Experimental and numerical analysis of heat transfer performance and design optimization of a waste heat recovery system

En raison de l'augmentation marquée de la consommation énergétique mondiale, entraînée par l'expansion démographique et économique, il est urgent de s'attaquer aux impacts environnementaux associés à l'utilisation accrue des combustibles fossiles. Dans ce contexte, les systèmes de récupération de chaleur résiduelle apparaissent cruciaux de par leur potentiel à atténuer significativement ces impacts en capturant l'énergie thermique qui serait autrement perdue. Cette thèse se penche sur l'optimisation d'un système de récupération-stockage de chaleur résiduelle eau-à-eau, améliorant l'efficacité du stockage d'énergie thermique latente et affinant les processus de transfert de chaleur. Cette recherche aborde les limitations des systèmes existants en développant un nouveau système qui intègre des fonctions supérieures de récupération et de stockage, réduit les exigences spatiales et améliore l'efficacité opérationnelle. En utilisant des caloducs à haute efficacité et des matériaux à changement de phase supérieurs pour le stockage thermique, le système optimisé améliore la capture d'énergie thermique des eaux usées, présentant une solution compacte et efficace qui dépasse les limitations des conceptions traditionnelles. La thèse se déroule sur six chapitres, détaillant l'évolution depuis un examen complet de l'état actuel des technologies de récupération de chaleur résiduelle jusqu'à la validation expérimentale du nouveau système et ses applications potentielles. Les résultats des simulations numériques et des expériences pratiques confirment la performance améliorée du système, apportant une contribution significative au domaine de la récupération et du stockage de l'énergie thermique. Ce travail fait non seulement progresser le domaine de la récupération de chaleur résiduelle mais s'aligne également avec les efforts mondiaux pour réduire les empreintes carbones et atteindre la durabilité énergétique