Évaluation des solutions techniques à haute efficacité énergétique pour les sèche-linge domestiques. Conception et modélisation d'un sèche-linge a re-compression mécanique d'air très humide

par Lionel Palandre

Thèse de doctorat en Énergétique

Sous la direction de Denis Clodic.

Soutenue en 2005

à Paris, ENMP .


  • Résumé

    Ce travail porte sur l'évaluation des solutions techniques à haute efficacité énergétique pour les seche-linge domestiques. L'une, mettant en oeuvre un cycle à re-compression mécanique d'air très humide présente un intérêt plus particulier. Les composants principaux sont dimensionnés. Dans un premier temps, deux sèche-linge de technologies différentes (évacuation et condensation) sont étudiés, testés leur cycle de fonctionnement analysé. La consommation d'énergie pour un cycle de séchage normalisé d'une charge de linge coton est de 5kg est comprise entre 3,3 kwh et 3,6kwh. Deux solutions alternatives sont possibles pour une réduction significative de la consommation d'énergie : l'utilisation d'une pompe à chaleur au r-134a , ou la mise en oeuvre d'un cycle ouvert, à re-compression mécanique de vapeur d'eau ou d'air très humide. Dans les deux cas, la consommation est réduite d'un facteur 2. L'étude des coefficients de transfert entre le linge et l'air humide a permis de définir une corrélation donnant l'évolution de la fonction de lewis pour des très hautes humidités absolues de l'air. Les échanges dans le tambour ont été caractér'isés et une corrélation donne l'évolution du coefficient de transfert de chaleur en fonction du débit, de la masse de linge, et de son humidité relative. Un modèle dynamique tracant le cycle de fonctioneement du sèche-linge à re-compression mécanique d'air très humide a été développé. La simulation montre que le temps de cycle peut être ramené à 1 heure avec ce procédé, comparé à 2 heures pour un sèche-linge équipé d'une pompe à chaleur au r-134a.

  • Titre traduit

    High efficiency technical solutions for domestic tumble dryer. Design and modeling of a dryer with mechanical very humid air compression


  • Résumé

    The aim of this work is to evaluate high efficiency solutions for domestic tumble dryers. A specific analysis focuses on the thermodynamic cycle with very humid air compression. The main components are designed. In a first time, two technologies of dryers are studied: evacuation dryer, and condensation dryer. Drying cycles are measured and analyzed. The energy consumption for the standard 5kg cotton cycle is in the range of 3. 3 kwh and 3. 6 kwh. Two alternative solutions are proposed to reduce significantly the energy consumption: a heat pump dryer with r-134a, or an open cycle using steam or very humid air as refrigerant. In both cases, the energy consumption is cut by a factor 2. The measurement of convective heat transfer coefficients between linen and humid air has allowed to elaborate a correlation giving the lewis function evolution with very high absolute humidity. Heat exchanges in the tumble have been characterized. A correlation giving the heat transfer coefficient in function of air mass flow rate, linen mass, and its relative humidity, is developed. An unsteady-state model is developed. It gives the drying cycle of the tumble dryer with mechanical very humid air compression. Simulations show that drying time could be reduced to 1 hour using this process compared to 2 hours with r-134a heat pump dryers.

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Informations

  • Détails : 1 vol. ( 243 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. 56 réf.

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