La récupération efficace de la chaleur résiduelle industrielle est cruciale pour atteindre les objectifs industriels de "double carbone". Cet article aborde les défis liés à la faible utilisation de la chaleur résiduelle de moyenne et basse température, à la forte demande en élévation de température et au décalage temporel. En récupérant la chaleur résiduelle continue d'une station de compression d'air pour répondre aux besoins industriels intermittents en chaleur haute température, une étude de conception et de performance d'un système de pompe à chaleur haute température transcritique basé sur un fluide de travail non azéotropique et un stockage thermique à changement de phase graduel a été réalisée. Tout d'abord, via une optimisation à objectif unique, le fluide de travail non azéotropique optimal R290/cis-butène (0,5/0,5) a été sélectionné, avec un COP de 3,31 et une capacité de chauffage volumétrique (VHC) atteignant 5975,63 kJ/m³. Ensuite, les paramètres structurels du réservoir de stockage thermique ont été obtenus, et la configuration optimale des matériaux à changement de phase (PCM) gradués a été déterminée avec un rapport volumique de paraffine haute température à paraffine basse température de 25∶35. Enfin, les performances du système de fonctionnement ont été étudiées : les résultats montrent que la configuration graduée des PCM (cas 1) réduit l'hétérogénéité de température du PCM lors des processus de charge et de décharge thermiques, tout en maintenant une température moyenne de sortie plus élevée lors de la décharge. Ses performances sont optimales, avec un COP moyen de 2,88 et une consommation électrique du compresseur la plus faible.

transcritique; pompe à chaleur haute température; fluide de travail non azéotropique; stockage thermique à changement de phase graduel