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Le froid solaire Part 2

1. Master 2 OMEBA 87 Cairo office building 15100 m surface 52 W m cooling load 130 kWh m cooling energy demand Source Ursula Eicker ZAFHNET 43 Autres tendances des r alisations actuelles e Le fonctionnement hybride soleil est pr f r un fonctionnement autonome en solaire seul fraction solaire de l ordre de 0 5 e Investissement entre 5000 kW froid pour les petites unit s et 2500 kW froid pour les grandes autres estimations avec un facteur 1 5 2 Laboratoire d Informatique pour la M canique et les Sciences de l Ing nieur Master 2 OMEBA 88 Conclusions e Le froid solaire en particulier la climatisation va tr s probablement se d velopper d abord dans le tertiaire e Il faut encore am liorer l efficacit des syst mes p ex en utilisant augmentant la puissance e Il faut peut tre aussi am liorer les proc dures op ratoires e Il faut surtout veiller la consommation lectrique effective de ces syst mes e Le probl me est plus complexe qu premi re vue et reste encore du ressort de la recherche en thermique nerg tique comme en math matiques appliqu es Laboratoire d Informatique pour la M canique et les Sciences de l Ing nieur Master 2 OMEBA 89 44 e Merci de votre attention et de vos questions Laboratoire d Informatique pour la M canique et les Sciences de l Ing nieur Master 2 OMEBA 90 Annexes Qu
2. gt Pr nt bb 1 Laboratoire d Informatique pour la M canique et les Sciences de l Ing nieur LE FROID SOLAI RE Partie 2 M Pons CNRS LIMSI Rue J von Neumann BP133 91403 Orsay Cedex http perso limsi fr mpons Master 2 OMEBA Plan du deuxi me cours e RAPPELS RAPIDES e BILANS D NERGIE SUITE DU COURS No 1 e LE RAFRAICHISSEMENT PAR VAPORATION DIRECTE OU INDIRECTE e LE RAFRA CHISSEMENT PAR CYCLE DESSICCANT e HISTORIQUE ET R ALIT DU FROID SOLAIRE e SUBSTITUTION DU SOLAIRE L LECTRICIT e TENDANCES ACTUELLES e CONCLUSIONS e Annexes Laboratoire d Informatique pour la M canique et les Sciences de l Ing nieur Master 2 OMEBA 2 Description du cycle absorption liquide Concentration en LiBr masse LiBr masse Solutior Pression en mBar pro 40 450 51 60 65 70 ABDFA T2 tzi Cycle de la solution saline BD CE AF AB Cycle du frigorig ne AB solution LiBr H 0 A A A RS RE A A A D EN EN KE EAEN ABD Chauffage Q de la solution LiBr H 0 pauvre en sel d abord pour la pressuriser isost re AB DEF puis pour d sorber la vapeur BD condensation en C solution LiBr H 0 pauvre en eau riche en sel DFA Refroidissement Q de la solution d abord pour la d pressuriser isost re DF puis pour absorber la vapeur FA vaporation en E Pompe de circulation Laboratoire d Informatique pour la M canique et les Sciences de l Ing nieur Master 2
3. 63 31 Froid solaire le retour ann es 2000 3 D autres objectifs d autres techniques Jusque 2000 machines con ues pour refrig ration conservation aliments ou vaccins en l absence de fourniture lectrique fiable et qui forment un tout p ex sorbant liquide ou solide chauff directement dans capteur solaire Apr s 2000 machines pour la climatisation solaire afin de diminuer l effet ilot de chaleur urbain et de substituer au moins partiellement une source renouvelable l lectricit Ces machines vont pouvoir utiliser des composants existants par ailleurs Laboratoire d Informatique pour la M canique et les Sciences de l Ing nieur Master 2 OMEBA 64 Les lots de chaleur urbains e Entre un centre ville et sa p riph rie il existe une diff rence syst matique de quelques degr s Celsius e Cause l nergie d gag e par l activit humaine e En t le ph nom ne d ilot de chaleur urbain a une tr s forte interaction avec l usage croissant de la climatisation cf USA Ath nes Urban Heat Island Profile Lee vepelabon or evnporalson Sauter ces to remain warmer than the surrnuencng countryside Rural Commercial Suburban Urhan Sudur Residential Residential Residential Park Downtown Master 2 OMEBA 65 32 Le cercle vicieux de la climatisation 1 URBAN HEAT ISLAND i e En centre ville il fait chaud 30 35 C voire plus _ ya e
4. D shumidifier Room l air ext rieur souffl Humidifier air Room en amont de gt els l changeur rotatif Master 2 OMEBA 42 La roue dessiccante description e C est le composant principal e Matrice poreuse perm able inerte dont les parois sont recouvertes d un sorbant plus deux balais qui d finissent deux secteurs e Gel de silice adsorbant le plus couramment utilis parfois le sel LiC Laboratoire d Informatique pour la M canique et les Sciences de l Ing nieur Master 2 OMEBA 43 21 les gels de silice e Polym re d acide silicique m Ho Si OH 4 obtenu partir de 0 silicate de sodium La taille des pores d pend du proc d de fabrication elle va des micropores aux macropores Poudre ou grains millim triques sans liant Master 2 OMEBA 44 Relative Humidity 6 10080 60 40 30 20 10 6 T H EN H L action de la roue dessiccante e Elle transf re l humidit depuis Pair souffl trait vers lair repris extrait et rejet plus humide n 560 70 0 90 10 p DESORPTI ON Temperature C Air relativement Air chaud chaud et humide relativement sec ZE _ 4 est d shumidifi tiede et humide chaleur d adsorption plus la charge ADSORPTI ON frigorifique peut tre importante Air souffl ext rieur D Air sec chauff par la PUS l air ext rieur Laboratoire d Informatique pour la M c
5. v Q Le O i WNA HAL M 4 A iy NN AANV AA D j i M y 2 _ Enthalpie kJ kg Si METRIC UNITS Barometric Pressure 101 325 kPe SI METRIC UNITS Zone de confort dans d NORMAL TEMPERATURES NORMAL TEMPERATURES Laboratoire d Informatique pour la M canique et les Sciences de l Ing nieur l Laboratoire d Informatique pour la M canique et les Sciences de l Ing nieur PSYCHROMETRIC CHART Reprodut avec la permission de Carier Corporation PSYCHROMETRIC CHART Reprodut avec la permission de Carier Corporation 14 Air ext rieur 3 pas trop chaud ou assez Sec humidifi pour que l air souffl 4 soit plus frais que le point cible 5 sans gontenir plus d eau HART LLAT 7 HRRT ET Moisture Content kg kg Dry X X MN p Ta lt T5 F Xw4 lt Xw5 Pourquoi ces conditions ort 8 g Dry Bulk Temperature C Copyright Carrier ien 1975 Volama mAg Dry Air MO a Mabusa T Laboratoire d Informatique pour la M canique et les Sciences de l Ing nieur Master 2 OMEBA 30 Humidificateurs e Humidificateur Enceinte o de l eau liquide en film en gouttelettes en brouillard se vaporise dans le flux d air traversant Il faut un syst me de distribution brumisation de l eau liquide Il y a de fortes contraintes sanitaires Air non satur n e Air rafraichi et humidifi ventuelleme
6. 65 70 Effet d une TT augmentation de la temp rature vaporateur sur le d bit d eau cycl e et donc sur la puissance de refroidissement MH 0 18 g mol MLiBr 87 g mol Master 2 OMEBA 23 Exercice partir du fonctionnement nominal comment compenser une augmentation de 4 C de la temp rature ext rieure en gardant la m me puissance de refroidissement en variant la temp rature de l vaporateur quelle nouvelle valeur Ou bien en variant la temp rature du g n rateur quelle nouvelle valeur O encore en variant ces deux temp ratures de la m me quantit quelles nouvelles valeurs e Avec ce que vous savez de l nerg tique des capteurs solaire et de l nerg tique des b timents la compensation du cas No 3 est elle coh rente Pourquoi Laboratoire d Informatique pour la M canique et les Sciences de l Ing nieur Master 2 OMEBA 24 e LE RAFRAICHISSEMENT PAR VAPORATION DIRECTE OU INDIRECTE Laboratoire d Informatique pour la M canique et les Sciences de l Ing nieur Master 2 OMEBA 25 12 L air non satur Qu est ce que l air non satur Combien de degr s de libert r gle des phases Lesquels Y a t il des limites aux choix possibles Pression partielle vapeur d eau itie Pw _ Xw Ptot Xy 0 622 Taux d humidit relative Pressure Pa Enthalpie h 2502 x x 1 005 1 90x x x T 273 15 40 20 w 40 5
7. Combinaison des deux derniers e COP cycle double effet avec r cup ration Laboratoire d Informatique pour la M canique et les Sciences de l Ing nieur Master 2 OMEBA 83 e TENDANCES ACTUELLES e CONCLUSIONS e Annexes Laboratoire d Informatique pour la M canique et les Sciences de l Ing nieur Master 2 OMEBA 84 Croitre e Augmenter la taille augmenter la puissance e Augmenter la temp rature du fluide la sortie de capteurs e Augmenter la concentration optique Fresnel Parabolique e Augmenter la puissance des unit s de froid e Augmenter leur nombre d effets e Augmenter leur COPunit Laboratoire d Informatique pour la M canique et les Sciences de l Ing nieur Master 2 OMEBA 85 42 Des projets de plus en plus grands e Associant capteurs concentration et unit s de froid haut COP Headquarter Lisbon Portugal 1560 m collector area 400 KW absorption chiller Source SOLID Graz hustris FESTO Factory Berkheim Germany 1218 m collector area 1 05 MW 3 adsorption chillers Saurce Paradigma Pesto United World College UWC Singapore 3900 m collector area 1 47 MW absorption chiller Soure SOLID Grag Austra Source Daniel Mugnier TECSOL Laboratoire d Informatique pour la M canique et les Sciences de l Ing nieur Master 2 OMEBA 86 Voire pharaoniques e Mais en soignant la consommation nerg tique 800 kW seulement de puissance froid
8. intermittent Stock froid PCM 5 C COP y 0 085 0 43 KWh m 2 j f Capteurs solaires du commerce machine frigorifique exp rimentale Adsorption cycle dessiccant ou ferm LEPTIAB Univ La Rochelle P Bourdoukan 4 E Wurtz P Joubert COP o 0 13 0 5 x 0 4 T COPA 3 6 Consommation d eau 4 5 I kWh_fd hrs xl sje Et encore TECSOL A Le Denn Gel de silice eau O me intermittent COP 0 09 0 50 kKWh m2 j 1 ne diese a I Lisice r isa sremsllaiie hamling mji Sa si Laboratoire d Informatique pour la M canique et les Sciences de l Ing nieur Master 2 OMEBA 69 34 e ZAE Bayern C Schweigler et al CHILLER Pr Froid solaire le retour ann es 2000 5 e Sorption liquide PIMENT F Lucas O Marc LiBr H20 continu Stock froid Eau COOP 0 17 0 77 kWh m2 j CEA INES F Boudehenn G Tanguy LiBr H20 continu COP o 0 11 0 55 kWh m 2 j f e Note Valeurs donn es pour Climsol Tecsol Leptiab Rafsol et Solera moyennes exp rimentales r alis es sur de longues p riodes gt 1 mois Laboratoire d Informatique pour la M canique et les Sciences de l Ing nieur Master 2 OMEBA 70 Froid solaire le retour ann es 2000 6 e l tranger 15 C LiBr H20 continu Stock PCM entre rejets et air ext rieur pour am liorer le COP et diminuer consommation lectrique pas de COPsol donn HEATING COOLING SYSTEM e Mais aussi T U
9. 55 60 65 70 5 0 Po Effet d une augmentation de la temp rature vaporateur sur le d bit d eau cycl e et donc sur la puissance de refroidissement 50 60 70 MH20 18g mol MLiBr 87 g mol Master 2 OMEBA 19 Effet de la temp rature de source chaude tKaWa retour 11 0 C tK Wa d part 30 0 C Puissance de refroidissement kW tHeWa d part C e Cycle nominal 11 C 30 C 90 C e Puissance de refroidissement en fonction de temp rature entr e changeur g n rateur Laboratoire d Informatique pour la M canique et les Sciences de l Ing nieur Master 2 OMEBA 20 Repr sentation dans diagramme de Clapeyron Concentration en LiBr masse LiBr masse Solution L 40 45 50 55 60 65 70 Pression en mBar Effet d une augmentation de la temp rature g n rateur sur le d bit d eau cycl e et donc sur la puissance de refroidissement 50 60 70 MH20 18 g mol MLiBr 87 g mol Master 2 OMEBA 21 tHeWa d part 90 0 C Puissance de refroidissement kW tKaWa retour 11 0 C tK Wa d part C e Cycle nominal 11 C 30 C 90 C e Puissance de refroidissement en fonction de temp rature entr e changeur absorbeur Laboratoire d Informatique pour la M canique et les Sciences de l Ing nieur Master 2 OMEBA 22 Repr sentation dans diagramme de Clapeyron Concentration en LiBr masse LiBr masse Solution Pression en mBar 40 45 50 55 60
10. Berlin ou Fraunhofer en Allemagne et aussi en Espagne S ville en Chine Taiwan en Autriche en Italie Laboratoire d Informatique pour la M canique et les Sciences de l Ing nieur Master 2 OMEBA 7i 35 Un march mergent Nb Unit s Clim Solaires dans le Monde b Unit s Clim Solaires dans le Monde Donn es Tecsol Combien de climatiseurs install s dans le monde d Informatique pour la M canique et les Sciences de l Ing nieur Master 2 OMEBA 72 e SUBSTITUTION DU SOLAIRE L LECTRICIT Master 2 OMEBA 73 36 Ne pas n gliger la consommation lectrique i e Crit re No 2 Rapport Froid produit sur Consommation COP Q froid lectrique totale el auxiliaires aux Int gration sur un temps suffisant Exp riences ORASOL deux climatisations solaires PIMENT 90 m capteurs plans 2 Vitr LiBr H 0 COPe 2 5 PROMES 22 m capteurs plans 1 Vitr BaCI NH3 COPei 7 p autres valeurs 4 5 et 2 Laboratoire d Informatique pour la M canique et les Sciences de l Ing nieur Master 2 OMEBA 74 Le froid solaire n annule pas la consommation d lectricit e Une climatisation compression a un COPa d environ 3 e Une valeur de 7 pour le COPa repr sente une conomie d lectricit correcte env 50 mais pas totale e Des contre performances sont possibles certaines exp rimentations solaires consomment plus d lectricit qu un
11. Levap j zm Machine compression COP unit 3 gt Qrej 1 3x Qevap Machine absorption simple effet Q x2 4x0 COPunit 0 7 gt 9 CT Machine absorption double effet _O r1 8xQ COPunit 1 2 gt 9 nn e Le COPunit a une influence directe sur le flux rejeter et donc sur d bit de fluide caloporteur et carts de temp rature et surface d change et donc sur consommation des auxiliaires e Diminuer les AT augmente le COPunit Laboratoire d Informatique pour la M canique et les Sciences de l Ing nieur Master 2 OMEBA 78 Influence des technologies sur le COP e Une bonne technologie de tour de refroidissement et une bonne strat gie de contr le pour augmenter le COPel 14 0 dry recooler tm Qel cold water x dist pump 12 0 em Qel air heater aus C Qel evsaporator LT 10 0 pump i L 2 Qel abs cond LI Qel generator Q pump FT 6 0 0 mQal ACM Compressor T z Autres pistes rejets nocturnes ou transferts directs ou rejets vers le sol quand possible o Le 4 m Qel ccl pump co Qel cooling tower recooler COPS Annual electricity consumption KWh kW Source Ursula Eicker ZAFHNET Master 2 OMEBA 79 39 Autres l ments de r flexion pour diminuer la consommation lectrique e Utiliser le refroidissement par changeur enterr e Utiliser les diff rences entre cycles intermittents et cycle continus Cycles Inte
12. de l Ing nieur Master 2 OMEBA Tp Tg AH m Wp wg AH wp wp gt 0 11 Le cycle absorption liquide bilans de chaleur 3 Chaleur chang e par le condenseur Connaissant le d bit de solution sortant de l absorbeur et les points A D C E calcul de la puissance thermique chang e au condenseur 7 Connaissant le d bit de solution sortant de l absorbeur et les points A D C E calcul de la puissance thermique rejet e par l absorbeur la source temp rature interm diaire 7 e Voir les quations en annexe Master 2 OMEBA 12 Bilan d nergie en r gime stationnaire e Bilan premier principe en tenant compte de l nergie m canique apport e par le circulateur de solution QE Qn 4c 4a Wp 0 e Wp consommation du circulateur de solution est nettement plus faible que les diff rents flux de chaleur dj en particulier quand le r frig rant est de l eau Laboratoire d Informatique pour la M canique et les Sciences de l Ing nieur Master 2 OMEBA 13 Quelques exemples de COP Sources de chaleur 85 35 et 5 C e COP cycle simple effet sans r cup ration 0 67 e COP cycle simple effet avec r cup ration 0 8 Sources de chaleur 60 25 et 5 C e COP cycle simple effet avec r cup ration 0 87 Sources de chaleur 100 30 et 5 C e COP cycle simple effet avec r cup ration 0 86 Laboratoire d Informatique pour la M canique et les Sciences de l Ing
13. de traitement d air mais avec d bit beaucoup plus important et de l eau liquide rejet e l air ext rieur sous forme vapeur Laboratoire d Informatique pour la M canique et les Sciences de l Ing nieur Master 2 OMEBA 51 25 tat de l art e Assez d velopp es industriellement et commercialis es aux USA en Scandinavie et au Japon Munters mais d veloppement frein en France par l gislation sur l gionellose e Possibles avec adsorption solide gel de silice avec thermochimie sel H 0 et aussi avec absorption liquide solution de LiBr pas de roue mais changeurs liquide air humide p ex par films ruisselants Laboratoire d Informatique pour la M canique et les Sciences de l Ing nieur Master 2 OMEBA 52 Laboratoire d Informatique pour la M canique et les Sciences de l Ing nieur Master 2 OMEBA 53 26 HISTORIQUE ET R ALIT DU FROID SOLAIRE e Le premier bloc de glace solaire 1878 et les premiers essais avant 1960 e Les pionniers ann es 60 et 70 e Du laboratoire l industriel ann es 80 e Le grand creux ann es 90 e Le retour ann es 2000 autres techniques autres objectifs lots de chaleur urbains e La climatisation solaire 2010 Laboratoire d Informatique pour la M canique et les Sciences de l Ing nieur Master 2 OMEBA 54 Du premier bloc de glace solaire e Exposition universelle de Paris 1878 l association du four sol
14. nieur Master 2 OMEBA 14 Int gration dans un b timent Apport de chaleur par capteurs solaires Refroidissement par air ext rieur via une tour de refroidissement s che ou humide m Froid distribu via un circuit d eau froide dans des ventilo convecteurs ou dans une gaine de ventilation HX eau air Possibilit de stockages chaud ou froid Master 2 OMEBA 15 Variations autour du fonctionnement nominal donn es constructeur e Temp ratures 90 C en de r f rence entr e 11 30 et 90 C g n rateur 11 C en e Puissance frigorifique nominale 30 kW vaporateur entr e absorbeur BR AE AT RICF ARGENT A ATEH iTe ETAMAN TT Master 2 OMEBA 16 Cycle nominal 11 v 30 90 C 30 kW Concentration en LiBr masse LiBr masse Solution Pression en mBar L 40 45 50 55 60 65 70 b 121 60 MH20 18g mol MLiBr 87 g mol Master 2 OMEBA 17 Puissance de refroidissement KW tHeWa d part 90 0 C tK iWa d part 30 0 C tKaWa retour C Cycle nominal 11 C 30 C 90 C Puissance de refroidissement en fonction de temp rature sortie changeur vaporateur Laboratoire d Informatique pour la M canique et les Sciences de l Ing nieur Master 2 OMEBA 18 Repr sentation dans diagramme de Clapeyron Concentration en LiBr masse LiBr masse Solution Pression en mBar L 40 45 50
15. 0 Temperature C v c 2 o Laboratoire d Informatique pour la M canique et les Sciences de l Ing nieur Master 2 OMEBA 26 Mise en pr sence d air non satur et d eau liquide la m me temperature e Que se passe t il Masse nergie e Variation d enthalpie dx 2502 1 9 4 185 T 273 15 1 005 1 9x dT 0 dx 2502 1 9 T 273 15 1 005 1 9x dT 4 185 T 273 15 dx dh 4 185 T 273 15 dx 0 Laboratoire d Informatique pour la M canique et les Sciences de l Ing nieur Master 2 OMEBA 27 13 Entre 18 et 26 C 26 C 0 0113 g g h 55 0 kJ l ed UOISSSId lt 6 6 t00 0 uonenpeib T 2es 11e 6 OzZH 6 njosqe 9JPIUNH relative Entre 30 et 52 d humidit 26 C 5 Point de T Humidit relative courbe saturation Temp rature humide confort cible en climatisation Xw Hy 10 byty pamaen anao H RERER RRRRERERREEREEELEELIEIEEE PORT NL EE DT RER AN ZN D REX INT x RN V TX 7 V SS Or Cave ue RSR ti SET XXV 2 ka PERN ERRA in OX X NS z SARA y Hy Lg bayfy pamaen ammo EFEEEEEEEEFFEEEEAERILEEHEHIA LAVORATI INLAT NF J 7 SARL AIT M DNS Ne Ier ET fs ND de Carr iagramme air de Master 2 OMEBA Master 2 OMEBA hum AUX RUN o 4 AA XX LRU gt WW AX S KARNAN air L Dry Bol Temperature C RE 1 de I g gt Lu a Q Le k U gt
16. De plus en plus de climatiseurs sien sont donc install s Liti vegateon ar evaporation causes cities to remani warner than the surrounding countryside ces climatiseurs consomment de l lectricit qui finalement se transforme en chaleur rejet e dans l air ambiant Master 2 OMEBA 66 Le cercle vicieux de la climatisation 2 URBAN HEAT ISLAND a Deux cons quences e 1 La temp rature en centre ville augmente la puissance des climatiseurs augmente Lite vegetation or evaporation causes cities to remain warmer than the surrounding countryside ce qui augmente la consommation lectrique 2 L cart de temp rature entre espaces climatis s et air ext rieur augmente l efficacit des climatiseurs diminue ce qui augmente d autant plus leur consommation lectrique Laboratoire d Informatique pour la M canique et les Sciences de l Ing nieur Master 2 OMEBA 67 33 PER pi pm ESS EE T Les eme pri Solutions HE En AA 1 e Diminuer les besoins en climatisation acte 4 ventilation nocturne toitures vertes etc si e Faire fonctionner les climatiseurs avec de l nergie d j pr sente en viile ii rejets thermiques si possible J ITA ou nergie solaire Substituer le soleil l lectricit Master 2 OMEBA 68 Froid solaire le retour ann es 2000 e Sorption solide Thermochimie e PROMES G Tanguy N Mazet amp D Stitou BaCI2 NH3
17. E dce tde i gt 0 Master 2 OMEBA 9 Le cycle absorption liquide bilans de chaleur 2 Chaleur fournie par la source chaude 1 Connaissant le d bit de solution sortant de l absorbeur et les points A D C E calcul de la puissance thermique fournie par la source chaude re ue par la solution entre et x w Deux etapes i 7 2er 7 1 Phase isost rique gt compositions x et w constantes pas de changement de phase d bit de solution constant La chaleur re ue se transforme uniquement en chaleur sensible augmentation de temp rature dhn M o1 dh m 1 w4 Cp w T dT m 1 w4 cp TR T4 sol TA solAB Laboratoire d Informatique pour la M canique et les Sciences de l Ing nieur Master 2 OMEBA 10 Le cycle absorption liquide bilans de chaleur 2 Chaleur fournie par la source chaude 2 Connaissant le d bit de solution sortant de l absorbeur et les points A D C E calcul de la puissance thermique fournie par la source chaude re ue par la solution entre et tape 2 2 Phase isobare gt Augmentation de temp rature Compositions x cro t w d croit de l eau est d sorb e le d bit de solution d croit chaleur sensible ET chaleur latente cf pl 44 n2 so p or AT AH ds rs mc AT JAH frs 1 w PsolBD d2 M WB8p Ch D 3 gt Addition du do COP T qH Laboratoire d Informatique pour la M canique et les Sciences
18. OMEBA 3 Sch ma machine Yazaki 35 100 kW GE G n rateur Absorbeur CO Condenseur E vaporateur SP Pompe de solution H changeur de chaleur RV vanne de r frig rant SV vanne lectromagn tique Master 2 OMEBA 4 Une technologie aux aspects multiples 1 Analyse des transferts internes A lt 2 Int gration dans un b timent M EXC Laboratoire d Informatique pour la M canique et les Sciences de l Ing nieur Master 2 OMEBA 5 e RAPPELS e BILANS D NERGIE SUITE DU COURS No 1 e LE RAFRAICHISSEMENT PAR VAPORATION DIRECTE OU INDIRECTE e LE RAFRA CHISSEMENT PAR CYCLE DESSICCANT e HISTORIQUE ET R ALIT DU FROID SOLAIRE e SUBSTITUTION DU SOLAIRE L LECTRICIT e TENDANCES ACTUELLES e CONCLUSIONS e Annexes Laboratoire d Informatique pour la M canique et les Sciences de l Ing nieur Master 2 OMEBA 6 e PRINCIPES G N RAUX DE LA R FRIG RATION RAPPELS e R FRIG RATION SOLAIRE PRINCIPES G N RAUX CAPTEURS SOLAIRES e CYCLES ET MACHINES SORPTION Deux quilibres liquide vapeur Cycle absorption liquide Performances et int gration au b timent calcul d pendances exercices e SUITE EN JANVIER e ANNEXES Laboratoire d Informatique pour la M canique et les Sciences de l Ing nieur Master 2 OMEBA 7 Le cycle absorption liquide bilan de masse 2 Concentration en LiBr Le LiBr seul ne masse LiBr masse Solution Pre
19. Quel d bit d air vitesse 1m s l section de conduit Quelle consommation d eau Laboratoire d Informatique pour la M canique et les Sciences de l Ing nieur Master 2 OMEBA 35 17 SX X VA NX X W N A NN Combinaison vaporisation directe indirecte ITANA HAE Ey t AY ji Esa A W Copyright lt Carrier Cat No 794 002 Moisture Content kg kg Dry Air 8 a Corporation 1975 Printed in U S A Trois tapes a Humidification de l air extrait jusqu saturation 5 gt 6 b change de chaleur sensible entre air extrait et air souffl 6 gt 7 lt gt 2 gt 3 c Humidification de l air souffl jusqu Xws5 3 gt 4 Condition air ext X 2 lt Xw5 Laboratoire d Informatique pour la M canique et les Sciences de l Ing nieur Air ext rieur Master 2 OMEBA 36 Assemblage en centrale de traitement d air 0 O L J O O V LU D O 0 Z E LO lt Humidificateurs sur les deux flux d air production de froid Master 2 OMEBA 37 Room exhaust air inlet air 18 Avec l exemple du diagramme planche 36 e Comment s exprime le froid produit e Pour avoir 30 kW de froid Quel d bit d air vitesse 1m s l section de conduit Quelle consommation d eau Laboratoire d Informatique pour la M canique et les Sciences de l Ing nieur Master 2 OMEBA 38 e LE RAFRA CHIS
20. SEMENT PAR CYCLE DESSICCANT Master 2 OMEBA 39 19 Int r t de disposer d un air sec l entr e pr mn Ass cher l air au E 2 g DA point 2 PT D e uS FIRST i 3 performances du 4 A I LA syst me surtout si l air souffl 4 doit tre plus sec que l air int rieur 5 Notion de charge latente afin d extraire la vapeur d eau mise par les occupants BESSESSS Moisture Content kg kg Dry Air e o _ vole mita Bey Ar Copyright lt Carrier Corporation 1975 Aeg Dry Cat Na 794 002 Printed in U S A Laboratoire d Informatique pour la M canique et les Sciences de l Ing nieur Master 2 OMEBA 40 Rafraichissement par cycle dessiccant Recommand pour extraire de la charge latente ou quand l air ext rieur est trop humide pour pouvoir tre suffisamment refroidi par vaporisation L air ext rieur est ass ch en tant mis au contact d un ad ab sorbant solide ou liquide l humidit de l air est ad ab sorb e Mais 1 La chaleur d gag e par l adsorption chauffe l air ainsi trait 2 Il faut r g n rer le sorbant d sorber cette eau fix e chauffer le sorbant Il faut alors apporter de la chaleur au proc d consommation nerg tique Laboratoire d Informatique pour la M canique et les Sciences de l Ing nieur Master 2 OMEBA 41 20 La roue dessiccante son r le Air ext rieur Air int rieur climatiser Ventilateurs
21. T AT AH drigo fi m c pp dT f AH dir 1 w PsolBD Tp Tg AH m Wp wg AH wWp w8 gt 0 Total y An 42 Laboratoire d Informatique pour la M canique et les Sciences de l Ing nieur Master 2 OMEBA no M 1 Wpp Ch D 98 Le cycle absorption liquide bilans de chaleur 3 Chaleur chang e par le condenseur 1 Connaissant le d bit de solution sortant de l absorbeur et les points A D C E calcul de la puissance thermique chang e au condenseur _ Re ue ou rejet e Lorsque la temp rature de la solution passe de Tjes Tyes dTges Te lt Taes lt Tp D bit l mentaire de vapeur d sorb l l w dMyap dMso dim A w m dw 2 Tes P Quelle s transformation s entre d sorption T et sortie condenseur le T d c driyap dh divan f p AT AH Tes Les dc drityap puy Te Tes drityap AH cond cond Laboratoire d Informatique pour la M canique et les Sciences de l Ing nieur Master 2 OMEBA 99 49 Le cycle absorption liquide bilans de chaleur 3 Chaleur chang e par le condenseur 2 C D Connaissant le d bit de solution sortant de ts l absorbeur et les points A D C E calcul de la g puissance thermique chang e au condenseur D surchauffe de la vapeur depuis sa temp rature de d sorption T jusqu T F T puis condensation T _ __ _ gt Int gration sur tou
22. aire de Augustin Mouchot 1825 1912 et d une machine H20 NH3 de Carr gt permet d obtenir un bloc de glace aux tout premiers essais avant 1960 1936 premi re r alisation par Green Univ Florida cylindro paraboliques cycle jection de vapeur e 1937 essai par des chercheurs br siliens r ussi paraboliques cycle absorption 1954 succ s par Kirpichev et Baum Russia concentrateurs machine Rankine cycle compression e Concentrateurs e tr s faibles rendements Laboratoire d Informatique pour la M canique et les Sciences de l Ing nieur Master 2 OMEBA 55 27 Les pionniers ann es 60 70 1 1962 Chinnappa Univ Colombo Ceylan capteurs plans Cycle absorption liquide H20 NH3 cycle intermittent jour nuit Jour solution H20 NH3 dans les capteurs solaires gt s paration de vapeur de NH3 apr s rectification gt condensation refroidi par eau Nuit vaporation de NH3 et r absorption dans la solution refroidie par eau 1 4 kg glace j m2 COP 0 02 Laboratoire d Informatique pour la M canique et les Sciences de l Ing nieur Master 2 OMEBA 56 1964 Trombe amp Foex CNRS Odeillo France H2O NH3 capteurs cylindro paraboliques 4 kg glace j m2 Fig 2 5 Intermittent Absorption FOEX 1964 1971 Swartman amp Swaminathan onor ves Univ Western Ontario USA is SIRF H20 NH3 capteurs plan
23. anique et les Sciences de l Ing nieur Master 2 OMEBA 45 Relative Humidity 6 10 6 Circuit de l air souffl 1 2 Passage dans la roue dessiccante Diminution de l humidit contenue et augmentation de temp rature 2 3 Pr refroidissement par passage VS 17 C p LS Me dans l changeur rotatif inerte LPS x A NN Jo 70 80 90 100 Temperature C 3 4 refroidissement par vaporisation humidification On obtient un air nettement plus frais que conditions de confort extraction de chaleur de l ambiance int rieure ventuellement un peu moins humide ou plus que l ambiance int rieure Laboratoire d Informatique pour la M canique et les Sciences de l Ing nieur Master 2 OMEBA 46 Relative Humidity 6 10 6 Circuit de lair extrait 5 6 refroidissement humidification par vaporisation 6 7 Pr chauffage dans changeur rotatif inerte r cup ration interne de 2 chaleur SES RUN 0 60 70 80 90 100 Temperature C Utilisation de cet air pr chauff pour r g n rer la roue dessiccante en extraire l eau fix e dans la phase 1 2 Mais cet air assez humide doit tre suffisamment chauff pour pouvoir extraire la m me quantit d eau 8 9 D o la n cessit du chauffage 7 8 apport de chaleur temp rature mod r e 80 90 C Laboratoire d Informatique pour la M canique et les Sciences de l Ing nieur Master 2 OMEBA 47 Air ext rieur L app
24. climatiseur compression Laboratoire d Informatique pour la M canique et les Sciences de l Ing nieur Master 2 OMEBA 75 La cause premi re de consommation lectrique le rejet de chaleur l air ext rieur e Tour de refroidissement sur le toit du b timent s che ou humide avec ou sans ventilateur e Rejets de chaleur condenseur et absorbeur Pour r duire les AT et Le augmenter le COP de l unit si J 1 faire circuler un fort d bit de ES vd ne fluide caloporteur eau entre unit de froid et la tour 2 actionner un ventilateur pour assurer une convection forc e d air ext rieur e Peut s av rer une cause de forte consommation des auxiliaires Laboratoire d Informatique pour la M canique et les Sciences de l Ing nieur Master 2 OMEBA 76 Autre cause de consommation par les auxiliaires la circulation du fluide caloporteur dans les capteurs AU IRNOMR union PROMESSE Te Capteurs solaires sur le toit Local technique au RdC La circulation du fluide caloporteur M consomme de l nergie pompe Limiter la taille du champ de capteurs et sa distance l unit de froid e Limiter l utilisation de la pompe au n cessaire Laboratoire d Informatique pour la M canique et les Sciences de l Ing nieur Master 2 OMEBA 77 Influence de l efficacit de l unit de froid e COPunit Qevap Qchauf AUX dissipations pr s on a 1 Crej Qcond Qabs Cevap Qchauf
25. e acoustique dans un stack g n re un gradient de temp rature pompage de chaleur r frig ration e Rendement Swift amp al Beer cool e Thermo lectrique ou encore d autres Laboratoire d Informatique pour la M canique et les Master 2 OMEBA 94 Le cycle absorption liquide bilan de masse 2 Concentration en LiBr masse LiBr masse Solution Pression en mBar krae 40 45 50 55 60 65 70 CD Le LiBr seul ne s accumule nulle part FL Cons quence Le d bit de LiBr traversant est le m me en chaque point du cycle ABDPF P ex d bit LiBr en A d bit LiBr en D 4 c C est la masse de LiBr seul qui est prise comme r f rence Les quantit s d eau sont rapport es la masse unitaire de LiBr d o la d finition de la concentration via la Masse d eau par unit de masse de sel LiBr not e w en kg_H 0 par kg__LiBr Avec x Concentration en LiBr masse LiBr masse solution Master 2 OMEBA 95 47 Le cycle absorption liquide bilan de masse 4 Concentration en LiBr masse LiBr masse Solution Pression en mBar EAU 40 45 50 55 60 65 70 PURE i Calcul de la masse d eau cycl e par kg de LiBr circulant dans le condenseur C et l vaporateur E AW W4 Wp Dans le fonctionnement d une machine absorption c est le d bit de solution extrait de H l absorbeur A qui est fix 7 XA WA 1 x Msol A gt Ms M
26. elques autres proc d s de r frig ration solaire Expressions des nergies mises en jeu Un peu de bibliographie Laboratoire d Informatique pour la M canique et les Sciences de l Ing nieur Master 2 OMEBA 91 45 jection 1 Con rateur i den N de er seur AI vapeur ra Source EERE Information Center Pressure Steam US DOE Energy Efficiency amp Renewable Energy wWww eere energy gov vapo Syst me de rateur distribution du froid e La d tente de vapeur motrice de 300 5 kPa permet d aspirer de la vapeur de 1 5 kPa e L vaporation de vapeur basse pression produit du froid e Fonctionnement en continu Laboratoire d Informatique pour la M canique et les Sciences de l Ing nieur Master 2 OMEBA 92 jection 2 e Capteurs cylindro paraboliques 140 C production de vapeur 3 bars e Quel COP de cycle e Quel COP solaire int gr sur la journ e 1 capteur 2 jecteur 3 vaporateur 4 ballon de vapeur 5 condenseur 6 a ro r frig rant Pollerberg et al Apllied Thermal Engng Elsevier 2009 Laboratoire d Informatique pour la M canique et les Sciences de l Ing nieur Master 2 OMEBA 93 46 Thermo acoustique o changer atack Room temp e Un gradient de temp rature dans un stack oem me g n re une onde acoustique Heat pump nergie m canique g n r e aE N par source chaude solaire e Une ond
27. les H20 Nb moles total air H20 D HIM E H B H Pam H M y 1 M H M M H 0 622 Humidit relative w w Py Psa T lt 1 Laboratoire d Informatique pour la M canique et les Sciences de l Ing nieur Master 2 OMEBA 106 Le diagramme psychrom trique de lair humide de Carrier ED ts 0 tt Humidit relative F a courbe PSYCHROMETRIC CHART ONEN saturation NORMAL TEMPERATURES SI METRIC UNITS Barometric Pressure 101 325 kPa SEA LEVEL Enthalpie kJ kg Humidit absolue g_H20 g_ air sec gt Pression partielle PRE RTE l i daaar Tem p ratu re Reproduit avec la permission de Carrier Corporation Master 2 OMEBA 107 53 Enthalpie de l air humide e tat de r f rence To 0 C arbitraire en fait et 1 Air sec T 2 Eau liquide T e et pour masse de r f rence 1 kg d air sec h T H Cpa T To H Levap To Cpv T To a 1 005 kJ kg t K t chaleur massique de l air sec 2502 kJ kg chaleur latente vaporation de l eau 1 90 kJ kg K 1 chaleur massique de la vapeur d eau Laboratoire d Informatique pour la M canique et les Sciences de l Ing nieur Master 2 OMEBA 108 Quelques r f rences historiques et r centes Exell www appropedia org cite de nombreux articles H20 NH3 Chinnappa Solar Energy 1962 Trombe amp Foex New Courses of Energy 1964 Swartman amp Swaminathan Mechanical Engng 1971 Fa
28. ng nieur Master 2 OMEBA 102 Le cycle absorption liquide bilans de chaleur 4 Chaleur rejet e par l absorbeur 2 D 2 Phase isobare idem d sorption sauf que la vapeur venant de l vaporateur doit tre chauff e i GT JT AH dis sol Ch da2 f A FC puy T T dritso da2 h w L F A A dT AH dfr 1 w Cpp T 1 Z PsolFA da WA Cp Ta Tr AH Wa Wp Cp Tabs Te Jis solFA da2 m 1 Wpa C Ta Tp g wa wF AH c T abs T solFA e Total 4 dar da Laboratoire d Informatique pour la M canique et les Sciences de l Ing nieur Master 2 OMEBA 103 51 Sch ma machine Yazaki 35 100 kW Leman APS OC rI0O CE L2000 a 0 1 Master 2 OMEBA 104 Performances d une machine r elle Puissance froid de la machine Yazaki WFC SC 10 en fonction de la temp rature d entr e eau chaude Expliquer le 60 refroidissement d T LEE par exemple LS quand la waa ES temp rature o R Z Ea eau glac e 7 C 88 93 oC Temp rature d entr e de l eau chaude C Capacit de refroidissement KW Master 2 OMEBA 105 52 Pression partielle d eau et humidit relative H humidit absolue kg_H20 kg_ air sec M Masse molaire de l air 28 97 g mole M Masse molaire de l eau 18 02 g mole Air humide pression atmosph rique Pat Pression partielle H20 p tel que P Patm Nb mo
29. nt satur Master 2 OMEBA 34 Avec l exemple du diagramme planche 30 e Comment s exprime le froid produit e Pour avoir 30 kW de froid Quel d bit d air Si vitesse 1m s i quelle section de conduit Quelle consommation d eau Laboratoire d Informatique pour la M canique et les Sciences de l Ing nieur Master 2 OMEBA 32 Rafraichissement par vaporation indirecte Deux tapes deux appareils a Humidification de l air extrait jusqu saturation 5 gt 6 b change de chaleur sensible entre air extrait et air souffl 6 gt 7 lt gt 3 gt 4 Conditions sur humidit ext rieure Xw3 lt Xws57 Temp rature T moins contrainte Laboratoire d Informatique pour la M canique et les Sciences de l Ing nieur Master 2 OMEBA 33 Relative Humidity 00 20 10 6 LT Echangeur rotatif inerte e changeur rotatif r g n rateur change de chaleur sensible Mat riau poreux perm able y dans une direction et inerte po typiquement en aluminium plus deux balais qui d finissent deux secteurs CHAUFFAGE Air humide i r chauff T Air ext rieur pas trop 4 Air refroidi humide assez chaud I REFROI DI SSEMENT Laboratoire d Informatique pour la M canique et les Sciences de l Ing nieur Master 2 OMEBA 34 Avec l exemple du diagramme planche 33 e Comment s exprime le froid produit e Pour avoir 30 kW de froid
30. ol AXA Tr W e Aw WAT WD XD WD X D bit d eau l vaporateur et My p M AW D bit de solution extrait du g n rateur Msol D Ms Xp Mol A Mw E Laboratoire d Informatique pour la M canique et les Sciences de l Ing nieur Master 2 OMEBA 96 Le cycle absorption liquide bilans de chaleur 1 Froid produit flux de chaleur extrait par l vaporateur X TO C O 7 A vaporateur mn Aw calcul de la puissance frigorifique produite l vaporateur D bit d eau aux condenseur amp Utilisant l enthalpie et sa propri t de fonction d tat D composition en deux tapes 1 Refroidissement de l eau liquide de T T chaleur sensible ce Ms AW Cp 2 vaporation Te i seses de M AW Le T T lt 0 vap 3 gt 0 dE Qce de gt 0 Master 2 OMEBA 97 48 Le cycle absorption liquide bilans de chaleur 2 Chaleur fournie par la source chaude 1 Calcul de la puissance thermique D fournie par la source chaude constantes pas de changement de phase X d bit de solution constant La chaleur re ue UT se transforme en chaleur sensible dhr friso dh m 1 wa cp ar dT mall WA C TB T1 Phase isobare BD Augmentation de temp rature Pour les compositions x croit w d croit de l eau est d sorb e le d bit de solution d croit chaleur sensible ET chaleur latente cf pl 44 PsolAB qu so p w
31. ort de chaleur Air ilk riedf 10 0 10 20 3 Temperature PC Room exhaust air Room inlet air Desiccant Heat wheel recovery Sciences de l Ing nieur Master 2 OMEBA 48 Fonctionnement du cycle Relative Humidity 0 10080 60 40 30 20 w 6 TAE me Room inlet air Desiccant Heat wheel recovery 0 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Temperature fC Donn es exp rimentales mesur es Kumamoto Univ Japon par A Kodama Master 2 OMEBA 49 24 Performances hs h4 hg h COP de l ordre de 0 3 0 6 COP thermodynamique selon les conditions ext rieures Fonctionne avec chaleur assez basse temp rature Pas de chaleur vacuer rejet d air humide et chaud e Noter que le syst me refroidit aussi le d bit d air entrant de 1 4 ce qui est utile la ventilation une partie de la diminution d enthalpie h h est aussi un effet utile de ces syst mes Laboratoire d Informatique pour la M canique et les Sciences de l Ing nieur Master 2 OMEBA 50 Les cycles dessiccant e travaillent directement sur l air et son contenu en humidit ce qui est parfaitement adapt la climatisation et diminue le nombre d changeurs e ne n cessitent pas de tour de refroidissement rejets l ambiante via le d bit d air chaud et humide e mais consomment de l nergie m canique pour soufflage et rotation des roues idem centrale
32. r a 1 i j r f rl mL A orne ll 1 PE 1e pe ocre Cclerrnal Th a a p temperature i T m w 1e F 430 i m all k E fronton dass ME pp e ce M itropi boo F ER 1 CHAS LIMSI amp FLM MEN overage si z i t 5 S TposurE i 4 5 him per doy iranien of kothennal colier comorming with be Mode d emploi Tourner vers le soleil nettoyer la vitre quand n cessaire Master 2 OMEBA 60 Le grand creux ann es 90 e Nombre de publications sur le froid solaire Master 2 OMEBA 61 Froid solaire le retour ann es 2000 e R frig rateurs solaires adsorption e HEIG Vd Yverdon les Bains CH Ph Dind C Hildbrand S Citherlet CEAS Ouagadougou LIMSI orsay M P SOLAREF Le Bourget du Lac Prototype exp rimental COP 0 18 Tentative de d veloppement industriel e Institute Refrigeration Cryogenics Shanghai R Z Wang Machine glace COP 0 12 Refroidissement silo grains Gel Silice H20 COP y 0 1 Master 2 OMEBA 62 Froid solaire le retour ann es 2000 e Cong lateur solaire thermochimie R eador R1 e PROMES N Le Pierr s N Mazet in collector 1 D Stitou 2008 Evaporator E2 Iam BaCI2 NH3 double tage intermittent T_evap gt 20 C e Aussi ITW Univ Stuttgart Erhard 1998 Capteur concentration SrCI2 NH3 intermittent COP 0 07 Master 2 OMEBA
33. rber ISES Conf Melbourne Australia 1970 Worsge Schmidt Int J Refrig 1979 Int J Ambient Energy 1983 Guilleminot amp Meunier Rev G n Thermique 1981 Pons amp al J Solar Energy Engng ASME 1986 1987 Grenier amp al J Solar Energy Eng ASME 1988 Boubakri amp al Renewable Energy 1992a b Kodama amp al Int J Energy Res 2000a b Adsorption 2005 Bourdoukan amp al Solar Energy 2009 2010 Lucas amp al Eurosun Conf 2008 Wang R Z et al Appl Therm Engng 2004 2006 Erhard et al Int J Refrig 1998 Helm Schweigler et al Int J Refrig 2009 Le Pierr s amp al Int J Refrig 2007 Energy 2007 Chem Engng Proc 2008 Les TASKS No 38 et 48 de l Agence Int Energie Int Energy Agency Solar Heating and Cooling Intersolar Europe Conf 2012 Munich Laboratoire d Informatique pour la M canique et les Sciences de l Ing nieur Master 2 OMEBA 109 54
34. rmittents Condensation le jour et ab ad sorption la nuit rejets de chaleur sur p riode plus longue Cycles continus Condensation ET sorption le jour rejets de chaleur sur p riode plus courte e R duire le nombre de boucles de transferts favoriser les transferts directs voire utiliser des caloducs Laboratoire d Informatique pour la M canique et les Sciences de l Ing nieur Master 2 OMEBA 80 Cycle double effet Condenseur G n rateur Pression en mBar HP as HP A A Condenseur D F HP 7 e denseur z Condenseur MP Absorbeur Absorbeur vkoa LA Evaporateur En ajoutant un g n rateur et un condenseur haute pression HP la chaleur d gag e par ce dernier fait fonctionner gratuitement le g n rateur moyenne pression MP 40 Cycle double effet avec r cup ration chaleur interne Condenseur G n rateur Pression en mBar HP asu HP Absorbeur Evaporateur En plus du double effet toutes les r cup rations internes de chaleur sensibles peuvent aussi tre faites ici deux changeurs solution solution Quelques exemples de COP Sources de chaleur 85 35 et 5 C e COP cycle simple effet sans r cup ration 0 67 e COP cycle simple effet avec r cup ration 0 8 Sources de chaleur 60 25 et 5 C e COP cycle simple effet avec r cup ration Sources de chaleur 100 30 et 5 C e COP cycle simple effet avec r cup ration
35. s e dr 1979 Wors e Schmidt ZEN Tech Univ Lyngby DK CaCI2 NH3 p capteurs plans 6 kg aace G m2 y COP 0 1 Dr Master 2 OMEBA 57 Du laboratoire l industriel ann es 80 1 e Cycles adsorption solide gaz z olite eau Z E charbon actif m thanol CA M intermittents jour nuit production de froid pendant la nuit seulement e Usages bien d finis r frig rateurs entrep ts frigorifiques machines glace e Avec capteurs plans et plut t autonomes quasiment sans nergie lectrique Laboratoire d Informatique pour la M canique et les Sciences de l Ing nieur Master 2 OMEBA 58 Du laboratoire l industriel ann es 80 2 du CNRS Orsay F Meunier 1981 r frig rateur 0 8m Z E COP lt o 0 1 Meunier amp Guilleminot 1983 entrep t 20m Z E COP 0 1 Guilleminot Meunier amp al Ph G A C L I M P 1986 machine glace 6m CA M COP 0 12 5 6 kg glace j m2 Pons Meunier amp al J J G Ph G A B Master 2 OMEBA 59 29 Du laboratoire l industriel ann es 80 3 Brissoneau et Lotz Marine BLM ne 1990 r frig rateur ou machine ch RE glace de 1 ou 2 m Z E ou AC M 4 5 kg glace j m2 PERFORMANCES Asie MIE Comet BLM amp CNRS Orsay A B Univ Agadir J J G M P Ela vinai ancra amp F M a dorer eme ure FFE C e Aroha Ardeii of ice cubes 1 F
36. ssion en mBar EAU 40 45 50 55 60 65 70 r nn s accumule PURE nulle part Cons quence Le d bit de LiBr traversant est le m me en chaque point du cycle ABDF P ex d bit LiBr en A d bit LiBr en D lt C est la masse de LiBr seul qui est prise comme r f rence Les quantit s d eau sont rapport es la masse unitaire de LiBr d o la d finition de la concentration via la Masse d eau par unit de masse de sel LiBr not e w en kg_H 0O par kg__LiBr w 1 x X Avec x Concentration en LiBr masse LiBr masse solution D o la masse d eau cycl e par kg de LiBr circulant dans le condenseur C et l vaporateur E nass Z A D Laboratoire d Informatique pour la M canique et les Sciences de l Ing nieur Master 2 OMEBA 8 Le cycle absorption liquide bilans de chaleur 1 Froid produit flux de chaleur extrait par l vaporateur A TS LnP PO C D Connaissant le d bit d eau aux A condenseur amp vaporateur r Aw calcul de la puissance frigorifique F m produite l vaporateur ES R frig rant Quel tat initial sortie du condenseur Quel tat final sortie de l vaporateur Quelle m thode pour le calcul nerg tique enthalpie fonction d tat donc deux tapes 1 Refroidissement de l eau liquide de T T chaleur sensible 2 vaporation Te i s es de AW Lan gt 0 dce M Aw ama e L lt 0 Q
37. te la d sorption de Ta Tp e Masse de vapeur cycl e avec notation PI 60 Myap T D Chaleur chang e au condenseur c dgc Tp Tg l Ow do f a2 a i Tes Aona Ko Tg Master 2 OMEBA 100 Le cycle absorption liquide bilans de chaleur 3 Chaleur chang e par le condenseur 3 C D Connaissant le d bit de solution sortant de Oi l absorbeur et les points A D C E calcul de la g puissance thermique chang e au condenseur D surchauffe de la vapeur depuis sa temp rature de d sorption Ti jusqu T puis condensation T Myap ms Aw Ms WA Wp Th T Ow w qc M C f 2 T L jes dT jes Ms A R f 2 des TB Tg e sp Te Tes AW hs Lre AW dc M Aw cp Ta T Lre l Laboratoire d Informatique pour la M canique et les Sciences de l Ing nieur Master 2 OMEBA 101 50 Le cycle absorption liquide bilans de chaleur 4 Chaleur rejet e par l absorbeur 1 Connaissant le d bit de solution sortant de l absorbeur et les points A D C E calcul de la par l absorbeur la source temp rature interm diaire Deux tapes D gt F et F gt A 1 Phase isost rique DF gt compositions x et w constantes pas de changement de phase d bit de solution constant Tr Tp dai sor dh rs wp cp AT m wp c D PsolDF Laboratoire d Informatique pour la M canique et les Sciences de l I

Le froid solaire Part 2

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