Hybrid schemes of production and distribution of heat energy for buildings

Le développement scientifique actuel contribue à assurer le confort dans les bâtiments grâce à une grande variété de technologies. Une utilisation rationnelle des ressources énergétiques a un effet bénéfique sur l'économie et la protection de l'environnement. En ce qui concerne l'utilisation de la trigénération, elle devient de plus en plus répandue. La thèse porte sur l'analyse et l'optimisation de schemas hybrides d'alimentation des espaces habitables avec de l’énergie thermique. Pour une analyse cohérente il est nécessaire d'utiliser un outil qui peut égaliser les différents types d'énergie dans le système: chimique, électrique, thermique. L'étude basée sur l'analyse exergétique met en évidence les pertes d'énergie utilisable et les opportunitées de recuperation de l'energie, tout en offrant la possibilité de prendre des décisions fonctionnelles et structurelles pour accroître l'efficacité du système. Les objectifs de cette thèse sont : l'élaboration de différents schémas pour produire simultanément de l’électricité, du froid et de l’eau chaude sanitaire; l’étude et l’optimisation des machines frigorifiques à absorption et à éjection en utilisant l’approche exergétique; l’étude d'un moteur turbo diesel suralimenté; l’étude et l’optimisation du système moteur – machine à froid en utilisant l’analyse exergétique. Deux études de cas ont été développées : bilan thermique d'un bâtiment à rafraîchir, qui a permis d’estimer la puissance frigorifique à installer et bilan global d’un système de cogénération – électricité plus chauffage urbain.The current scientific development help ensure the comfort in buildings with a large variety of technologies. Rational use of energy resources has a positive effect on the economy and protecting the environment. Concerning the trigeneration, it is becoming more and more widespread. This PhD focuses on the analysis and optimization of hybrid schemes of production and distribution of heat for buildings. For a coherent analysis it is necessary to use a tool that can equalize the different types of energy in the system: chemical, electrical, thermal. The study based on exergy analysis highlights the energy losses and opportunities for the recovery of energy, and provide ability to take functional and structural decisions to increase efficiency.In this thesis, several aspects were examined: the development of a scheme to supply several utilities: electricity, cold and hot water; the study and optimization of absorption and ejection refrigerating machines using exergy analysis; the study of a supercharged turbo diesel engine, the study and optimization of the engine – refrigerating machine system, using exergy analysis.Two case studies were performed: the energy balance of a building, which was used to estimate the cooling capacity to install and the overall performance of a cogeneration - district heating system