Étude et analyse d’un cycle hypothétique d’un transformateur à adsorption (zéolite-eau) alimenté par un capteur solaire.

Abstract

La valorisation des différentes sources d’énergie à bas potentiel reste un moyen coûteux et non attractif pour les énergéticiens, du moins pour le moment. Cette situation risque de s’empirer de plus en plus avec la chute du prix du baril de pétrole. Néanmoins, la mise en œuvre de nouveaux cycles de thermo-transformation à adsorption pour la revalorisation de la chaleur reste d’actualité. Dans ce contexte, les nouveaux cycles hypothétiques élaborés doivent être analysés et discutés. Tout d’abord, pourquoi le cycle est-il « hypothétique » ? Hypothétique est lié au fait que le cycle proposé n’est pas encore expérimenté et relève toujours de la phase des études théoriques. Cette dernière est très importante du moment où elle permet de mettre en évidence tout l’aspect théorique du nouveau cycle, du moins l’aspect thermodynamique, et, d’une façon globale, le fonctionnement du cycle théorique. Le présent travail est consacré à l’analyse thermodynamique d’un cycle de transformateur de chaleur à simple adsorption solide-gaz alimenté par un puits de chaleur à bas potentiel en tant qu'énergie propre, renouvelable, sans pollution et durable. Dans notre cas, c’est un panneau solaire d’une conversion thermique de l’ordre de 373,15 K à 403,15 K. Le couple de travail choisi est la zéolite 13X-eau. Dans une première phase, le fonctionnement du cycle est exposé, suivi par l’établissement du bilan d’énergie et la déduction des coefficients de performance selon la première et la deuxième loi de la thermodynamique. Dans une seconde phase, l’analyse de ce concept montre bien la faisabilité et la qualification du cycle hypothétique proposé par rapport à son homologue, et vérifie son fonctionnement pour satisfaire les besoins d’avoir des capacités d’adsorption importantes produites au niveau de l’adsorbeur, ce qui implique une augmentation de la performance énergétique et exergétique.