Modelisation dynamique d'un systeme frigorifique domestique a compression de vapeur

par XIAOQIANG XU

Thèse de doctorat en Sciences appliquées

Sous la direction de D. Clodic.

Soutenue en 1996

à l'EMP .

    mots clés mots clés


  • Résumé

    Dans cette etude, un modele dynamique complet d'un systeme frigorifique domestique a compression de vapeur et un outil d'analyse exergetique en regime dynamique sont developpes, en vue de diminuer la consommation energetique. Le systeme est constitue d'un compresseur, d'un condenseur, d'un tube capillaire diabatique, d'un evaporateur, d'un echangeur liquide-vapeur et d'une armoire d'isolation. Le modele des echangeurs est base sur les equations de conservation de la masse, de la quantite de mouvement et de l'energie. Il tient compte du changement de phase du fluide frigorigene et des variations temporelle et spatiale des parametres. La methode des volumes finis et l'algorithme simple c sont appliques dans la resolution numerique. Le modele du tube capillaire diabatique est un modele distributif qui integre l'echange thermique dans l'echangeur liquide-vapeur, le debit critique et la detente du fluide frigorigene a la sortie en condition critique. Le modele du compresseur hermetique prend en compte l'effet de l'huile et les echanges thermiques a l'interieur du compresseur. Le modele de l'armoire d'isolation est etabli en considerant le couplage de la convection naturelle et du rayonnement. Apres la modelisation de tous les composants, une nouvelle methode de couplage des modeles de composants du systeme est proposee. Cette methode de resolution du modele couple du systeme presente une auto-convergence basee sur le bilan de masse des echangeurs et des caracteristiques du compresseur et du tube capillaire. Une methode de determination des conditions initiales a partir de la charge en fluide frigorigene du systeme est egalement presentee. Elle permet d'optimiser la charge en fluide frigorigene en regime dynamique pour un domaine de fonctionnement donne. Afin de mieux comprendre les comportements transitoires du systeme, un bilan exergetique pour l'ensemble du systeme en regime dynamique est etabli. Le bilan exergetique permet de localiser et de quantifier instantanement les pertes exergetiques dans le systeme et ainsi de mettre en evidence les ameliorations potentielles. Un rendement exergetique du systeme frigorifique est defini de facon a caracteriser instantanement le degre de perfection de fonctionnement du systeme frigorifique par rapport au systeme reversible correspondant. Le modele dynamique du systeme et l'outil d'analyse exergetique sont appliques a un refrigerateur domestique fonctionnant au r134a


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  • Détails : 233 P.
  • Annexes : 114 REF.

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