cette limite n’est pas liée à des considérations techniques mais à un choix économique pour répondre au mieux à vos besoins en terme de ROI notamment.
Non, notre machine opère avec un niveau sonore minimal. D’autres bruits d’un niveau sonore plus élevé peuvent toutefois être émis par les équipements auxiliaires, dans le cas de l’ajout de pompes d’alimentation par exemple.
Du fait de la densité énergétique élevée du CO2 supercritique, l’emprise au sol de la machine est limitée.
Nous nous engageons à concevoir des machines thermiques compactes et faciles à intégrer près de tout processus émetteur de chaleur fatale, en intérieur comme en extérieur, afin de maximiser leur accessibilité et leur convenance à vos besoins.
« TRL6 pour « Technology Readiness Level 6 » signifie Niveau de Maturité Technologique 6.
C’est une échelle utilisée pour évaluer le degré de développement d’une technologie. Au niveau 6, la technologie a été testée dans un environnement qui simule étroitement les conditions réelles d’utilisation. Cela indique que notre prototype a démontré son fonctionnement dans des conditions quasi-opérationnelles, marquant une étape importante vers sa commercialisation.
