Pompe à chaleur à compression hydraulique :

Abstract

L’objet de la thèse relève de la modélisation engineering des systèmes dynamiques. Le travail est basé sur des calculs thermodynamiques et thermofluidiques appliqués. Il s’agit de la conception et optimisation d’un système de climatisation qui est basé sur un procédé de compression innovative. Il est question d’une étude de faisabilité d’un nouveau système de compression hydraulique basé sur le principe du piston liquide. C’est un assemblage de deux cylindres identique, d’une pompe hydraulique et d’un ensemble d’électrovannes et clapets anti-retour, et où l’eau est l’actionnaire hydraulique. Ce nouveau système est conçu de telle sorte qu’il peut admettre le fréon (R134-a) en état biphasique (sans nécessité de surchauffe du fréon à la sortie de l’évaporateur) et le comprimer avec un minimum de frottement. Cette transformation de compression quasi-réversible dote le système de climatisation avec l’atout de fonctionner quasiment selon le cycle inverse de Carnot. Le système est dénommé CAPILI-AC (CArnot with a PIston LIquid Air Conditioning system). Le système CAPILI-AC, devenant plus performant, consomme moins d’électricité, via la pompe, que s’il était équipé d’un compresseur à vapeur. Cet avantage favorise l’application de l’électricité PV pour la climatisation dans les régions déconnectées du réseau électrique. La faisabilité du couplage CAPILI-AC/PV est testée pour la climatisation d’une maison rurale typique localisée dans la région de Batna, ayant une superficie de 81m2 et un besoin nominal en climatisation de 3,5 kW. Pour ce cas d’étude les résultats d’analyse et d’évaluation des performances d’une installation de type CAPILI-AC sont obtenus par des simulations réalisées en langage Modelica sous l’environnement OpenModelica. En comparaison avec un système de climatisation conventionnel (à compression de vapeur), le système CAPILI-AC/PV consomme 35% de moins en électricité, et en conséquence la taille des panneaux PV est divisée en 2.