Développement d'un nouveau thermo-transformateur à absorption-démixtion : optimisation conjointe du cycle et du mélange de travail

Doctoral thesis French OPEN
Noubli , Halima;
(2010)
  • Publisher: HAL CCSD
  • Subject: Pompes à chaleur à absorption | Chaleur -- Rayonnement et absorption | Upgrading | [ SPI.OTHER ] Engineering Sciences [physics]/Other | Pompes à chaleur | Rectification inverse | Demixion | Absorption heat pump | Heat transformer | Thermo-transformateur | Chaleur résiduaire | Waste heat | Démixtion | Reverse rectification | Chaleur perdue | Revalorisation

This work is a study of a new type of Absorption-Demixing Heat Transformer (ADHT), using a mixture exhibiting a miscibility gap at low temperature. In this cycle, the separation step is performed by settling obtained after cooling the mixture. The separation is then ene... View more
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    21 references, page 1 of 3

    INTRODUCTION GENERALE........................................................................................... 1 CHAPITRE I. ENJEUX ENERGETIQUES ET ENVIRONNEMENTAUX DES POMPES A CHALEUR ........................................................................................................................ 4 I. INTRODUCTION.............................................................................................................. 4 Figure 1 : Consommation mondiale d'énergie primaire en 1971 et 2007. Répartition du mix énergétique primaire [Commissariat général au développement durable, 2010] .............. 5 Figure 2 : Emissions de CO2 par région de 1971 à 2007 (d'après l'Agence Internationale de l'énergie [International Energy Agency, 2009])................................................................ 6 Figure 3 : Émissions mondiales de CO2 dues à l'énergie issue de combustibles fossiles [Commissariat général au développement durable, 2010]................................................. 8 Figure 4 : Répartition par source des émissions de CO2 en France en 2007............................. 9 (DOM inclus) (397 Mt CO2) [Commissariat général au développement durable, 2010] ......... 9 Figure 5 : Répartition des émissions mondiales de gaz à effet de serre par secteur d'activité [Commissariat général au développement durable, 2010], .............................................. 10

    Figure 1. Diagramme isobare illustrant le phénomène de démixtion pour le mélange : Anilineméthylcyclohexane [d'après [Matsuda et al., 2003] ........................................................ 37 Figure 2. Diagramme d'équilibre liquide-liquide du système dipropylamine-eau présentant une Température Critique Inférieure de Miscibilité (d'après [Vidal, 1997]) .................. 38 Figure 3 : Diagramme d'équilibre sous pression atmosphérique du système tétrahydrofuraneeau (d'après [Vidal, 1997]) .............................................................................................. 38 Figure 4: Variation de l'enthalpie libre de mélange du système n-hexane, méthanol en phase liquide en fonction de la composition, T = 25°C, Patm..................................................... 41 [Vidal, 1997] ............................................................................................................................ 41

    Partie 1 : Description des Thermo transformateurs à absorption démixtion

    Partie 2 : Outil de Simulation du fonctionnement des TTAD

    Partie 1 : Influence des conditions opératoires

    Figure 1 : Diagramme température-composition (T-x,y) du mélange n-Heptane / DMF à pression atmosphérique.................................................................................................. 115 Figure 2 : Diagramme Enthalpie-composition (H-x,y) du mélange n-heptane / DMF à sous 1 atm.................................................................................................................................. 115 Figure 3 : Diagramme Température-composition (T-x,y) du cycle normal de TTAD.......... 116 (mélange n-Heptane / DMF, P = 101325 Pa, Tdémix = 20°C, NET =4, J = 1)........................ 116 Figure 4 : Diagramme enthalpie-composition (H-x,y) du cycle simple de TTAD................ 116 (mélange n-Heptane / DMF, P = 101325 Pa, Tdémix = 20°C, NET = 4, J = 1) ....................... 116 Figure 5 : Diagramme Température-composition (T-x,y) du cycle modifié de TTAD......... 117 (mélange n-Heptane / DMF, P = 101325 Pa, Tdémix = 20°C, NET = 4, J = 1) ....................... 117 Figure 6 : Diagramme enthalpie-composition (H-x,y) du cycle modifié de TTAD .............. 117 (mélange n-Heptane / DMF, P = 101325 Pa, Tdémix = 20°C, NET = 4, J = 1) ....................... 117

    Figure 7 : Influence de J sur ΔTi pour un NET = 1 à 4 et NET =  avec FR1 = 1mol/s pour un cycle normal................................................................................................................... 121

    Partie 3 : Simulation des performances pour d'autres mélanges de travail

    Figure 1 : Diagramme température-composition du mélange hexane / DMF pour un cycle normal ............................................................................................................................ 167 Figure 2 : Diagramme enthalpie -composition pour un cycle modifié de TTAD. Mélange hexane-DMF, NET = 4 étages, TGen = 20°C.................................................................. 169 Figure 3 : 2ème configuration du pilote : Refroidissement du condenseur par l'eau et préchauffage du liquide pauvre P1 avec le liquide P2 et du liquide riche DR avec le condensat CO. ................................................................................................................ 186 Figure 4 : Photographie du pilote expérimental (2ème configuration) .................................... 187

    Figure 5 : Evolution calculée par simulation du saut thermique interne ΔTi en fonction de J pour le cycle modifié (2ème configuration) avec NET = 4 ............................................. 188

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