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Etude numérique du phénomène d’adsorption dans un climatiseur solaire

D. Si Ahmed 1, N. Bendjaballah-Lalaoui 1, A. Bouhanguel 2 and C. Cristofari 2

1 Laboratoire des Matériaux Catalytique et Catalyse en Chimie Organique, MCCCO, Université des Sciences et de la Technologie Houari Boumediene, USTHB, BP 32, El Alia, 16111 Bab Ezzouar, Alger, Algérie.
2 Laboratoire Sciences pour l’Environnement, SPE – UMR CNRS 6134, Université de Corse Pasquale Paoli, Campus Grimaldi, BP 52, 20250, Corte, France.

Abstract

La climatisation solaire par adsorption est une technologie prometteuse dans laquelle une compression chimique produite dans l’adsorbeur vient remplacer le compresseur dans un cycle frigorifique conventionnel. L’énergie calorifique apportée par le soleil active le matériau adsorbeur (charbon actif) qui libère le fluide préalablement adsorbé (alcool), permettant ainsi son entrainement dans le cycle frigorifique. Cette étude porte d’abord sur la comparaison des performances des processus d’adsorption et de désorption pour différents couples de charbon actif/alcool, afin de déterminer pour une température de consigne donnée le taux maximal d’entrainement atteint pour chaque fluide, ceci se traduit dans le cycle frigorifique par un coefficient de performance maximal. Dans un second temps, pour le couple adsorbant/adsorbat choisi, une étude paramétrique est menée pour déterminer les températures et débit optimaux pour la quantification de l’apport calorifique nécessaire permettant à terme de déterminer le type et les dimensions du capteur solaire à utiliser dans le cycle tritherme. L’ensemble des simulations est réalisée sur ProSim DAC, un logiciel de simulation de colonnes d’adsorption permettant la simulation et l’optimisation de processus pour une large gamme de procédés d’adsorption de gaz industriels. Ce programme a été développé par ProSim pour le génie des procédés, un outil capable de simuler le cycle frigorifique dans sa totalité, en prenant en compte toutes les variations des paramètres thermophysiques et thermodynamiques du fluide réfrigérant. Pour cette étude, nous avons constaté que pour une température d’entrée allant de 50 à 70°C, obtenue en utilisant des capteurs solaires plans, le couple Pica NC 100/éthanol obtient les meilleures performances d’adsorption et de désorption.

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