Commande d'un dispositif de réfrigération thermoélectrique fonctionnant à base des matériaux semi- conducteurs.

Abstract

Ces dernières années, la pénurie d'énergie ainsi que la dégradation de l'environnement ont poussé la société à rechercher une nouvelle approche des systèmes de réfrigération respectueux de l'environnement. Cela peut être possible grâce à l'évolution des dispositifs de réfrigération thermoélectriques (TEC) qui présentent des avantages importants contrairement aux systèmes de réfrigération traditionnels à compression de vapeur. Dans cette thèse, une approche expérimentale et numérique est utilisée afin d'évaluer les performances et l'efficacité du contrôle du réfrigérateur thermoélectrique. À cet effet, un nouveau système de TEC est conçu en utilisant le matériau semi-conducteur fonctionnant sous effet Peltier et Arduino. L'efficacité du système est étudiée à travers le coefficient de performance (COP) et la plage de température pour le fluide caloporteur entre la source chaude et froide en utilisant le prototype conçu. De plus, l'approche de commande PID est utilisée afin de maintenir la température de réfrigération et le transfert de chaleur du système TEC en boucle fermée à travers le circuit d'entraînement, qui est spécialement conçu pour que le TEC puisse facilement ajuster le courant d'entrée, qui traverse le réfrigérateur et de tirer des avantages de la puissance de refroidissement rapide. Les principaux résultats obtenus dont le COP maximal enregistré est de 0,73 à 0,1 avec une plage de température d'environ 51°C. Les résultats expérimentaux confirment que pendant l'intervalle de temps de 0 à 20 min, la température intérieure du réfrigérateur thermoélectrique a été réduite de 1,5°C/min. En prenant kp = 0,9, ki = 0,15 et kd = 0 et la valeur du courant d'alimentation est de 5 A, la température de la source froide diminue à 5 °C en 21 secondes seulement, ce qui signifie que ces systèmes fonctionnent dans des conditions dépendant du temps. Le contrôleur proposé est capable d'atteindre une erreur de 0,1°C avec un dépassement minimal inférieur à 20 secondes