| Titre : | Contribution à l’étude du transfert thermique dans les échangeurs de chaleur des machines frigorifiques à adsorption. |
| Auteurs : | Omar Rouag, Auteur ; Adel Benchabane, Directeur de thèse |
| Type de document : | Monographie imprimée |
| Editeur : | Biskra [Algerie] : Université Mohamed Kheider, 2017 |
| Langues: | Français |
| Mots-clés: | échangeur de chaleur,machine frigorifique,adsorption,condenseur à air,tour de refroidissement,refroidissement par pulvérisation d’eau,géothermie peu profonde,échangeur air/sol,échangeur eau/sol. |
| Résumé : |
RESUME :
L’objectif de cette thèse est de proposer des solutions techniques pour adapter les réfrigérateurs et les installations de climatisation solaires à adsorption aux régions chaudes. Dans ces régions, le dysfonctionnement des échangeurs de chaleur de refroidissement (condenseur à air et tour de refroidissement) est assez fréquent notamment durant les périodes caniculaires. Pour surmonter ce problème, nous avons proposé quatre solutions basées sur le couplage de la tour de refroidissement (ou le condenseur) avec : (i) un ventilateur assurant la convection forcée d’air, (ii) un système de refroidissement par pulvérisation d’eau, (iii) un échangeur géothermal eau / sol et (iv) un échangeur géothermal air / sol. Cette dernière solution présente un système innovant breveté en 2014 sous l’appellation Aéro-refroidisseur géothermal GAC « Géothermal Air Cooler ». Une étude d’applicabilité de chaque solution dans la région de Biskra a été présentée en donnant chaque fois les spécificités techniques et les limites de fonctionnement. Par ailleurs, beaucoup de méthodes de calcul et de dimensionnement des condenseurs à air, tour de refroidissement et des échangeurs géothermiques ont été détaillées et validées avec des résultats de la littérature. On note qu’un modèle original a été développé et validé pour la prédiction de la température du sol et l’estimation de la distance minimale entre les tubes de l’échangeur géothermal. En fin, nous pensons que les systèmes frigorifiques à adsorption peuvent être installés dans les régions chaudes en les couplant à l’une des quatre solutions proposées dans la présente thèse. ABSTRACT : The objective of this thesis is to propose a technical solutions to adapt solar-powered adsorption refrigerators and air-conditioning adsorption systems (Chillers) to hot regions. In these regions, the dysfunctioning of cooling air heat exchangers (air condenser and dry cooling tower) is quite common especially during scorching times. To overcome this problem, we have proposed and studied four solutions based on the coupling of the dry cooling tower (or the air condenser) with: (i) a fan to ensure the air forced convection, (ii) spray water system, (iii) earth-water heat exchanger (EWHE) and (iv) earth-air heat exchanger (EAHE). This last solution, presents an innovative system patented in 2014 under the name “Géothermal Air Cooler”, GAC. In addition, a study of the applicability of each system in the region of Biskra was presented by giving the specificities and operating limits of each system. Many design and calculation methods of air condensers, cooling towers and geothermal heat exchangers have been detailed and validated against available results in the literature. We note that an original model was developed and validated for the prediction of the soil temperature and the estimation of the minimum distance between the tubes of the geothermal heat exchanger. Finally, we strongly believe that the adsorption refrigeration systems can be installed in hot regions by coupling them to one of the proposed solutions in the present thesis. |
| Sommaire : |
REMERCIEMENTS II
TABLE DES MATIERES III LISTE DES FIGURES VII LISTE DES TABLEAUX X NOMENCLATURE XI RESUME XIII ABSTRACT XIV XVالملخص INTRODUCTION GENERALE 1 CHAPITRE 1. TECHNOLOGIES DE PRODUCTION DE FROID 3 1 Systèmes de climatisation solaires électriques (photovoltaïques) 4 1.1 Principe de fonctionnement 4 1.2 Particularités du système 5 2 Systèmes de refroidissement solaire à cycle ouvert par dessiccation 6 2.1 Principe de fonctionnement 6 2.2 Particularités du système 8 3 Systèmes de refroidissement solaire à cycle fermé à sorption 8 3.1 Systèmes à absorption liquide 9 3.1.1 Principe de fonctionnement 9 3.1.2 Particularités du système 10 3.2 Cycles fermés à adsorption physique 11 3.2.2 Particularité de système 13 IV 4 Comparaison des technologies de réfrigération solaires par sorption 15 5 Conclusion 15 CHAPITRE 2. MACHINES FRIGORIFIQUES A ADSORPTION 17 1 Réfrigérateur à adsorption « Cycle intermittent » 17 2 Refroidisseur à adsorption avec double adsorbeur (Chiller) 32 3 Conclusion 37 CHAPITRE 3. REFROIDISSEMENT PAR CONVECTION FORCEE D’AIR 38 1 Description du système étudié 38 1 Technologies des condenseurs dans les réfrigérateurs à adsorption 39 2 Calculs et dimensionnement thermique 44 2.1 Le Condenseur 44 2.2 La méthode DTML 44 2.3 Hypothèses 46 2.4 Calculs des coefficients d’échanges 46 2.4.1 Coefficient d’échange interne 46 2.4.2 Coefficient d’échange externe 47 2.4.3 Coefficient d’échange global 49 2.5 Organigramme récapitulatifs 50 3 Résultats et discussion 53 3.1 Convection naturelle 53 3.2 Convection forcée 55 4 Conclusion 58 CHAPITRE 4. COUPLAGE AVEC UN SYSTEME DE REFROIDISSEMENT PAR PULVERISATION D’EAU 59 1 Description du système 59 1.1 Mode sec 60 1.2 Mode humide 60 V 2 Tour de refroidissement sèche 60 2.1 Calculs et dimensionnement thermique 60 2.2 Validation de la méthode de calcul 63 3 Tour de refroidissement humide 64 3.1 Conservation de masse 65 3.2 Conservation d’énergie 65 4 Résultats et discussion 67 5 Conclusion 69 CHAPITRE 5. COUPLAGE AVEC UN ECHANGEUR EAU-SOL 71 1 Description de l’installation de climatisation par adsorption (Chiller) 72 1.1 Chiller avec tour de refroidissement sèche 72 1.2 Chiller avec EWHE 73 2 Calcul et dimensionnement thermique 74 2.1 Dimensionnement de l’EWHE 74 2.2 Calcul des pertes de charge 76 3 Validation de la méthode de calcul 76 4 Résultats et discussion 77 5 Conclusion 79 CHAPITRE 6. COUPLAGE AVEC UN ECHANGEUR AIR-SOL 81 1 Description du système 81 2 Formulation mathématique 82 2.1 Paramètres du mélangeur d’air 82 2.2 Calcul et dimensionnement thermique de l’échangeur air-sol 84 2.2.1 Hypothèses 84 2.2.2 Méthode de calcul 84 2.2.3 Validation de la méthode de calcul 89 3 Application de l’Aéro-refroidisseur géothermal 90 4 Conclusion 91 VI CONCLUSION GENERALE 94 REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES 97 ANNEXES 107 |
Disponibilité (1)
| Cote | Support | Localisation | Statut | Emplacement | |
|---|---|---|---|---|---|
| TH/0789 | Thèse de doctorat | BIB.FAC.ST. | Empruntable | Magazin |
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