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Intégration d’une pompe à chaleur dans un procédé agroalimentaire : simulation, expérimentation et intégration.

Auteurs : ASSAF K.

Type de monographie : Thèse de doctorat

Résumé

Cette thèse pour l'obtention du grade de docteur est délivré par l’École nationale supérieure des mines de Paris, spécialité “Energétique”.
Un simulateur expérimental de l’intégration d’un système de récupération thermique à pompe à chaleur dans les procédés industriels agroalimentaires a été conçu et construit. Le banc d’essais constitue un générateur de courbes composites et son but est de démontrer le principe du pompage de la chaleur dans l’industrie tout en respectant les lois de la méthode du pincement. Un ensemble de scénarios industriels correspondant à des températures procédés et rejets variées a été testé sur le simulateur. L’analyse des résultats selon les premier et deuxième principes de la thermodynamique montre que l’amélioration de la performance de la pompe à chaleur est un défi pour augmenter son efficacité et sa rentabilité.
Un modèle numérique des évaporateurs tubes-calandre en épingle de configuration générique est développé et validé expérimentalement. Une nouvelle méthode ayant un niveau de complexité intermédiaire est élaborée pour modéliser ces évaporateurs : discrétisation en volumes finis utilisant le langage Modelica. Ce niveau de détail est indispensable pour simuler son fonctionnement avec les mélanges de fluides zéotropes.
Enfin, un modèle complet de pompe à chaleur industrielles liquide/liquide est développé intégrant le modèle de l’évaporateur. Des simulations numériques dans un scénario industriel typique avec des mélanges de fluides et des configurations originales et modifiées des échangeurs tubes-calandres ont été effectuées. Les résultats montrent qu’il est possible d’améliorer significativement les performances à condition d’utiliser les mélanges zéotropes avec des condenseurs et évaporateurs tubes-calandres à configuration contrecourants.

Détails

  • Titre original : Intégration d’une pompe à chaleur dans un procédé agroalimentaire : simulation, expérimentation et intégration.
  • Identifiant de la fiche : 30002593
  • Langues : Français
  • Sujet : Environnement
  • Édition : Mines ParisTech, Centre Energétique et Procédés - France/France
  • Date d'édition : 10/12/2010

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