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See discussions, stats, and author profiles for this publication at: https://www.researchgate.net/publication/329916834 Investigation expérimental sur un dispositif de production de froid à adsorption Conference Paper · December 2018 CITATIONS 0 READS 379 7 authors, including: Some of the authors of this publication are also working on these related projects: Solar Refrigeration View project Composite material based on date palm waste View project Mohamed Ali Djebiret UDES Unité de Développement des Equipements Solaires 12 PUBLICATIONS 23 CITATIONS SEE PROFILE Maamar Ouali UDES Unité de Développement des Equipements Solaires 15 PUBLICATIONS 52 CITATIONS SEE PROFILE Mokrane Mehdi UDES Unité de Développement des Equipements Solaires 10 PUBLICATIONS 18 CITATIONS SEE PROFILE Tetbirt Ali UDES Unité de Développement des Equipements Solaires 9 PUBLICATIONS 21 CITATIONS SEE PROFILE All content following this page was uploaded by Mohamed Ali Djebiret on 07 March 2019. The user has requested enhancement of the downloaded file. Investigation expérimental sur un dispositif de production de froid à adsorption Mohamed Ali DJEBIRET#,*1, Maamar OUALI#2, Mahdi MOKRANE#3, Ali TETBIRT#4, Ferhat YAHI#5, Mohand BERDJA#6, Adel BENCHABANE*7. #Unité de Développement des Équipements Solaires, UDES/Centre de Développement des Énergies Renouvelables, CDER, Bou Ismail, 42415, W. Tipaza, Algeria. * Laboratoire de Génie Énergétique et Matériaux, LGEM. Université de Biskra, B.P. 145, R.P. 07000, Biskra, Algeria. 1Djebiret@gmail.com 2ouali_maamar@yahoo.fr 3mok.mehdi@gmail.com 4tetbirtali@yahoo.fr 5berdjamohand@gmail.com 6yahiferhat@gmail.com 7adel.benchabane@gmail.com Résumé— Ce travail présente une étude expérimentale réalisée sur un dispositif de réfrigération solaire à adsorption en utilisant le charbon activé AC ̶ 35 / méthanol comme couple de travail. Le dispositif étudié est conçu, réalisé et testé au niveau du laboratoire du froid et climatisation par énergie électrique d’origine renouvelable, FCEEOR, de l’Unité de Développement des Équipements Solaire, UDES. Les tests d'adsorption et de désorption, réalisés sur le dispositif expérimental, ont été effectués à l’intérieur du laboratoire en utilisant une lampe halogène. Cette dernière est installée perpendiculairement à la surface du générateur tubulaire du dispositif expérimental, pour des niveaux d’irradiations de 800, 1020 W/m². Les résultats expérimentaux obtenues pour la température maximale de régénération été 81 °C, 111 °C, la température maximale de condensation variait entre 35 °C et 37 °C, avec une température minimale obtenue au niveau d’évaporateur été -0.5 °C. Comme une deuxième étape un code de calcul est développé, en utilisant le modèle mathématique de Dubinin-Astakhov, pour l'évaluation du COP thermodynamique du cycle d’adsorption. Le code a permis l’évaluation des performances notamment l'efficacité du dispositif expérimental. Mots clés— Dispositif, Adsorption, Charbon actif / Méthanol, Irradiation, COPth, COPs I. INTRODUCTION La réfrigération solaire à adsorption est l'une des technologies les plus prometteuses. Principalement en raison de sa simplicité, de ses faibles impacts environnementaux et de ses faibles besoins d'entretien. Cette technologie a fait l'objet d'un intérêt scientifique considérable au cours des dernières décennies. Il existe actuellement un grand nombre de publications à son sujet. La plupart d'entre eux décrivent la conception et les tests sur ses systèmes, que se soit des études expérimentaux ou numériques. De nombreux prototypes de systèmes de réfrigération à adsorption solaire fonctionnant avec le cycle de base ont déjà été testés, avec succès dans différentes régions du monde. Ils ont été exploités dans des conditions environnementales très différentes. Les premiers enregistrements d'application de la paire de charbon actif-méthanol dans les systèmes de réfrigération à adsorption s'est produit en France. Au début des années 1980, Delgado et al [1] ont développés une étude numérique sur un système de capteurs solaires de 4 m2, atteignant une production de glace d'environ 25 kg par jour, avec un COP de 0.15. En 1996, Mhiri et El Golli [2] ont décrit l'étude d'un réfrigérateur solaire à adsorption. Ce dernier, travail avec le couple charbon actif-méthanol, afin de construire un système industriel. Le dispositif fonctionnait par l’intermittence, et avait une zone de captation de 4 m² sur la paroi du récipient d'adsorbant. Le COP solaire maximal variait de 0.14 à 0.19, pour un flux de rayonnement solaire entre 5 et 17 MJ / m², respectivement. En produisant 12.2 kg de glace quotidiennement à -5 °C. En 2003, Li et al [3] ont présenté les résultats de simulation d'un réfrigérateur solaire. Dans lequel la zéolite est placée à l'intérieur des tubes sous vide du collecteur solaire. L'adsorbant peut atteindre 200 °C, et la performance globale du système atteignant des valeurs théoriques de COP solaire supérieures à 0.25. Hildbrand et al ont développé et testé un système de réfrigérateur à adsorption solaire avec un poids de 78.8 kg de silicagel-eau [4]. Le système de réfrigérateur à adsorption fonctionnait dans les conditions météorologiques d’Yverdon- les-Bains, en Suisse. Les résultats expérimentaux ont montré que la température minimale de l'évaporateur atteignait 0 °C et que la COP solaire variait de 0.10 à 0.22. Lemmini and Errougani ont construit et testé un système de réfrigération à adsorption solaire utilisant du charbon actif AC-35 et du méthanol comme couple de travail. Les résultats des tests sur le site de Rabat au Maroc ont montré que le COP solaire variait entre 0.04 et 0.08 [5]. International Journal of Scientific Research & Engineering Technology (IJSET) Vol.7 pp. 24-30 Copyright IPCO-2019 ISSN 1737-9296 En outre, pour améliorer l'efficacité des dispositifs de production de froid solaire à adsorption, plusieurs études ont porté sur l'optimisation de la conception du capteur solaire. Zhao et al [6] ont conçu et étudié un système de refroidissement solaire à adsorption utilisant un lit d'adsorbant tubulaire avec le couple charbon actif-méthanol. Les résultats expérimentaux ont montré que pour des valeurs de rayonnement solaire variant de 15.3 à 17.1 MJ, la conception du collecteur solaire peut fournir une température de 110 °C. Le système atteigne un COP maximum d'environ 0.11. Lu et al [7] ont conçu un nouveau refroidisseur à adsorption solaire avec une masse de 65 kg de gel de silice. Le système de réfrigérateur à adsorption a fonctionné dans les conditions météorologiques de Dezhou-Chine. Les résultats expérimentaux ont montré que la capacité de refroidissement et le COP solaire moyenne étaient respectivement de 17.6 kW et de 0.16. El Fadar [8] a étudié théoriquement l'influence d'un lit adsorbeur à ailettes sur la performance d'un système de refroidissement solaire à adsorption. Le modèle théorique a été validé avec des données expérimentales. L'analyse des résultats a indiqué que les performances du système dépendaient du nombre d'ailettes. Ses derniers, ont augmentées les performances du système lorsque leur nombre a augmenté. Ji et al [9] ont conçu et testé un nouveau système de réfrigération solaire à adsorption. Ce système utilise une paire de travail charbon actif-méthanol. La nouvelle dans ce système été la conception pour le lit adsorbeur tubulaire, afin d'améliorer le transfert de chaleur et de masse dans le lit. Les résultats expérimentaux ont indiqué que la température minimale de l'évaporation atteignait 0 °C, et que le COP solaire variait de 0.039 à 0.12. Dans cet article, un dispositif expérimental de production de froid à adsorption utilisant un générateur tubulaire avec de charbon active AC-35/ Méthanol a été conçu, construit. Il a été testé dans des conditions opérationnelles au niveau du laboratoire de l’équipe de froid et climatisation par énergie électrique d’origine renouvelable, au sein de l’unité de développement des équipements solaires UDES à Bou-Ismail, Tipaza, Algérie. Le but de cette étude est de caractériser le fonctionnement de cet appareil, en calculant le coefficient de performance de ce dispositif. II. ÉTUDE EXPERIMENTALE A. Description du dispositif expérimental Le dispositif de production de froid se compose de trois éléments indispensables sont l’évaporateur, le condenseur et le générateur. L’installation a été entièrement fabriquée au laboratoire du froid et climatisation par énergie électrique d’origine renouvelable FCEEOR au sein de l’Unité de Développement des Équipements Solaire UDES, Bou-Ismail, Tipaza. (i) L'adsorbeur- collecteur : constitue de six cylindres coaxiaux en cuivre avec un diamètre extérieur dext= 0,04 m, un diamètre intérieur dint= 0,014m et une longueur l= 0,25 m. Ces tubes sont reliés à un tube-collecteur de diamètre dcol= 0,022m. Ainsi, la surface de captation, ou d’adsorption, du système est de Scapt= 0,19m². La masse totale du charbon actif utilisée dans les tubes de l’adsorbeur est de m= 0,7 kg (tableau 1). Une peinture noire est appliquée sur les surfaces des tubes adsorbeurs. Le système est confiné dans une boite parfaitement isolée avec une surface vitrée afin de garantir un maximum d’effet de serre à l’intérieur. Des volets de ventilation sont installés sur la face avant est arrière de la boite de L'adsorbeur- collecteur pour faciliter la convection durant la phase de refroidissement (figure 2). (ii) Le condenseur à air est réalisé en cuivre avec une forme hélicoïdale pour assurer la condensation de la vapeur du méthanol. Il fonctionne en convection naturelle avec une surface d’échange de Scond= 0,15m² (figure 2a). (iii) L’évaporateur est constitué d’un tube en cuivre de diamètre devp= 0,03m, d’une longueur levp= 0,12m et d’une surface d’évaporation Sevp= 1,41×10-4 m². L’évaporateur est placé dans une enceinte isolée thermiquement. La phase d’évaporation du méthanol permet la production du froid à l’intérieur de cette dernière (figure 2a). Dans la présente installation, l’évaporateur joue aussi le rôle d’un réservoir accumulant le méthanol à évaporer. Deux vannes manuelles contrôlent uploads/Management/cier-176-mad.pdf