BREF HISTORIQUE DU FROID SOLAIRE A SORPTION
Contents
1. Journ e SFT Proc d s Frigorifiques et Thermiques Sorption 12 Froid solaire le retour ann es 2000 3 D autres objectifs d autres techniques e Jusque 2000 machines con ues pour refrig ration conservation aliments ou vaccins en l absence de fourniture lectrique fiable et qui forment un tout p ex sorbant liquide ou solide chauff directement dans capteur solaire Apr s 2000 machines pour la climatisation solaire afin de diminuer l effet lot de chaleur urbain et de substituer au moins partiellement une source renouvelable l lectricit Ces machines vont pouvoir utiliser des composants existants par ailleurs Laboratoire d Informatique pour la M canique et les Sciences de l Ing nieur Journ e SFT Proc d s Frigorifiques et Thermiques Sorption 2 12 Les lots de chaleur urbains e Entre un centre ville et sa p riph rie il existe une diff rence syst matique de quelques degr s Celsius e Cause l nergie d gag e par l activit humaine En t le ph nom ne d ilot de chaleur urbain a une tr s forte interaction avec l usage croissant de la climatisation cf USA Ath nes Urban Heat Island Profile Lee veceltb n or vapor neo Autar CHR bo mman warmi than iho tro nir countries Hural Canemercial Urhan l Suturban Suburtan Resdential Fesidential Downtown Part Journ e SFT Proc d s Frigorifiques et Thermiques Sorption2. Proc d s Frigorifiques et Thermiques Sorption 29 Des projets de plus en plus grands e Associant capteurs concentration et unit s de froid haut COP FESTO Factory Headquarter Lisbon Portugal 1218 m collector area i e 1560 m collector area 1 05 MW 3 adsorption 400 KW absorption chiller chillers Berkheim Germany Source SOLID GragAustria Source Paradigma Pesto United World College UWC Singapore 3900 m collector area 1 47 MW absorption chiller Source SOLID Graz Austria Source Daniel Mugnier TECSOL Laboratoire d Informatique pour la M canique et les Sciences de l Ing nieur Journ e SFT Proc d s Frigorifiques et Thermiques Sorption a 30 A 15 Voire pharaoniques e Mais en soignant la consommation nerg tique 800 kW seulement de puissance froid Cairo office building 15100 m surface 52 W m cooling load 130 kWh m cooling energy demand Source Ursula Eicker ZAFH Journ e SFT Proc d s Frigorifiques et Thermiques Sorption CA 31 Autres tendances des r alisations actuelles e Le fonctionnement hybride soleil est pr f r un fonctionnement autonome en solaire seul fraction solaire de l ordre de 0 5 e Investissement 2012 entre 5000 KW froid pour les petites unit s et 2500 KW froid pour les grandes autres estimations avec un facteur 1 5 2 Laboratoire d Informatique pour la M canique et le
3. 14 Le cercle vicieux de la climatisation AT entre ext rieur et DEMAS int rieur climatis Deux cons quences e 1 Apports chaleur plus importants puissance des climatiseurs e Consommation lectrique A A e 2 Tcondenseur T vaporateur A COP X Laboratoire d Informatique pour la M canique et les Sciences de l Ing nieur Journ e SFT Proc d s Frigorifiques et Thermiques Sorption D 1 15 ln SN manai E s Y F n DESE a ANT ES Mea nn br Solutions aa TE Los 1 EE RA S NEEh SU AE sers sa Er e Diminuer les besoins en climatisation active 1 ventilation nocturne toitures vertes etc pa TN IF EIF PTT LEURS Sota e Li r SE e Faire fonctionner les climatiseurs ara E avec de nergie d j pr sente en ville I J E rejets thermiques si possible ou nergie solaire Substituer le soleil l lectricit Laboratoire d Informatique pour la M canique et les Sciences de l Ing nieur Journ e SFT Proc d s Frigorifiques et Thermiques Sorption 16 Froid solaire le retour ann es 2000 4 Sorption solide Thermochimie PROMES G Tanguy N Mazet amp D Stitou BaCI2 NH3 intermittent Stock froid PCM 5 C COOP 0 085 0 43 kWh m 2 j 1 Capteurs solaires du commerce machine frigorifique exp rimentale Adsorption cycle dessiccant ou ferm LEPTIAB Univ La Rochelle E Wurtz P Joubert COP 0 13 C
4. 979 Wors e Schmidt Tech Univ Lyngby DK CaCI2 NH3 7 SX capteurs plans D 6 kg glace j m2 COP 0 1 6 Du laboratoire l industriel ann es 80 1 e Cycles adsorption solide gaz z olite eau Z E charbon actif m thanol CA M intermittents jour nuit production de froid pendant la nuit seulement e Usages bien d finis r frig rateurs entrep ts frigorifiques machines glace e Avec capteurs plans et plut t autonomes quasiment sans nergie lectrique Laboratoire d Informatique pour la M canique et les Sciences de l Ing nieur Journ e SFT Proc d s Frigorifiques et Thermiques Sorption D 0 7 Du laboratoire industriel ann es 80 2 du CNRS Orsay F Meunier 1981 r frig rateur 0 8m Z E COP o 0 1 FM amp JJG 1983 entrep t 20m Z E COP o 0 1 JJG FM amp PhG AC II MP 1986 machine glace 6m CA M COP 0 12 5 6 kg glace j m MP FM amp FFG PhG AB 8 Du laboratoire l industriel ann es 80 3 Brissoneau et Lotz Marine BLM 1990 r frig rateur ou machine glace de 1 ou 2 m Z E ou AC M 4 5 kg glace j m2 SOLAR REFRICERATION UNIT GASPARD C200 PERFORMANCES C Era o BLM amp CNRS Orsay MUR An i AB Univ Agadir JJG MP amp FM a dorer iemprolure ara F pC e Accessoy procluetion of ice cubes ee u ia i ji Ci Conditions m sig Ho
5. AA Laboratoire d T pour la PESTE et FE Sciences de l Ing nieur BREF HISTORIQUE T DU FROID SOLAIRE L A SORPTION short history of solar cooling with sorption SE Pers aue M Pons CNRS LIMSI Rue J von Neumann un BP133 91403 Orsay Cedex http perso limsi fr mpons Journ e SFT Proc d s Frigorifiques et Thermiques Sorption Pourquoi s int resser au froid solaire sorption e Quelques raisons videntes Bonne ad quation demande de froid et apports solaires Remplacement de l lectricit par une nergie disponible gratuite Sorption technologie la plus rentable pour le froid solaire si on tient compte de la n cessit de stockage e Mais surtout L historique met en vidence une volution de ce que froid solaire signifie Remise en cause de quelques id es a priori Laboratoire d Informatique pour la M canique et les Sciences de l Ing nieur Journ e SFT Proc d s Frigorifiques et Thermiques Sorption 9 2 Plan e Historique incomplet des exp rimentations en froid solaire gt 130 ans quatre p riodes e Bilans nerg tiques e Tendances actuelles e Conclusions Laboratoire d Informatique pour la M canique et les Sciences de l Ing nieur Journ e SFT Proc d s Frigorifiques et Thermiques Sorption 7 7 Du premier bloc de glace solaire e Exposition universelle de Paris 1878 Four solaire de Augustin Mouchot 1825 1912 ma
6. OP 3 6 Consommation d eau Bourdoukan 0 5 x 0 4 4 5 I KWh _fd P TECSOL A Le Denn Gel de silice eau intermittent COP 0 09 0 50 kWh m2 j 1 Journ e SFT Proc d s Frigorifiques et Thermiques Sorption 17 Froid solaire le retour ann es 2000 5 Sorption liquide PIMENT F Lucas O Marc LiBr H20 continu Stock froid Eau COP 0 17 0 77 KWh m 2 j 1 CEA INES F Boudehenn G Tanguy LiBr H20O continu COP y 0 11 0 55 kWh m 2 j 1 Pte de p t age hssd US L Note Valeurs donn es pour Promes Tecsol Leptiab Piment et Cea Ines moyennes exp rimentales r alis es sur de longues p riodes gt 1 mois e Assemblage de composants du commerce capteurs solaires et de machines sorption Laboratoire d Informatique pour la M canique et les Sciences de l Ing nieur Journ e SFT Proc d s Frigorifiques et Thermiques Sorption 7 9 A Froid solaire le retour ann es 2000 6 A l tranger ZAE Bay yern C Schweigler et al TE CHILLER LiBr H20 continu Stock PCM entre rejets et air ext rieur pour am liorer le COP et diminuer consommation lectrique pas de COPsol donn 5 HEATING COOLING SYSTEM Autres r alisations T U Berlin ou Fraunhofer en Allemagne et aussi en Espagne S ville en Chine Taiwan en Autriche en Italie SOLAR YSTEM Laboratoire d Informatique pour la M canique et les Sciences de l Ing n
7. chine H2O NH3 de Carr production de blocs de glace 1936 nouvelle r alisation par Green Univ Florida cylindro paraboliques cycle jection de vapeur e 1937 essai par des chercheurs br siliens r ussi paraboliques cycle absorption 1954 succ s par Kirpichev et Baum Russia concentrateurs machine Rankine cycle compression e Concentrateurs e tr s faibles rendements Laboratoire d Informatique pour la M canique et les Sciences de l Ing nieur 4 Journ e SFT Proc d s Frigorifiques et Thermiques Sorption J Les pionniers ann es 60 70 1 1962 Chinnappa Univ Colombo Ceylan capteurs plans Cycle H2O NH3 cycle intermittent jour nuit 1 9 Thermometer Socket Jour solution H20 NH3 dans les capteurs solaires gt s paration de vapeur de NH3 apr s rectification gt condensation refroidi par eau Nuit vaporation de NH3 et r absorption dans la solution 1 4 kg glace j m2 refroidie par eau COP 0 02 SOl mT a Laboratoire d Informatique pour la M canique et les Sciences de l Ing nieur Journ e SFT Proc d s Frigorifiques et Thermiques Sorption Ja 5 Les pionniers ann es 60 70 2 1964 Trombe amp Foex CNRS Odeillo France H2O NH3 capteurs cylindro paraboliques 4 kg glace j m2 1971 Swartman amp Swaminathan Univ Western Ontario USA H2O NH3 capteurs plans 1
8. gt a Sevap COR unit e Machine compression COPunit 3 gt Qrej 1 3x Qevap ef e Machine absorption simple effet Q e 2 4X Qevap COP init x 0 7 gt e Machine absorption double effet Q x1 8x0 COPnit 1 2 gt 9 B e Le COPunit a une influence directe sur le flux rejeter et donc sur d bit de fluide caloporteur et carts de temp rature et surface d change et donc sur consommation des auxiliaires Laboratoire d Informatique pour la M canique et les Sciences de l Ing nieur Journ e SFT Proc d s Frigorifiques et Thermiques Sorption 25 Influence des technologies sur le COP e Une bonne technologie de tour de refroidissement et une bonne strat gie de contr le pour augmenter le COPel 14 0 dry recooler tm Qel cold water i dist pump 12 0 em Qel air heater JL 1 C Qel evaporator ziS pump E3 Qel abs cond open wet cooling tower X Sd IS 1 6 0 pump Autres pistes rejets nocturnes ZAE Bayern ou transferts directs Lizarte et al 2013 ou co Qel ccohng rejets vers le sol tower recooier quand possible i 1 a e S pus CoPe CI Qsl generator Q pump 6 0 em Qal ACM Compressor 30 m Qel ccl pump Annual electricity consumption KWh KW Source Ursula Eicker ZAFHNET Ing nieur Journ e SFT Proc d s Frigorifiques et Thermiques Sorption 2 26 Autres l ments de r flexion pour diminuer la consommat
9. ieur Journ e SFT Proc d s Frigorifiques et Thermiques Sorption 19 Un march mergent Nb Unit s Clim Solaires dans le Monde Nb Unit s Clim Solaires dans le Monde Donn es Tecsol 120 millions de climatiseurs install s da 2004 2006 2007 2008 2009 2010 le monde Laboratoire d Informatique pour la M canique et les Sciences de Plin Journ e SFT Proc d s Frigorifiques et Thermiques Sorption 20 ns g nieur S A 10 Plan e Historique incomplet des exp rimentations en froid solaire gt 130 ans quatre p riodes e Bilans nerg tiques e Tendances actuelles e Conclusions Laboratoire d Informatique pour la M canique et les Sciences de l Ing nieur Journ e SFT Proc d s Frigorifiques et Thermiques Sorption D 1 21 Ne pas n gliger la consommation lectrique Q Rapport Froid produit froid sur LoF Consommation TURS lectrique totale W auxiliaires aux Exp riences climatisations solaires ORASOL PIMENT 90 m capteurs plans 2 Vitr LiBr H 0 COPe 2 5 PROMES 22 m capteurs plans 1 Vitr BaCI NH COPer 7 autres valeurs 4 5 et 2 Int gration sur un temps suffisant Laboratoire d Informatique pour la M canique et les Sciences de l Ing nieur Journ e SFT Proc d s Frigorifiques et Thermiques Sorption m 22 11 Le froid solaire n annule pas la consommation d lectricit e Pour cl
10. imatisation compression COPa d environ 3 e Une valeur de 7 pour le COPa repr sente une conomie d lectricit int ressante env 50 mais pas totale e Des contre performances sont possibles certaines exp rimentations solaires consomment plus d lectricit qu un climatiseur compression Laboratoire d Informatique pour la M canique et les Sciences de l Ing nieur Journ e SFT Proc d s Frigorifiques et Thermiques Sorption kr M 7 La cause premi re de consommation lectrique le rejet de chaleur l air ext rieur Tour de refroidissement sur le toit du b timent s che ou humide avec ou sans ventilateur augmenter le COP de l unit i 1 faire circuler un fort d bit de Badan e ra Mb cbrnr psima M LT fluide caloporteur eau entre unit de froid et la tour s 2 actionner un ventilateur pour assurer une convection forc e d air ext rieur Rejets de chaleur p l condenseur et absorbeur a EE Pour r duire les AT et e Peut s av rer une cause de forte consommation des auxiliaires e Autre cause circulation fluide dans les capteurs solaires Laboratoire d Informatique pour la M canique et les Sciences de l Ing nieur Journ e SFT Proc d s Frigorifiques et Thermiques Sorption PL y r 12 Influence de l efficacit de l unit de froid G n rateur COPhui Qevap Qchaur Aux dissipations pr s on a absorbe r gt l Q de _ Clnden er
11. imun crea ml t i mperafure 1 AL r T d E r F 4 Se C l k 3 L E a e m a 10e Alimman GENRE sW CAPOTE 4 5 him per doy sortie of Hoffrrmal coter comforming with bb Mode d emploi Tourner vers le soleil nettoyer la vitre quand n cessaire Journ e SFT Proc d s Frigorifiques et Thermiques Sorption D 9 Le grand creux ann es 90 e Nombre de publications sur le froid solaire Journ e SFT Proc d s Frigorifiques et Thermiques Sorption 10 Froid solaire le retour ann es 2000 1 e R frig rateurs solaires adsorption HEIG Vdi CEAS LIMSI3 Prototype exp rimental COP 0 18 Tentative de d veloppement industriel SOLAREF e Institute Refrigeration Cryogenics Shanghai R Z Wang Machine glace COP 0 12 pos Refroidissement silo grains Gel Silice H20 COP 0 1 1 Yverdon les Bains CH Ph Dind C Hildbrand S Citherlet 2 Ouagadougou Burkina Faso 3 Orsay Journ e SFT Proc d s Frigorifiques et Thermiques Sorption 11 Froid solaire le retour ann es 2000 2 e Cong lateur solaire thermochimie R eador R1 PROMES in collector 1 N Le Pierr s N Mazet D Stitou 2008 Evaporator E2 BaCI2 NH3 cycle double tage intermittent T_evap gt 20 C Aussi ITW Univ Stuttgart Erhard 1998 X Capteur concentration SrCI2 NH3 intermittent COP 0 07
12. ion lectrique Utiliser le refroidissement par changeur enterr Utiliser l aide du refroidissement nocturne cf ZAE Bayern Utiliser les diff rences entre cycles intermittents et cycle continus Cycles Intermittents rejets de chaleur sur p riode plus longue Condensation le jour et ab ad sorption la nuit Cycles continus rejets de chaleur sur p riode plus courte Condensation ET ab ad sorption le jour Favoriser les transferts directs r duire le nombre de boucles de transferts voire utiliser des caloducs Laboratoire d Informatique pour la M canique et les Sciences de l Ing nieur Journ e SFT Proc d s Frigorifiques et Thermiques Sorption 27 Plan e Historique incomplet des exp rimentations en froid solaire gt 130 ans quatre p riodes e Bilans nerg tiques e Tendances actuelles e Conclusions Laboratoire d Informatique pour la M canique et les Sciences de l Ing nieur Journ e SFT Proc d s Frigorifiques et Thermiques Sorption 28 14 Cro tre cro tre cro tre Augmenter la taille du champ de capteurs et utiliser la concentration optique Fresnel Parabolique Capteurs plus efficaces Augmenter la temp rature du fluide la sortie de capteurs Augmenter la puissance des unit s de froid gt Augmenter le nombre d effets et donc le COPunit Laboratoire d Informatique pour la M canique et les Sciences de l Ing nieur Journ e SFT
13. s Sciences de l Ing nieur Journ e SFT Proc d s Frigorifiques et Thermiques Sorption 2 32 16 Conclusions e La climatisation solaire se d veloppe e Recherche de syst mes efficaces p ex en utilisant augmentant la puissance les temp ratures ou en optimisant le contr le e Diminution de la consommation lectrique effective e Le probl me est plus complexe qu premi re vue et reste encore du ressort de la recherche en thermique nerg tique comme en math matiques appliqu es Laboratoire d Informatique pour la M canique et les Sciences de l Ing nieur Journ e SFT Proc d s Frigorifiques et Thermiques Sorption 7 e Merci de votre attention et de vos questions Laboratoire d Informatique pour la M canique et les Sciences de l Ing nieur Journ e SFT Proc d s Frigorifiques et Thermiques Sorption i 7 17
Download Pdf Manuals
Related Search