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Découvrez la présentation de de Deyae BADRI du Laboratoire GEPEA – Oniris Nantes) sur l'étude expérimentale et numérique d'un système de surgélation en conditions de givrage
La gestion du givre est une problématique majeure qui concerne une très large majorité des industriels du secteur agroalimentaire. Pour ces entreprises, les processus de givrage et de dégivrage représentent un surcoût énergétique, une perte de productivité et une détérioration de la qualité de leurs produits alimentaires finis qui sont des freins à leur compétitivité économique.
Replay sur l'étude expérimentale et numérique d'un système de surgélation en conditions de givrage
Pour traiter cette problématique, un système de surgélation a été modélisé sous l’outil Dymola programmé en langage Modelica. Ce dernier permet de modéliser chaque composant du système séparément puis de les connecter les uns aux autres par des connecteurs physiques. Un modèle physique de formation de givre a été introduit dans l’évaporateur de type tubes-ailettes du surgélateur. Les résultats de simulation numérique montrent une bonne concordance avec des relevés expérimentaux réalisés sur un surgélateur industriel agroalimentaire fonctionnant en conditions de givrage.
Le modèle est ensuite exploité pour étudier les caractéristiques et la distribution de givre tout au long de l’évaporateur. Ces caractéristiques sont directement reliées à l’effet bloquant et isolant de la couche de givre permettant ainsi l’analyse du comportement thermo-hydraulique de l’évaporateur lors de sa prise en givre. Cette étude s’est ensuite étendue au système complet pour décrire le comportement de chaque composant (notamment compresseurs et ventilateurs). Le modèle prend également en considération la présence de produits alimentaires. Par conséquent, l’effet du givre a été analysé non seulement sur le plan énergétique mais aussi sur la qualité du produit et sur la productivité de l’équipement.
Ce modèle numérique permet ainsi de générer des indicateurs de performance énergétiques locaux (chute de puissance frigorifique à l’évaporateur, évolution du rendement des compresseurs, etc.), et globaux (COP, IPE). Il permet aussi d’étudier la dégradation de la qualité des produits en sortie de surgélateur au cours du temps. Grâce à cet outil, il est possible lors d’une journée de production, de déterminer le moment à partir duquel les produits alimentaires ne seront plus conformes. Cette approche système traitant conjointement les problématiques énergie/qualité pourrait être un support d’aide à décision pour la commande de ce procédé (déclenchement dégivrage, régulation ventilateurs, etc.) mais également pour le dimensionnement optimal des équipements.
