Modélisation et étude des performances d’un système de réfrigération hybride fonctionnant à l’énergie solaire

Abstract

Ce travail de recherche consiste à étudier et analyser les performances thermodynamiques et exergétiques d’un système de réfrigération à compression de vapeur (VCR) fonctionnant à l’énergie solaire pour une possible implantation dans un site isolé. Pour accomplir cet objectif, un modèle numérique a été développé sous l’environnement MATLAB à partir des equations de transfert de chaleur et de masse. L’étude mis en évidence la comparaison entre deux fluides frigorigènes : le R134a (HFC), et le R1234ze (HFO) à faible GWP. Ainsi, l’effet des différents paramètres de fonctionnement, et de conception sur les performances du système a été étudié pour les deux fluides frigorigènes choisis. Les résultats de l’analyse thermodynamique ont montré que le coefficient de performance (COP) et l'efficacité thermodynamique du système solaire VCR a augmenté avec la diminution de la température ambiante en raison de la diminution de la consommation électrique du compresseur. Le COP au 21ème jour du mois de juillet est obtenu dans la plage de 4,37 à 5,77 pour le réfrigérant R1234ze qui sont proches et à plus de 90 % de la valeur COP maximale, alors qu'elle est comprise entre 2,56 et 3,17 pour le fluide R134a. Les valeurs du COP les plus basse se trouvent de midi à 15h00. Par ailleurs, les résultats de l’analyse exergétique ont révélé que, pour les deux réfrigérants, le compresseur se distingue comme le composant avec la destruction exergétique la plus élevée, suivi du condenseur, du détendeur et de l'évaporateur. Cependant, l'irréversibilité du système utilisant le réfrigérant R1234ze(E) s'avère inférieure à celle utilisant le fluide R134a, renforçant l'adéquation du R1234ze(E) en tant qu'alternative prometteuse dans les applications de refroidissement et de réfrigération