Contribution à l’étude des échangeurs de chaleur utilisés dans les réfrigérateurs solaires à adsorption.

Abstract

Cette thèse de doctorat présente une étude expérimentale et numérique sur un prototype de réfrigérateur solaire à adsorption. Le prototype est réalisé préalablement par l’équipe du froid et climatisation par énergie électrique d'origine renouvelable FCEEOR au sien de l'unité de développement des équipements solaires UDES de Bou-Ismail (Algérie). Le prototype, testé auparavant, a montré un fonctionnement très limité ne dépassant pas deux cycles ou plus. La thèse de doctorat a comme objectif de valoriser les résultats expérimentaux obtenus par l’équipe FCEEOR de l’UDES sur ce prototype, en l’occurrence (i) la réalisation d’une étude expérimentale et numérique pour l’amélioration de la conception et de la réalisation du générateur tubulaire du prototype ; (ii) L’évaluation des performances du prototype en utilisant un code Matlab et en se basant sur les résultats expérimentaux obtenus au laboratoire sous une source artificielle de type lampe halogène et (iii) La réalisation d’une étude paramétrique pour mieux comprendre le fonctionnement du système. Pour l’amélioration de la conception et de la réalisation du générateur tubulaire de ce prototype, une étude thermique expérimentale a été réalisée à l’intérieur du laboratoire. Par la suite, une étude numérique CFD (Computational fluid Dynamics), validée avec les résultats expérimentaux obtenus dans le cadre de cette thèse. Le but est d’obtenir une évolution plus générale de la répartition de la température dans le générateur tubulaire. Afin de mieux comprendre le fonctionnement du prototype du réfrigérateur solaire à adsorption, une étude numérique paramétrique a été réalisée en développant un code de calcul Matlab. Ce code est validé avec des résultats expérimentaux obtenus de la littérature. Il a été conclu que les paramètres influençant les performances du prototype du réfrigérateur solaire à adsorption sont : le matériau de construction et le poids de la partie métallique du générateur tubulaire ; ainsi que les températures de fonctionnement du cycle frigorifique (températures de condensation, d’adsorption, et de régénération). Comme perspectives, il a été recommandé l’amélioration de la conception géométrique du condenseur et du générateur. Nous pensons que le prototype expérimental de production de froid solaire en réalisation au niveau de l’université de Biskra peut contribuer à la maîtrise des techniques de conception et de réalisation de soudage et de création de vide afin de faire de cette installation un succès.