Recherche & développement

Les experts

Le département « Recherche et développement » dispose d'une équipe d'experts qui se tiennent à la disposition de leurs collègues du monde entier mais qui servent également d'interlocuteurs à nos clients et fournisseurs.

L'ensemble des missions à relever comprend entre autre:

  • Le développement de nouvelles formes d'échangeurs thermiques, de composants et de procédés de fabrication
  • La réalisation et le développement de logiciels pour le dimensionnement de refroidisseurs et radiateurs
  • La conception d'échangeurs thermiques pour de nouveaux secteurs d'applications

En cas de besoin, un design conçu au moyen d'outils modernes de simulation peut être en outre optimisé en matière de technique thermique, de guidage des flux et de longévité.

Une fois que les spécifications d'un nouvel échangeur thermique sont définies, la fabrication d'un prototype peut être réalisée dans notre propre atelier de construction.
De nombreux dispositifs de mesure et de contrôle sont disponibles pour le processus de validation qui suit.

Simulation

Notre propre logiciel de calcul de performance et de longévité est complété par des logiciels modernes de simulation.

Grâce à la simulation numérique des flux, les différents composants d'un échangeur thermique sont optimisés en matière de rapports d'écoulement optimum et d'intensité des transferts thermiques.

Mais l'intégration optimale d'un système de refroidissement dans un espace client, qui dépasse souvent l'étendue de la propre fourniture, fait souvent partie du travail de développement.

Il est tout aussi important d'assurer la résistance mécanique correspondant aux spécifications du produit. Notre propre logiciel de pronostic de longévité est ici complété par des calculs FEM afin de déterminer avec fiabilité les contraintes critiques induites auxquelles est soumis le composant à la suite des pressions élevées, des variations de température et des vibrations.

Prototypes

Le département « Recherche et développement » comprend également un atelier de construction de prototypes dans lequel la plupart des refroidisseurs et radiateurs nouvellement élaborés sont réalisés pour la première fois sous la forme d'un produit qui fonctionne. Des constructeurs expérimentés dans ce domaine réalisent, outre différentes variations de formes de radiateurs déjà connues, des concepts entièrement nouveaux pour pouvoir les soumettre aux premiers essais pratiques.

La gamme des échangeurs thermiques construits par AKG va de l'échangeur thermique de quelques centimètres cubes pour une pile à combustible mobile aux systèmes de refroidissement destinés aux plus grands engins de chantier du monde.
 

Dispositifs de mesure et de contrôle!

Malgré tous les calculs effectués, l'homologation d'un nouveau système de refroidissement exige souvent que ce dernier ait fait la preuve de ses performances réelles.

Ce sont surtout les essais concernant la longévité qui sont le plus souvent nécessaires car les spécifications des refroidisseurs et radiateurs hautes performances modernes amènent souvent les matériaux disponibles à leurs limites.

Nous disposons ici de nombreuses installations pour:

  • Essais de pression cyclique (basse pression, haute pression)
  • Essais de variations de température pour fluides liquides et gazeux
  • Essais de vibrations pour stimulation dans un ou dans les trois axes spatiaux
  • Essais de corrosion

Pour la mesure des performances, nous disposons de différentes souffleries dans lesquelles les systèmes de refroidissement peuvent être évalués de manière thermodynamiques avec des puissances allant de quelques kilowatts à quelques centaines de kilowatts. Le spectre des fluides disponibles comprend, outre l'eau/glycol, l'huile et l'air de suralimentation, les fluides d'exploitation les plus courants pour nos produits.

Performance measurement in cooling systems with built-in fans is as a rule supplemented by a check on noise emissions. Both acoustic pressure and sound power when operating may be measured.

Souvent, d'autres contrôles spéciaux s'avèrent également nécessaires ; à cet effet, nous avons conçu et construit de nouveaux bancs d'essai.

Notre équipement mobile de mesure est également souvent demandé afin de pouvoir mesurer « sur le terrain » les conditions d'utilisation et les paramètres d'exploitation avec le client. Les mesures de température et de pression sont souvent complétées par des mesures de niveau sonore et des enregistrements thermographiques. En cas de contraintes mécaniques non éclaircies exercées sur les composants en service, celles-ci seront également
directement enregistrées par des capteurs d'accélération ou des jauges de contraintes afin d'en déduire des spécifications proches de la réalité. 

Nouvelles applications

De manière générale, la conception et le développement de produit pour toutes les nouvelles applications qui réclament encore une large intervention du département « Recherche et développement » ont lieu dans ce service. Ses mem­bres collaborent souvent directement avec des universités ou autres instituts de recherche.

Par tradition, AKG s'engage dans le secteur des applications avec piles à combustible ; c'est pourquoi les radiateurs AKG sont largement présents dans de nombreuses applications innovantes reprenant cette technologie.

À notre époque de moteurs thermiques de plus en plus sobres, la chaleur dégagée est entre-temps devenue une source d'énergie trop précieuse pour être évacuée inutilisée dans la nature par l'intermédiaire de différents radiateurs. C'est pourquoi AKG travaille également à la mise au point de supports thermiques utilisant la chaleur émise en tant que source pour d'autres applications.

Activités de recherche publiques

HYBUILD

HYBUILD se concentre sur le développement de deux systèmes de stockage électriques/thermiques hybrides innovants et compacts pour l’autoconsommation de bâtiments basse consommation d’énergie dans des zones interconnectées. Le projet vise à développer des solutions économiques et respectueuses de l'environnement tout en assurant des conditions de confort dans des bâtiments résidentiels situés dans deux zones climatiques différentes : le climat méditerranéen, où la capacité de refroidissement est critique, et le climat continental, où c'est surtout la production de chaleur qui est prépondérante.

Visitez le site internet :
www.hybuild.eu

Motivation et impact

Le stockage de l'énergie est un élément clé de la flexibilité et de la promotion des énergies renouvelables.
L'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 compacts pour couvrir le chauffage et/ou le refroidissement de locaux, la production d'eau chaude et les besoins en électricité. L'impact global réside dans l'augmentation des économies d'énergie, résultant en une réduction des émissions de gaz à effet de serre et de l'utilisation des combustibles fossiles, contribuant ainsi à la sécurité énergétique au sein de l'UE.

HYBUILD aidera à développer des solutions de stockage d'énergie robustes et innovantes qui offrent les fonctionnalités et avantages suivants:

  • Bon rapport coût-efficacité généré par le progrès issu d’une gestion économique et commerciale adaptée pour les investisseurs ;
  • Forte capacité de standardisation pour répondre à l’ensemble aux exigence du marché;
  • Intégration facile (solutions compactes) au sein de bâtiments/systèmes existants ;
  • Durée de vie prolongée ;
  • Efficacité énergétique supérieure contribuant à la flexibilité de l'ensemble du système énergétique ;
  • Réduction de la consommation d'énergie des bâtiments et des émissions de gaz à effet de serre associées.

Les innovations HYBUILD sont en cours de validation sur trois sites de démonstration à Almatret (Espagne), Aglantzia (Chypre) et Bordeaux (France).

Rôle d'AKG

Les systèmes de climatisation pour le climat méditerranéen seront basés sur un refroidisseur à absorption à base de zéolite. AKG est en charge du développement et de la fabrication des évaporateurs et condenseurs pour liquides caloporteurs contenant la zéolite.
Pour le climat continental, des systèmes de pompes à chaleur sont utilisés pour la production de chaleur. AKG participera également au développement de l'évaporateur et du condenseur pour le système de pompe à chaleur.

Les systèmes de stockage thermique sont basés sur des échangeurs de chaleur qui combinent le réfrigérant, l'eau et le matériau à changement de phase (PCM) fourni par AKG. Ces systèmes peuvent être remplis directement avec le réfrigérant de la pompe à chaleur. Pour l'accumulateur de froid, un système similaire est directement connecté au système de réfrigération par absorption. Des échangeurs de chaleur similaires avec deux fluides et PCM sont actuellement fournis par AKG pour des sécheurs par réfrigération.

Pour de plus amples informations, n'hésitez pas à nous contacter :
Andreas Strehlow
andreas.strehlow@akg-gruppe.de

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