Soutenance de thèse de VIZITIU STEFANICA
Titre de thèse
Analyse expérimentale et numérique de la performance thermique et optimisation de la conception d'un système de récupération de la chaleur
Experimental and numerical analysis of heat transfer performance and design optimization of a waste heat recovery system
Résumé de la thèse
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.
Thesis resume
Due to the sharp rise in global energy consumption driven by population and economic expansion, there is an urgent need to address the environmental impacts associated with increased fossil fuel use. In this context, waste heat recovery systems emerge as crucial for their potential to significantly mitigate these impacts by harnessing thermal energy that would otherwise be lost.
This thesis delves into optimizing a water-to-water waste heat recovery-storage system, enhancing the efficiency of latent heat energy storage and refining heat transfer processes. This research addresses the limitations of existing systems by developing a novel system that integrates superior recovery and storage functions, reduces spatial demands, and improves operational efficiency. By employing high-efficiency heat pipes and superior phase change materials for thermal storage, the optimized system enhances thermal energy capture from wastewater, presenting a compact and efficient solution that surpasses the limitations of traditional designs.
The thesis unfolds across six chapters, detailing the evolution from a comprehensive review of the current state of waste heat recovery technologies to the experimental validation of the new system and its potential applications. Findings from numerical simulations and practical experiments confirm the system's enhanced performance, making a significant contribution to the field of thermal energy recovery and storage technology. This work not only advances the field of waste heat recovery but also aligns with global efforts to reduce carbon footprints and achieve energy sustainability.