Recherche & développement

Le département "Recherche et Développement" dispose d'une équipe d'experts qui sont à la disposition de l’organisation projet, ainsi que de nos clients et fournisseurs, à l'échelle mondiale.

Leurs missions incluent, entre autres :

• Le développement de nouvelles configurations d’échangeurs thermiques, de composants et de procédés de fabrication,

• La création et l'amélioration de logiciels pour le dimensionnement des échangeurs,

• La conception d’échangeurs pour de nouveaux secteurs.

Si nécessaire, un design développé peut être optimisé à l'aide d'outils de simulation numérique pour améliorer les performances thermiques, l'écoulement des fluides et la durabilité.

Une fois que les spécifications d'un nouvel échangeur thermique sont définies, un prototype peut être fabriqué en interne dans notre atelier de production. Pour la vérification finale, nous disposons d'installations de mesure et de bancs de test.

Notre logiciel interne pour les calculs de performance et de durée de vie est complété par des logiciels de simulation avancés.

Grâce à la simulation numérique des écoulements (CFD), chaque composant d'un radiateur est optimisé pour garantir un flux optimal et un échange thermique maximale.

Le développement inclut souvent l'intégration optimale d'un système de refroidissement dans l'espace disponible du client.

Il est tout aussi important de garantir une durabilité mécanique conforme aux exigences du produit. Notre logiciel de prévision de durée de vie est complété par des calculs FEM (calcul par éléments finis) pour évaluer de manière fiable les contraintes critiques sur les composants par des pressions élevées, des variations de température et des vibrations.

Le département "Recherche et Développement" comprend également un atelier de prototypage, où la plupart des échangeurs thermiques nouvellement développés deviennent des produits fonctionnels pour la première fois. Des techniciens expérimentés y fabriquent, en plus des variantes de modèles d’échangeurs déjà existants, des designs entièrement nouveaux, afin de les soumettre aux premiers tests pratiques.

Les gammes développées chez AKG varient du petit échangeur thermique de quelques centimètres cubes, destiné à une pile à combustible mobile, aux systèmes de refroidissement pour les plus grandes machines de construction au monde.

Malgré des calculs approfondis, il est souvent nécessaire, lors de l'homologation d'un nouveau système de refroidissement, de tester ses performances réelles.

Les tests de durée de vie sont particulièrement importants, car les spécifications des échangeurs modernes haute performance repoussent souvent les limites.

De nombreux équipements sont à notre disposition pour effectuer :

• Des tests de pression cyclée,

• Des tests de chocs thermiques pour les milieux liquides et gazeux,

• Des tests de vibrations,

• Des tests de corrosion.

Pour mesurer les performances, plusieurs souffleries sont disponibles, où les systèmes de refroidissement, avec des puissances allant de quelques kilowatts à plusieurs centaines de kilowatts, peuvent être caractérisés thermodynamiquement. Les fluides testés sont l'eau/glycol, l'huile et l'air de suralimentation, qui sont les fluides de fonctionnement les plus courants pour nos échangeurs.

Les mesures de performance des systèmes de refroidissement avec ventilateurs intégrés sont généralement complétées par une évaluation des émissions sonores. La pression acoustique et la puissance sonore peuvent être mesurées sous charge.

Des tests spécifiques sont parfois nécessaires, pour lesquels de nouveaux équipements de test sont développés si besoin.

Notre instrumentation embarquée est souvent utilisée pour mesurer les conditions d'utilisation et les paramètres de fonctionnement en collaboration avec nos clients sur le terrain. Les relevés de température et de pression sont souvent complétés par des mesures acoustiques et des images thermographiques. En cas de charges mécaniques incertaines sur les composants en service, celles-ci sont parfois mesurées directement à l'aide de capteurs d'accélération ou de jauges de déformation afin d'établir des spécifications réalistes.

Pour toutes les nouvelles applications nécessitant une implication importante du département "Recherche et Développement", le développement des produits se fait principalement au sein de ce département. AKG collabore souvent directement avec des universités ou d'autres instituts de recherche dans ce cadre.

Traditionnellement, AKG est très impliqué dans les applications utilisant des piles à combustible, et c'est pourquoi on retrouve des échangeurs AKG dans de nombreuses applications innovantes dans ce domaine.

Avec l'efficacité croissante des moteurs à combustion interne, la chaleur résiduelle est devenue une source d'énergie qui mérite d'être exploitée plutôt que simplement dissipée dans l'environnement via des systèmes de refroidissement. Ainsi, AKG travaille également sur le développement d'échangeurs thermiques permettant de réutiliser la chaleur fatale pour d'autres applications.

HYBUILD

Le projet HYBUILD se concentre sur le développement de deux systèmes de stockage hybride, combinant stockage électrique et thermique, pour des bâtiments individuels et groupés. L'objectif du projet est de développer des solutions économiques et respectueuses de l'environnement tout en garantissant des conditions de confort pour des bâtiments situés dans deux zones climatiques différentes : le climat méditerranéen, où le besoin de refroidissement est crucial, et le climat continental, où la demande en chauffage est plus importante.

Visitez le site internet :
www.hybuild.eu

Motivation et impact

Le stockage d'énergie est un élément clé pour renforcer la flexibilité et soutenir les énergies renouvelables. Son intégration dans le système énergétique peut contribuer efficacement à la décarbonisation des bâtiments. Un domaine de recherche prometteur est l'utilisation de systèmes de stockage d'énergie hybrides et compacts pour répondre aux besoins de chauffage/refroidissement, de production d'eau chaude et d'électricité. L'impact global est une augmentation des économies d'énergie, entraînant une réduction des émissions de gaz à effet de serre et de l'utilisation des combustibles fossiles, contribuant ainsi à la sécurité énergétique de l'UE.

HYBUILD aidera à développer des solutions de stockage d'énergie robustes et innovantes, avec les caractéristiques et avantages suivants :

• Rentabilité, soutenue par des modèles économiques avancés pour les investisseurs,

• Fort potentiel de réplicabilité pour une large adoption sur le marché,

• Intégration facile (solutions compactes) dans les bâtiments et systèmes existants,

• Durée de vie prolongée,

• Efficacité énergétique supérieure, contribuant à la flexibilité du système énergétique global,

• Réduction de la consommation énergétique des bâtiments et des émissions de gaz à effet de serre.

Les innovations d'HYBUILD seront validées sur trois sites de démonstration : Almatret (Espagne), Aglantzia (Chypre), et Bordeaux (France).

Rôle d'AKG

Les systèmes de climatisation pour le climat méditerranéen seront basés sur une technologie de réfrigération par adsorption utilisant du zéolithe. Les échangeurs thermiques contenant le zéolithe, ainsi que les évaporateurs et condensateurs correspondants, seront développés et fabriqués par AKG.

Pour le climat continental, des systèmes de pompes à chaleur seront utilisés pour générer de la chaleur. AKG participera également au développement des évaporateurs et condensateurs de ces systèmes de pompes à chaleur.

Les systèmes de stockage thermique se baseront sur des échangeurs de chaleur combinant réfrigérant, eau et matériau à changement de phase (PCM), fournis par AKG. Ces systèmes pourront être directement remplis avec le réfrigérant de la pompe à chaleur. Pour le stockage du froid, un système similaire sera directement connecté à l'installation de réfrigération par adsorption. Des échangeurs de chaleur similaires, utilisant deux fluides et du PCM, sont actuellement fournis par AKG pour des dessiccateurs de réfrigération.