Etude numérique et expérimentale d'une pompe à chaleur thermoélectrique innovante basée sur une conception intégrée et la technique du jet impactant

par Yeweon Kim

Thèse de doctorat en Génie civil et Sciences de l'habitat

Sous la direction de Gilles Fraisse et de Julien Ramousse.

Soutenue le 19-04-2013

à Grenoble , dans le cadre de École doctorale sciences et ingénierie des systèmes, de l'environnement et des organisations (Chambéry) , en partenariat avec Laboratoire d'optimisation de la conception et ingénierie de l'environnement (Le-Bourget-du-Lac, Savoie) (équipe de recherche) et de Laboratoire d'Optimisation de la Conception et Ingénierie de l'Environnement (laboratoire) .

Le jury était composé de Jean-Pierre Bedecarrats, Pascal Dalicieux.

Les rapporteurs étaient Christophe Goupil, Assaad Zoughaib.


  • Résumé

    Les pompes à chaleur thermoélectriques (PACTE) présentent différents avantages par rapport aux pompes à chaleur thermodynamiques classiques. Plus particulièrement, les performances des PACTE sont intéressantes lorsque les écarts de température entre sources sont modestes, ce qui est par exemple le cas du chauffage aéraulique des bâtiments basse consommation (BBC) à partir d'une Ventilation Mécanique Double Flux (VMC DF). L'objectif de l'étude est donc de développer un démonstrateur de pompe à chaleur thermoélectrique réversible capable d'assurer la puissance de chauffage/refroidissement nécessaire à un logement de type BBC. Ce travail repose sur différents modèles analytiques et numériques validés expérimentalement. Cette étude vise à concevoir un système de pompe à chaleur thermoélectrique performant, l'objectif étant l'amélioration du coefficient de performance (COP) de la PACTE. Les transferts de chaleur à la surface des éléments thermoélectriques sont intensifiés par la technique du jet impactant, et le dimensionnement du système est optimisé en fonction des conditions d'utilisation. Avec le démonstrateur de résultats précédents de la PACTE, le COP saisonnier a été déterminé. Après couplage au bâtiment, cela a permis de montrer une nette amélioration des performances du système.

  • Titre traduit

    Numerical and Experimental Study of a Thermoelectric Heat Pump (THP) Innovative based on an Integrated Design and Technology 's impinging Jet


  • Résumé

    As house heating tends to be more efficient, Thermoelectric Heat Pump (THP) is an interesting alternative to classic thermodynamic system (with mechanical vapor compression system). In particular, THP becomes favorable as soon as the sources temperature difference is small, which is the case in energy efficient buildings with an exhaust/supply mechanical ventilation system (ESMVS). The objective of the study is to develop a reversible THP prototype capable of supplying the heating / cooling power needed in an energy efficient building. This work is based on different analytical and numerical models validated experimentally. This study aims to develop an efficient thermoelectric heat pump system and to improve its coefficient of performance (COP) by increasing heat transfer on the surface of the thermoelectric elements with impinging jet, and optimizing the THP by dimensioning the system based on operating conditions. With the results obtained with the THP prototype, the seasonal COP is determined. After coupling the THP system to the building, we show an improvement in system performance.


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  • Sous le titre : Etude numérique et expérimentale d'une pompe à chaleur thermoélectrique innovante basée sur une conception intégrée et la technique du jet impactant
  • Détails : 1 vol. (156 p.)
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