Simulation numérique et
validation des résultats
Introduction :
Nous expliquerons dans ce qui suit comment procéder en
pratique pour réaliser un programme de simulation adéquat. Afin
d'être facilement compréhensible, les modèles
présentés ici sont relativement plus simples sur le plan
thermodynamique, calculables sans difficulté avec les hypothèses
retenues.
Dans ce chapitre, on présentera nos résultats
obtenus a partir de notre logiciel de simulation SARM 2
(Simulation of Absorption
Réfrigération Machine
2), aussi on fera une étude comparative avec les
résultats que P. Bourseau et Bugarel ont obtenus a partir de leurs
études.
IV.1. Optimisation du cycle frigorifique à
absorption-diffusion :
On doit mettre en évidence trois critères
d'optimisation: la puissance frigorifique maximale, le coefficient de
performance maximal et le rendement énergétique maximal, et ceci
pour un aspect d'optimisation seulement. Dans la pratique, on doit trouver un
optimum économique. Ceci dépend de plusieurs paramètres
externes, par exemple : le coût des capteurs solaires pour le chauffage
d'eau et les coûts d'investissement pour l'ensemble de l'installation.
En continuité, on présente seulement l'optimisation
du point de vue thermodynamique en prenant le critère du coefficient de
performance.
IV.2. La simulation du fonctionnement du système
par le programme :
Dans le cadre de la simulation numérique du fonctionnement
du système, nous nous sommes fixés deux objectifs :
1- Automatisation des diagrammes d'Oldham et de Merkel ;
2- Détermination des limites de fonctionnement pour
une installation à absorption hydro-ammoniacale, (une température
de vaporisation minimale, la température de l'agent de chauffage
minimale, coefficient de performance maximal et une température de
l'agent de refroidissement maximale).
Le programme de calcul "SARM 2", figure (IV.1)
est composé de trois parties :
+ L'introduction des données ;
+ Le calcul ;
+ L'affichage des résultats dans une base de
données Access.
Première partie : l'introduction
des données, nécessite des informations concernant la :
1- Capacité frigorifique demandée ?0 ;
2- Température demandée par le consommateur
à la sortie de l'évaporateur, du fluide secondaire à
refroidir ;
3- Température de l'eau chaude disponible à
l'entrée du générateur ;
4- Température de l'eau de refroidissement à
l'entrée du condenseur et l'absorbeur. Deuxième
partie : le calcul, il comporte les étapes suivantes :
1- Programmation des fonctions qui permettent la
résolution des équations d'équilibre liquidevapeur
c'est-à-dire :
+ L'enthalpie, l'entropie et le volume des composantes pures
NH3 et H2O pour les deux phases, liquide et vapeur
saturés ;
+ L'enthalpie, l'entropie et le volume pour le mélange
NH3-H2O liquide et vapeur; + Propriétés de transport de
la solution NH3-H2O ;
+ L'enthalpie, l'entropie et le volume pour la vapeur
surchauffée ;
+ L'enthalpie, l'entropie et le volume pour le liquide
sous-refroidi.
2- La conception des tables thermodynamiques ;
3- La conception des tables pour les propriétés de
transport ;
4- La numérisation des deux diagrammes (Oldham et Merkel)
;
5- Le calcul thermique de l'installation frigorifique à
absorption-diffusion (figure IV.2)
6- Pour une série de paramètres d'entrée
: ?0 ,T0, TC, Tch, Tf et Te le
programme exécute automatiquement les calculs pour toutes les variantes
où Tb et Tab varient avec un pas
ÄT=2.5 °C, les limites de Tb = (70÷150 °C),
Tab= (20÷40 °C) en choisissant une série de
résultats qui vérifient les conditions imposées suivantes
:
9 Ä î = î ab - î sp
= 5 % ;
9 Le bilan thermique pour l'ensemble de l'installation.
Troisième partie : l'affichage
des résultats dans une base de données Access.
Figure IV.1. Le programme SARM 2
tel qu'il s'affiche à l'écran.
Figure IV.2. Exemple de calcul thermique d'un
cycle à absorption-diffusion.
Dans notre programme, le remplissage, l'affichage et le vidage de
chaque table de la base de données, ainsi que tous les paramètres
des points d'états du cycle et les flux de chaleur
échangés dans
chaque appareil et le coefficient de performance de
l'installation, se font suivant des procédures bien
déterminées.
| 
