Trigénération solaire basse température ,Dimensionnement et performances énergétiques annuelles

Il convient à présent de s’intéresser au procédé de trigénération en lui-même et aux moyens à mettre en œuvre pour intégrer les deux procédés CHV3T et ORC, et notamment la gestion des boucles de fluide caloporteur. À ce stade, il est possible de réaliser un dimensionnement plus fin des différents composants des deux procédés en vue de la conception d’un démonstrateur. Nous nous intéresserons plus particulièrement au dimensionnement des différents composants clés tels que les cylindres de transfert, la pompe de l’ORC où la turbine à vapeur. Une modélisation de ce procédé de trigénération solaire couplé à un modèle simplifié d’habitation est ensuite développée. La simulation sur une année complète prenant en compte des données météorologiques permettra ainsi d’évaluer les productions de chaleur, de froid et d’électricité réalisées en fonction des différents besoins de l’habitation et des priorités retenues.  Dans cette section, nous nous intéressons au couplage des procédés CHV3T et ORC pour considérer le procédé de trigénération dans son ensemble. Nous nous intéresserons également aux technologies de captation solaire ainsi qu’aux méthodes de régulation de température et nous verrons que leurs choix impactent également le choix des couples fluides et les performances du procédé. Une fois le couple fluide optimal choisi et les performances du procédé actualisées, les composants seront dimensionnés plus précisément.

La plage de température opératoire du procédé au cours de l’année affecte le choix des fluides de travail (voir section Chapitre II2.3.2). Or, pour définir correctement cette plage de fonctionnement, différents aspects concernant les échanges entre le procédé et les sources ou puits de chaleur doivent être pris en compte. Il convient de choisir une technologie de captation/extraction de chaleur parmi les différentes technologies existantes. Comme pour les pompes à chaleur classiques, différentes configurations d’échange de chaleur peuvent être utilisées, air/eau, eau/eau ou air/air. Cependant, à la différence des pompes à chaleur traditionnelles pour lesquelles la commutation entre les deux modes de fonctionnement chaud ou froid s’effectue en changeant le sens de circulation du fluide frigorigène (c’est-à-dire que l’évaporateur devient condenseur, et vice versa), dans le cas du procédé CHV3T les composants gardent leur fonction à tout moment ; et c’est donc via le fluide caloporteur que la chaleur est transportée entre le lieu de production de froid (en été) ou de chaleur (en hiver), (respectivement l’évaporateur et les deux condenseurs) et soit l’intérieur, soit l’extérieur de l’habitat en fonction du mode choisi.

Choix de technologies pour la captation et l’extraction de chaleur

Dans le cas d’une La plage de température opératoire du procédé au cours de l’année affecte le choix des fluides de travail (voir section Chapitre II2.3.2). Or, pour définir correctement cette plage de fonctionnement, différents aspects concernant les échanges entre le procédé et les sources ou puits de chaleur doivent être pris en compte.  Cependant, à la différence des pompes à chaleur traditionnelles pour lesquelles la commutation entre les deux modes de fonctionnement chaud ou froid s’effectue en changeant le sens de circulation du fluide frigorigène (c’est-à-dire que l’évaporateur devient condenseur, et vice versa), dans le cas du procédé CHV3T les composants gardent leur fonction à tout moment ; et c’est donc via le fluide caloporteur que la chaleur est transportée entre le lieu de production de froid (en été) ou de chaleur (en hiver), (respectivement l’évaporateur et les deux condenseurs) et soit l’intérieur, soit l’extérieur de l’habitat en fonction du mode choisi. Dans le cas d’une  application CHV3T-PAC eau/eau, cela ne pose pas de problèmes. Dans le cas d’une application CHV3T-PAC air/eau ou air/air, cela nécessite une boucle d’eau secondaire afin de relier l’évaporateur et les condenseurs aux ventilo-convecteurs intérieur et extérieur.