Stockage inter-saisonnier d'énergie solaire pour l'habitat par absorption

Seasonal storage of solar energy for house heating by absorption

• Auteur / Autrice : Hui Liu
• Direction : Lingai Luo, Nolwenn Le Pierrès
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie des procédés
• Date : Soutenance en 2010
• Etablissement(s) : Chambéry
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale sciences et ingénierie des systèmes, de l'environnement et des organisations (Chambéry2007-2021)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'optimisation de la conception et ingénierie de l'environnement (Le-Bourget-du-Lac, Savoie)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Absorption

Constructions -- Propriétés thermiques

Énergie solaire

Mots clés libres

Stockage inter-saisonnier

Résumé

Un prototype de démonstration de la faisabilité de ce concept innovant avec le couple CaC12/H2O a été conçu, dimensionné et construit. Il est issu d'une optimisation minimisant le nombre de composants du système. Des expérimentations ont été effectuées à différentes conditions de fonctionnement. Les performances thermodynamiques et les différents problèmes du prototype sont analysés. Comme les résultats expérimentaux sont influencés par plusieurs facteurs tels que la présence d'air dans le système (en particulier pour la phase d'absorption), la précision des capteurs et des facteurs humains lors de l'opération, pour une meilleure compréhension du processus, une simulation dynamique est développée. Le fonctionnement optimal du prototype est alors étudié. Une simulation globale annuelle est effectuée afin d'étudier le fonctionnement annuel du système de stockage inter-saisonnier en lien avec un système solaire et un bâtiment. Les modèles du système de stockage, d'un capteur solaire, d'un bâtiment et des conditions météorologiques sont couplés. Les caractéristiques : pressions, températures, masses, fractions massiques, puissances échangées, rendements, capacités de stockage, etc. Du système de stockage sont présentés et analysés.

An innovative concept of seasonal storage of solar energy for house heating by absorption is developed in this thesis. The process is introduced and described. The study of the storage capacity, the efficiency, the operating pressure, the temperature need for solar energy, the possible temperature for house heating, the material security and the material economy of seven absorption couples : CaC12/H2O, Glycerin/H2O, KOH/H2O, LiBr/H2O, LiCI/H2O, NaOH/H2O and H2O/NH3 is performed by a static simulation. A prototype of demonstration of the feasibility of the concept with the absorption couple CaC12/H2O is designed, dimensioned and built. It has been optimized, in order to minimize the number of components of the system. Experimentations are carried out at different operating conditions. The thermodynamic performances and the problems of the prototype are analyzed. As the experimental results are influenced by several factors, for a better understanding of the process, a dynamic simulation is developed to represent the prototype. The optimal functioning of the prototype is thus studied through the dynamic simulation. An global annual dynamic simulation is performed in order to obtain the annual performance of the seasonal storage system in a building. Models of the storage system, of a solar collector, a building and weather conditions are used. The characteristics such as the pressure, the temperature, the mass, the mass fraction, the power, the efficiency, the storage capacity etc. Of the storage system are presented and analyzed.