Academic literature on the topic 'Déshumidification'

Ce mémoire de thèse présente des simulations numériques de la déshumidification d’un écoulement d’air humide dans des échangeurs thermiques de chaleur. La déshumidification de l’air est modélisée par la mise en place d’un modèle de condensation spécifiquement développé et intégré dans un code de calcul CFD. Deux approches différentes (monophasique et diphasique) de modélisation de l’écoulement air humide/condensat sont proposées. Dans un premier temps, le modèle monophasique a été appliqué à un échangeur à ailettes planes continues et à un autre à ailettes circulaires indépendantes. Les performances thermique et massique globales obtenues par le modèle de condensation ont été favorablement comparées à des données expérimentales issues de la littérature. L’analyse numérique est complétée par une étude expérimentale permettant de prendre des photographies des distributions du condensat sur l’ailette d’un motif d’échangeur thermique à ailettes planes continues. La validation locale est effectuée par confrontation de ces photographies avec les distributions de la fraction massique de condensat issues des résultats numériques. Ces simulations ont servi à l’analyse des liens et interactions locales entre la topologie de l'écoulement côté air dans l’échangeur et les transferts couplés de chaleur et de masse lors de la condensation de l'air humide sur les surfaces froides de l’échangeur. Enfin nous avons décrit l'évolution du transfert de masse et de chaleur rang par rang pour différentes vitesses d’air à l’entrée de l’échangeur. Dans un deuxième temps, une modélisation diphasique de l’écoulement de l’air humide dans une géométrie d’un canal bidimensionnel est présentée. La validation est réalisée grâce à des comparaisons numérique/expérimental des débits de condensat récupérés et des puissances thermique et massique échangées entre l’air humide et les parois du canal. La modélisation diphasique de l’écoulement de l’air humide a montré des résultats très satisfaisants au niveau global par rapport à celle monophasique
This dissertation presents numerical simulations of humid airflow dehumidification in heat exchangers. In-house condensation routines have been developed and implemented into a CFD package. The use of these routines was required in order to predict the partial condensation of the water vapor contained in the humid air on the fin surfaces. Two different modeling approaches (single-phase and two-phases) of the humid air/condensate flow are considered. In a first step, the single-phase model was applied to a continuous plate-fins and tubes heat exchanger. Besides, it was applied to an independent circular-fins and tubes heat exchanger. The global mass and thermal numerical performances were obtained by means of the condensation model. Then, it was successfully compared with experimental data. The numerical analysis is complemented by an experimental study. Experimentations allow taking condensate distribution photographs on a simplified model of the plate-fins and tubes heat exchanger. The comparison between condensate distribution photographs and numerical results validates locally the current study. Numerical simulations are also used to analyze the relation and interaction between the air side flow topology and coupled heat and mass transfers. Finally, we describe the row by row evolution of mass and heat transfer for different inlet air velocities. In a second step, a two-phases modeling of the moist air flow throughout a two-dimensional channel geometry is presented. First results of the two-phases modeling of humid air flow showed very satisfactory global results compared to those of single-phase modeling

Au Québec, les coûts de chauffage représentent jusqu’à 30 % des coûts de production d’une serre. De ces coûts de chauffage, de 13 à 18 % sont nécessaire pour refroidir et déshumidifier la serre (de Halleux et Gauthier, 1997). La méthode traditionnelle de refroidissement et de déshumidification (R/D) utilisée dans une serre est la ventilation-chauffage, qui consiste à remplacer une partie de l’air chaud et humide de la serre par de l’air froid et sec de l’extérieur. Cette méthode limite toutefois l’injection de dioxyde de carbone (CO2). L’objectif du projet est de maintenir les consignes optimales de température et d’humidité dans une serre de tomates biologiques cultivées en plein sol, afin de produire en serre semi-fermée et conserver un taux élevé en CO2 pour stimuler la photosynthèse. Pour ce faire, deux méthodes expérimentales de R/D ont été mises à l’essai. La première méthode étudiée est la R/D par condensation de la vapeur d’eau sur un échangeur de chaleur eau-air. La seconde méthode étudiée est la R/D par condensation de la vapeur d’eau sur un rideau d’eau. Les deux méthodes expérimentales de R/D ont permis de maintenir les températures désirées dans la serre tout en maintenant les volets de la serre en position semi-fermée, ce qui a permis de maintenir des concentrations en CO2 significativement différentes dans la serre comparativement à la méthode de R/D par ventilation naturelle.

Ce mémoire rend compte de travaux de recherches conduits sur une installation constituée d'un séchoir convectif à bois basse température associé à une colonne d'absorption dont la fonction est de déshumidifier l'air de séchage sur une boucle de recirculation du séchoir. L'absorbeur est de type venturi et l'absorbant est un liquide organique, le triéthylène glycol (teg). L'objectif de l'étude est d'évaluer les performances de l'installation à travers les deux paramètres que sont la cinétique de séchage et la qualité du bois sèche. Un modèle macroscopique simple, représentant les échanges de matière entre le bois et l'air pendant le séchage, a ainsi été développé. Il est caracterisé par un coefficient global de transfert de matière dont les variations en fonction des principaux paramètres opératoires ont été précisées. Ce coefficient est l'outil de mesure de la cinétique moyenne de séchage d'un lot de bois au cours d'un cycle complet. Il permet ainsi d'évaluer l'influence du débit de TEG, du débit d'air traversant l'absorbeur et de la température de l'air sur le fonctionnement de l'installation. Dans le domaine de fonctionnement considéré, l'utilisation de l'absorbeur améliore la cinétique de séchage d'environ 65% : cette performance est peu influencée par les trois paramètres étudiés. La qualité du bois sèche est estimée par la mesure des défauts de séchage à savoir le nombre et la dimension des fissures ainsi que les déformations (flêches de face et de front). Des cycles de séchage ont été conduits sur du hêtre et du sapin. Les résultats montrent que l'utilisation de l'absorbeur est pénalisante sur la qualité du bois sèche. Toutefois, l'accélération de la cinétique de séchage ne se traduit pas par une augmentation du même ordre de grandeur des défauts. En particulier lors du séchage du sapin, la qualité du bois est peu affectée par l'utilisation de l'absorbeur. Enfin, la quantité totale de produits organiques présente dans l'air de séchage est évaluée à l'aide d'un détecteur à ionisation de flamme. Les essais réalisés montrent que la concentration en composés organiques de l'air de séchage est en moyenne divisée par un facteur 7 lorsque l'absorbeur fonctionne. La synthèse de l'ensemble des résultats conduit à penser que l'installation étudiée semble mieux adaptée au séchage des essences résineuses.

Résultats de mesures thermiques obtenus sur une saison de chauffe dans la serre CREAT-CNRS de La Baronne. L'air humide a été choisi comme fluide caloporteur avec un contrôle de l'humidité nocturne. Modélisation numérique complète des transferts de chaleur traitant de la fonction du sol, de l'échangeur stockeur à plaques et des pompes à chaleur de déshumidification en série sur le circuit d'air nocturne

Cette étude consiste en une modélisation mathématique du transfert de chaleur et de masse pour un écoulement d'air humide sur un tube ailetté en mode de refroidissement en présence ou non de condensation. La simulation numérique a permis d'obtenir la distribution de la vitesse, de la température et de l'humidité de l'air, de la température de la paroi (ailette) et l'efficacité locale, ainsi que le débit de condensat et les puissances sensible et latente
This study consists of a mathematical modelling of heat and mass transfer for during the cooling of airflow over a fin-and-tube with or without condensation. The numerical simulation made it possible to obtain the distribution of velocity, the temperature and humidity of the airflow, and distribution of fin temperature and local efficiency, as well as the condensate flux and the sensitive and latent heat flux

Les fumées à basse température (<120-150 °C) sortant des procédés industriels pourraient être récupérées pour la production d'électricité et constituent un moyen efficace de réduction de la consommation d'énergie primaire et des émissions de dioxyde de carbone. Cependant, des barrières techniques tels que la faible efficacité de conversion, la nécessité d'une grande zone de transfert de chaleur, et la présence de substances chimiques corrosives liées à une forte teneur en humidité lors du fonctionnement en environnement sévère entravent leur application plus large. Cette thèse porte particulièrement sur les secteurs industriels les plus énergivores rencontrant actuellement des difficultés à récupérer l'énergie des sources de chaleur à basse température dans des environnements hostiles. Des cycles thermodynamiques existants basés sur le Cycle de Rankine Organique (ORC) sont adaptés et optimisés pour ce niveau de température. Deux méthodes de récupération de chaleur classiques sont étudiées plus particulièrement : les déshumidifications à contact direct et indirect. Des méthodes de conception optimisées pour les échangeurs de chaleur sont élaborées et validées expérimentalement. Pour la déshumidification à contact indirect, des matériaux à revêtement anticorrosifs sont proposés et testés. Pour la déshumidification à contact direct, les effets du type et de la géométrie des garnissages sur les performances hydrauliques sont étudiés. Des cycles thermodynamiques innovants basés sur la technologie de déshydratation liquide sont proposés. Un cycle de régénération amélioré (IRC) est développé. Comparé aux technologies de récupération de chaleur classiques, l'IRC proposé améliore à la fois la puissance nette et le taux de détente de la turbine en prévenant par ailleurs les problèmes de corrosion
Low-temperature waste-gas heat sources (< 120-150°C) exiting several industrial processes could be recovered for electricity production and constitute an effective mean to reduce primary energy consumption and carbon dioxide emissions. However, technical barriers such as low conversion efficiency, large needed heat transfer area, and the presence of chemically corrosive substances associated with high moisture content when operating in harsh environment impede their wider application. This thesis focuses on particularly energy-hungry industrial sectors characterized by presently unsolved challenges in terms of environmentally hostile low-temperature heat sources. Existing thermodynamic cycles based on Organic Rankine Cycle (ORC) are adapted and optimized for this temperature level. Two conventional heat recovery methods are studied more particularly: indirect and direct contact dehumidification. Optimized design methods for heat exchangers are elaborated and experimentally validated. For the indirect contact dehumidification, advanced anti-corrosion coated materials are proposed and laboratory tested. For the direct contact dehumidification, the effects of packing material and geometry on the corresponding hydraulic performances are underlined. Innovative thermodynamic cycles based on the liquid desiccant technology are investigated. An improved regeneration cycle (IRC) is developed. Compared to the conventional heat recovery technologies, the proposed “IRC” improves both net power and turbine expansion ratio besides preventing faced corrosions problems