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CONDITIONNEMENT D’AIR PAR L’ENERGIE SOLAIRE Université de Sfax École Nationale d’Ingénieurs de Sfax Laboratoire des Systèmes Electro-Mécanique (LASEM) t1 tF tF Objectifs : Conception, Modélisation & Simulation d’un Système de conditionnement d’air par l’énergie solaire en utilisant la technique d’adsorption Problématique : maîtrise simultanée d'un nombre plus ou moins important de grandeurs de consigne - température, humidité relative, qualité de l'air, mouvements d'air, bruit etc. etc. Air de qualité: Débit d’air nécessaire, Taux de renouvellement d’air, Taux de brassage de l’air, Pureté de Confort Thermique: Le métabolisme, L'habillement, La température ambiante de l’air et des parois, L'humidité relative de l'air, La vitesse de l'air,

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CONDITIONNEMENT D’AIR PAR L’ENERGIE SOLAIREUniversité de Sfax

École Nationale d’Ingénieurs de SfaxLaboratoire des Systèmes

Electro-Mécanique (LASEM)

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Objectifs : Conception, Modélisation & Simulation d’un Système de conditionnement d’air par l’énergie solaire en utilisant la technique d’adsorption

Problématique : maîtrise simultanée d'un nombre plus ou moins important de grandeurs de consigne - température, humidité relative, qualité de l'air, mouvements d'air, bruit etc. etc.

Air de qualité: Débit d’air nécessaire, Taux de renouvellement d’air, Taux de brassage de l’air, Pureté de l’air

Confort Thermique: Le métabolisme, L'habillement, La température ambiante de l’air et des parois, L'humidité relative de l'air, La vitesse de l'air,

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Système de conditionnement d’air par l’énergie solaire en utilisant la technique d’adorption

Système de conditionnement d’airSystème de conditionnement d’air

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Système de conditionnement d’air par l’énergie solaire en utilisant la technique d’adsorption

CompartimentsCompartiments

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Système de conditionnement d’air par l’énergie solaire Principe de Fonctionnement

Fonctionnement en mode hiverFonctionnement en mode hiver

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Système de conditionnement d’air par l’énergie solaire Principe de Fonctionnement

Fonctionnement en mode été avec pré-refroidissement de l’airFonctionnement en mode été avec pré-refroidissement de l’air

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Système de conditionnement d’air par l’énergie solaire Principe de Fonctionnement

Fonctionnement en mode été sans pré-refroidissement de l’airFonctionnement en mode été sans pré-refroidissement de l’air

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Modélisation d’un système de conditionnement d’air par l’énergie solaire en utilisant la technique d’adsorption

ModélisationModélisation

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La démarche de modélisation s’appuie sur les équations régissant les transferts thermique et massique afin d’avoir un modèle de connaissance qui

décrit le comportement de l’unité de conditionnement d’air

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Modélisation d’un système de conditionnement d’air par l’énergie solaire en utilisant la technique d’adsorption

Modélisation du capteur solaire Modélisation du capteur solaire

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schéma bloc du capteur solaire schéma bloc du capteur solaire Absorbeur Absorbeur

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Modèle à une température Modèle à une température Modèle à deux températures Modèle à deux températures

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Modélisation d’un système de conditionnement d’air par l’énergie solaire en utilisant la technique d’adsorption

Modélisation de l’humidificateur Modélisation de l’humidificateur

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Schéma bloc de l’humidificateur Schéma bloc de l’humidificateur

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Modélisation d’un système de conditionnement d’air par l’énergie solaire en utilisant la technique d’adsorption

Modélisation de l’échangeur de chaleurModélisation de l’échangeur de chaleur

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Fluide chaud Fluide chaud

Fluide froidFluide froid

EnveloppeEnveloppe

E. Avec l’extérieurE. Avec l’extérieur

Schéma des profils de température – courant

croisé

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Modélisation d’un système de conditionnement d’air par l’énergie solaire en utilisant la technique d’adsorption

Modélisation de la roue hygroscopique Modélisation de la roue hygroscopique

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Hypothèses simplificatrices -  -  le lit adsorbant est homogène et isotrope. - le travail de compression et la dissipation visqueuse sont négligeables. - l'écoulement d'air est considéré unidimensionnel. - les propriétés du fluide, du matériau de tube et de l’adsorbant sont constantes.

Équation de conservation de masse 

Équation de conservation d’énergie

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La roue hygroscopique : section d'adsorption (fraction d'angle ) et section de régénération (d’angle 1- ), les débits d’air d'adsorption et de régénération sont dans un arrangement à contre-courant.

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Modélisation d’un système de conditionnement d’air par l’énergie solaire en utilisant la technique d’adsorption

Modélisation du ballon de stockageModélisation du ballon de stockage

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Bilan d’énergie Schématisation du ballon de stockage

Avec

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Modélisation d’un système de conditionnement d’air par l’énergie solaire en utilisant la technique d’adsorption

Modélisation du système de production de l'eau froideModélisation du système de production de l'eau froide

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Réfrigération par adsorption(Adsorption chiller)

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Résultats de Simulation du fonctionnement de l’unité de conditionnement d’air par l’énergie solaire

Capteur solaire Capteur solaire

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Modèle à une équation Influence de la température à l’entrée du fluide

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Réponse du capteur à des variations en échelon de la température d’entrée du fluide

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Résultats de Simulation du fonctionnement de l’unité de conditionnement d’air par l’énergie solaire

Humidificateur Humidificateur

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HumidificateurInfluence de la variation du

débit d’eau

On applique une perturbation en échelon à l’entrée de l’humidificateur avec un débit d’air constant.

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Résultats de Simulation du fonctionnement de l’unité de conditionnement d’air par l’énergie solaire

Système de conditionnement d’air par l’énergie solaire Système de conditionnement d’air par l’énergie solaire

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Mode Hiver

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Résultats de Simulation du fonctionnement de l’unité de conditionnement d’air par l’énergie solaire

Système de conditionnement d’air par l’énergie solaire Système de conditionnement d’air par l’énergie solaire

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Mode Été sans pré-refroidissement