Méthode scientifique simple de dimensionnement d'un système de chauffage partiellement solaire utilisant un mur capteur-accumulateur : applications au chauffage domestique et aux séchoirs modulaires polyvalents

A simple scientific design method of the partially solar heated system using a collector-storage wall : applications for space heating and a polyvalent modular dryer

• Auteur / Autrice : Joseph Khedari
• Direction : Michel Daguenet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de l'ingénieur
• Date : Soutenance en 1991
• Etablissement(s) : Nice
• Jury : Président / Présidente : Lucien Elegant
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Matthieu Schneider, Laurent Bourdeau

Mots clés

Mots clés contrôlés

Matériaux -- Propriétés thermiques

Simulation par ordinateur

Séchoirs pour aliments

Habitations -- Chauffage et ventilation

Béton

Énergie solaire

Résumé

L'auteur propose un modèle numérique bidimensionnel qui permet d'étudier le comportement thermique d'un mur capteur-accumulateur constitué de l'extérieur vers l'intérieur des éléments suivants : une vitre, une lame d'air, un béton poreux, une lame d'air et un isolant thermique. La confrontation des résultats des simulations aux résultats expérimentaux de la littérature permet de valider le modèle élaboré. Il étudie ensuite l'association de ce mur capteur-accumulateur, qui peut être considéré comme une source d'air chaud, à un système d'utilisation. Ce dernier peut être constitué, soit d'une habitation individuelle, soit d'un hangar de séchage de produits alimentaires. Un programme informatique permet de simuler le comportement des deux applications envisagées, d'étudier l'influence de divers paramètres, notamment la distance entre la vitre et le mur poreux, l'épaisseur du béton poreux, la surface de captation et le débit d'air surfacique, sur la couverture solaire du système. Il définit, ensuite, les dimensions du mur capteur-accumulateur appropriées à ces applications. Enfin, il établit théoriquement, à l'aide de multiples simulations, des abaques (ou des relations polynomiales qui s'en déduisent), valables pour la région de Perpignan (zone H3 selon le D. T. U. ), entre la couverture solaire annuelle d'un système de chauffage mixte de locaux, la surface du mur capteur-accumulateur et le volume habitable d'une maison individuelle

The author has proposed a two-dimensional numerical model to study the collector-storage wall which was constitued from the exterior side towards the interior side by the glass, air, porous concrete, air and an insulator. The confrontation of the simulation results with the experimental results from the litteraturr can validate the elaborated model. It was studied that the association of the collector-storage wall can be considered as a generator of hot air for a utilization system: either an indiviual house of a hangar for drying fodd produces. The simulations of the system performance by using computer program were analyzed for these applications. The influence of some parameters, especially the distance between the glass and the porous wall, the width of porous concrete, the surface area of collector and the surfacing flow rate of air have been studied to determine the fraction of solar energy. Then, it was designed to define the dimensions of the collector-storage wall appropriate to these applications. Finaly, it has established theorectically with the use of multiples simulations, some charts (or some polynomial relations) valid to the region of Perpigan (zone H3 D. T. U. ), between the annual fraction of solar energy to the mix system of heating, the surface area of collector-storage wall and the interior volume of the individual house