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Conference papers

Caractérisation par analyse calorimétrique sous atmosphère contrôlée d'hydrates de CO2 en présence d'additifs en vue de leur utilisation comme matériaux à changement de phase dans les systèmes frigorifiques

Résumé : Des engagements internationaux fixent désormais des objectifs contraignants de réductions d'émissions d'effluents nocifs dans plusieurs domaines d'activités. Le secteur de la réfrigération est particulièrement concerné en raison des tonnages élevés de fluides halogénés qu'il met en ½uvre. La réfrigération secondaire est une technique prometteuse consistant à produire le froid par un dispositif conventionnel localisé et confiné puis à le distribuer aux points d'utilisation en utilisant des fluides frigoporteurs non écotoxiques. Cette étude s'intéresse à une méthode de réfrigération secondaire s'appuyant sur l'emploi d'un fluide frigoporteur diphasique sous la forme d'un coulis composé de particules solides d'hydrate de gaz en suspension dans une phase liquide de transport. Ils sont intéressants d'un point de vue énergétique pour le transport du froid car outre la chaleur sensible transportée par le fluide, la chaleur latente de fusion du solide peut être valorisée. Les hydrates de gaz sont des composés cristallins constitués d'un assemblage tridimensionnel de molécules d'eau liées par des liaisons hydrogènes, où des molécules de gaz sont piégées dans les cavités de la structure aqueuse. On distingue principalement trois structures d'hydrates de gaz (deux structures cubiques et une structure hexagonale) ainsi qu'une famille de semi-clathrates qui se forment en présence de sels d'ammonium et de phosphonium. Les additifs, tels que le tétrahydrofurane (THF) ou le bromure de tétra-n-butylammonium (TBAB) jouent également le rôle de promoteurs en favorisant la formation de structures d'hydrates plus stables que celle de l'hydrate de gaz seul, abaissant ainsi fortement la pression de fonctionnement du procédé. L' enthalpie de changement de phase des hydrates de gaz est comparable, voire supérieure à celle de la glace, et leur température de dissociation peut être ajustée en fonction des besoins de l'application en jouant sur la nature des additifs et la pression du gaz. Notre étude consiste à optimiser les caractéristiques de formation et d'écoulement des coulis d'hydrate de CO2 en vue d'une application en tant que matériau à changement de phase pour le transport de froid dans les boucles de réfrigération secondaire. Nous présentons dans ce travail les résultats de mesures réalisées par analyse calorimétrique différentielle sur des hydrates de CO2 en présence de plusieurs sels d'ammonium et de phosphonium quaternaires. Ces résultats montrent que les domaines de stabilité de ces hydrates en pression, température et composition présentent un intérêt pour une application en tant que matériaux à changement de phase pour la réfrigération. Les enthalpies de dissociation des hydrates en fonction de la pression de gaz sont également données.
Document type :
Conference papers
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https://hal.inrae.fr/hal-02593764
Contributor : Migration Irstea Publications Connect in order to contact the contributor
Submitted on : Friday, May 15, 2020 - 5:36:00 PM
Last modification on : Friday, December 3, 2021 - 11:34:11 AM

Identifiers

  • HAL Id : hal-02593764, version 1
  • IRSTEA : PUB00029688

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N. Mayoufi, D. Dalmazzone, W. Fürst, Anthony Delahaye, Laurence Fournaison. Caractérisation par analyse calorimétrique sous atmosphère contrôlée d'hydrates de CO2 en présence d'additifs en vue de leur utilisation comme matériaux à changement de phase dans les systèmes frigorifiques. 41èmes Journées de Calorimétrie et d'Analyse Thermique, May 2010, Tozeur, Tunisie. pp.1. ⟨hal-02593764⟩

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