Couplage des transferts de chaleur par convection, chaleur sensible et latente dans un système solaire intégré

Xavier Faure (1) , Kévyn Johannes (1) , Florence Joussellin (2) , Patrick Pierson (3) , Daniel Quénard (1)

1 CSTB - Centre Scientifique et Technique du Bâtiment
2 LEGI - Laboratoire des Écoulements Géophysiques et Industriels [Grenoble]
3 LTHE - Laboratoire d'étude des transferts en hydrologie et environnement

The energy demand in passive building has been strongly reduced and most of traditional heating systems are oversized for such needs. A way to enhance the envelope performance and therefore to reduce the energy demand to small sized HVAC system is to develop hybrid envelops used for protection, insulation, solar heat collection and storage and for heat transfer from one side to an other one. A full scale experiment test has been held on outdoor site and is presented here: it consists in a 40m 3 volume delimited by an entirely ventilated envelop integrating phase change materials (PCMs). Simulations with a numerical model integrated in the TRNSys environment are compared to the measurements. Despite some good results in forced convection, some improvements need to be done to simulate more precisely the PCMs behaviour and natural convection effects.

Les besoins en chauffage et climatisation ont été fortement réduits dans les constructions dites passives (label PassivHaus en Allemagne ou Minergie en Suisse). Un des moyens d'améliorer encore les performances énergétiques de l'enveloppe est de développer des enveloppes hybrides, utilisées pour la protection, l'isolation, comme capteur d'énergie, capable de la stocker et de la distribuer tout autour de l'enveloppe. Une cellule test a été construite à l'échelle 1:1 et est présentée ici. Il s'agit d'une enceinte de 40m 3 délimitée par une enveloppe entièrement ventilée et intégrant des matériaux à changement de phase (MCP). La comparaison des premiers résultats expérimentaux et numériques obtenus grâce à l'outil de simulation développé dans l'environnement TRNSys montre une bonne concordance du modèle pour des configurations en convection forcée. Des améliorations restent à apporter en convection naturelle ainsi que sur les dynamiques de transition de phase des MCP.

Domaines: Mécanique des fluides [physics.class-ph]; Mécanique des fluides [physics.class-ph]

Xavier Faure, Kévyn Johannes, Florence Joussellin, Patrick Pierson, Daniel Quénard. Couplage des transferts de chaleur par convection, chaleur sensible et latente dans un système solaire intégré. Congrès français de mécanique, Aug 2007, Grenoble, France. ⟨hal-00271883⟩