Caractérisation de la capacité de stockage thermique d'un système qui utilise des matériaux à changement de phase pour le stockage de froid

Abstract

Université de Liège - Faculté des Sciences Appliquées Travail de fin d'études réalisé en vue de l'obtention du grade de master en Ingénieur Civil Mécanicien par Quentin Rondelle. Caractérisation de la capacité de stockage thermique d'un système qui utilise des matériaux à changement de phase pour le stockage de froid Tuteur académique : V. LEMORT Resp. en entreprise : F. NOVELLO – CRM group Résumé Pour pallier au caractère intermittent de la production d'énergies renouvelables, de nouveaux systèmes de stockages d'énergie doivent être développés. Parmi ces nouveaux systèmes se trouvent les systèmes de stockage thermique. Ils profitent des importantes variations d'énergie interne observées lorsqu'un matériau change d’état pour stocker de grandes quantités de chaleur. L'objectif de ce travail est de comparer les capacités de stockage thermique pouvant être obtenues par deux types de matériaux (appelé PCM). Pour ce faire, un système réduit d'échangeur à plaques est réalisé. Mon objectif sera de le fiabiliser et de tester les PCM. Pour fiabiliser l'installation, plusieurs bilans thermiques sont réalisés. En parallèle, un modèle 3D prenant en compte la convection qui apparaît dans les PCM sera réalisé. Celui-ci permet de caractériser la répartition des flux entre les différents composants, ce qui n'est pas possible sur base de mesures expérimentales. Lorsque tous les phénomènes sont pris en compte, la précision sur le bilan thermique alors obtenue est de 3%. Lors des tests sur les PCM, il s'avère que leurs propriétés se dégradent extrêmement rapidement. Un système d'agitation est mis en place pour permettre de rétablir leurs propriétés. Les capacités de stockage évaluées pour 210 ml de solution sont de 65.6kJ pour la solution INFP et de 48.3kJ pour le GLFP. À titre comparatif, celles pouvant être obtenues avec de l'eau pure dans les même conditions sont de 71.84kJ.