Multi-objective analysis and optimization of performance of a multi-irreversible absorption heat pump

Abstract

Dans l’organisation de ce travail, il a été effectué une analyse théorique et une optimisation multiobjective des pompes à chaleur à absorption avec trois et à quatre réservoirs thermiques dans les conditions réelles de fonctionnement. Il est mis en relief les différents cycles thermodynamiques notamment les cycles inversés de Carnot, Brayton, Stirling et Ericsson. En effet l’accroissement non négligeable des systèmes à absorption, réfrigération, air conditionnée et pompe à chaleur qui fait l’objet de notre attention est présenté comme systèmes écologiques, économes et soucieux de l’environnement. Par ailleurs, l’optimisation multiobjective particulièrement des AHP est établie en considérant tout d’abords le critère thermo-écologique pour les pompes à chaleur à absorption avec trois réservoirs thermiques (THR AHP), ensuite le critère exergétique pour les pompes à chaleur à absorption avec quatre réservoirs thermiques (FTL AHP). Plus encore l’analyse simultanée des critères écologique, exergétique et économique est considérée. En effet, ces différents critères sont mis en évidence analytiquement en utilisant la thermodynamique des temps finis (FTT). Ceci a permis de déterminer les points de fonctionnement optimaux du système en minimisant le taux d’énergie destructeur, le taux d’entropie généré, l'impact environnemental et les coûts du capital et de l'énergie consommée. De plus, les paramètres pris en compte influençant les performances de la pompe à chaleur à absorption sont les résistances thermiques finies, les fuites de chaleur, le paramètre thermo-économique, le rapport de chaleur rejetée entre l’absorbeur et le condenseur pour FTL et les deux facteurs d'irréversibilité internes notamment celui entre l'ensemble évaporateur-condenseur pour THR. Cependant, la méthodologie d'optimisation flowchart a permis de déduire que le système présente un avantage significatif au maximum des critères thermo-économique et exergétique en termes de coefficient de performance. Néanmoins, la THR AHP présente un avantage significatif au maximum du critère exergétique en termes de taux d’exergie détruite et au maximum du critère écologique en termes de puissance spécifique de chauffage et du taux d’exergie à la sortie. Ces résultats pourront permettre d’améliorer la conception et le dimensionnement des AHP notamment sur la nature des matériaux utilisés et la différence du niveau de température du fluide circulant dans l’absorbeur et le condenseur.