Fluides thermochimiques dans les serres agricoles

Programme de travail
LC-FNR-06-2020 Défossilisation de l'agriculture - solutions et pistes pour une agriculture sans énergie fossile

Octobre 2020
Mois de début

4,6 millions d'euros
Coût du projet

101000801
Numéro du projetr

12 partenaires
Consortium

44 mois
Durée du projet

4 millions d'euros
Financement de l'UE

Le concept global qui sous-tend le projet est basé sur une utilisation innovante des processus d'absorption dans la climatisation des serres (également appelée climatisation par sorption). Ce concept est réalisé en utilisant les propriétés hygroscopiques d'une solution saline fluide, appelée ici fluide porteur thermochimique (TCF), qui a la capacité de fournir de multiples fonctions et services tels que le chauffage, le refroidissement et la déshumidification dans un seul dispositif, appelé ici l'absorbeur. Une solution aqueuse de chlorure de magnésium (MgCl₂) s'est avérée la plus appropriée (performance/coût) pour le contrôle de l'air dans les serres (voir le projet H2020 H-Disnet, (GA 695780))..

Lorsque le TCF avec une concentration élevée de milieu hygroscopique entre en contact avec l'air humide produit par la transpiration des plantes dans une serre, il absorbe une partie de l'humidité de l'air en libérant la chaleur latente de l'humidité sous forme de chaleur sensible, environ 1 tonne d'humidité de l'air absorbée dans le TCF sous forme d'eau, selon le changement de phase impliqué dans l'énergie, libère 680 kWh de chaleur (partie droite du graphique ci-dessous). L'absorption d'eau dilue le TCF.

Lorsque le TCF est dilué à un certain degré, le processus ne peut plus être poursuivi et le TCF doit être régénéré. L'eau absorbée doit être à nouveau chassée. Pour ce faire, la même quantité d'énergie que celle libérée par le processus d'absorption doit être réintroduite dans le système, soit à nouveau environ 680 kWh/tonne d'eau évaporée. L'eau est libérée sous forme de vapeur d'eau absorbée par l'air sec (partie gauche du graphique ci-dessus). Les températures de la source de chaleur inférieures à 60°C sont largement suffisantes pour le processus de régénération, la température exacte dépend de l'équilibre de phase de la vapeur sous pression entre le TCF et l'air ambiant

La climatisation dans les serres est appropriée pour ce type d'applications car les plantes libèrent une grande quantité d'humidité par la transpiration, qui doit être éliminée. Le TCF a pour fonction d'éliminer cet excès de production d'humidité et en même temps de produire de la chaleur utile (transformation de la chaleur latente en chaleur sensible).