Solar process for cold production at low temperature (-28°C) by solid-gas sorption
Procédé solaire de production de froid basse température (-28°C) par sorption solide-gaz
Résumé
The aim of this work is the design and experimentation of a thermochemical process for cold production purpose at -28°C using low grade heat (70°C) supplied by flat plate solar collectors. An exergetic analysis of the thermochemical dipole and of ideal thermodynamic cycles led to the definition of an original solar process. This process involves two cascaded cycles functioning in parallel. The cycle is discontinuous and presents a day phase of heating and regeneration and a night phase of cold production. A dynamic simulation allowed the study of its functioning depending on the weather conditions and on the dimensions of the process. A prototype covering the needs of a cold chamber loosing 40 W of cold continuously was built and tested in real conditions in Perpignan. It demonstrated the feasibility of this innovative concept and validated the hypothesis used to develop the model. A study of the process functioning was lead by simulation in different meteorological conditions and for different heat sources (solar, geothermal or industrial waste). It showed the potentialities of the concept.
L'enjeu de ce travail est la conception et l'expérimentation d'un procédé thermochimique de production de froid à -28 °C à partir de chaleur basse température (70 °C) issue de capteurs solaires plans. Une analyse exergétique du dipôle thermochimique et des cycles thermodynamiques idéaux a conduit à la définition d'un procédé solaire original. Ce procédé met en œuvre deux cycles en cascade fonctionnant en parallèle. Le cycle est discontinu et présente une phase de chauffage et de régénération diurne et une phase de production de froid nocturne. Une simulation dynamique a permis d'analyser son fonctionnement en fonction des conditions météorologiques et du dimensionnement du procédé. Un prototype permettant de couvrir les besoins de froid d'une chambre froide perdant 40 W en continu a été réalisé et expérimenté en conditions réelles sur le site de Perpignan. Il a démontré la faisabilité de ce concept innovant et permis de valider les hypothèses émises lors du développement du modèle. Une étude du fonctionnement du procédé en fonction des conditions climatiques et de la source chaude utilisée (solaire, géothermale ou rejet de chaleur industrielle) a également été menée par simulation. Elle a démontré les potentialités du concept.