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Etude de la convection naturelle et de la stratification thermique dans une cavité inclinée et chauffée au milieu : application aux capteurs solaires autostockeurs
| Content Provider | Semantic Scholar |
|---|---|
| Author | Swiatek, Marie |
| Copyright Year | 2015 |
| Abstract | La reglementation thermique sur les bâtiments en France impose le recours aux energies renouvelables. L'energie solaire, a la fois thermique et photovoltaique, presente un grand potentiel en termes de disponibilite. Neanmoins, du fait de son caractere intermittent, des systemes de stockage associes sont necessaires. Pour ce qui est des systemes solaires thermiques, les capteurs solaires integrant le stockage (CSIS) ont pour avantages une grande simplicite ainsi que des couts reduits compares a des systemes plus classiques. Ils permettent egalement d'eviter la problematique de la mise en place du stockage, les rendant ainsi adaptes a la renovation energetique.Le present travail de these etudie les phenomenes de convection naturelle dans une cavite fermee a haut rapport de forme (H/L = 13) representant le reservoir de stockage d'un CSIS. Dans un premier temps, un etat de l'art des systemes existants ainsi qu'une etude bibliographique de l'etude de ces systemes et des phenomenes s'y deroulant sont realises. Il y est mis en evidence l'importance de la stratification des temperatures au sein du reservoir pour l'amelioration des performances globales du systeme. Dans un second temps, une etude experimentale de la cavite est effectuee pour la comprehension des ecoulements lies a la mise en place d'une stratification thermique satisfaisante, ainsi que des parametres pouvant l'influencer. Dans cette etude, une plaque de stratification est ajoutee a l'interieur de la cavite pour canaliser le fluide chaud ascendant, limitant ainsi le brassage. La zone de chauffe representant l'echange entre la boucle solaire et le reservoir est placee au milieu de la face superieure du systeme, resultant en une bonne stratification. Un ecoulement inverse est observe au niveau de la sortie de ce canal. Ce phenomene est principalement responsable de l'ecart de temperature obtenu entre le haut et le bas du systeme. Une etude numerique CFD du systeme a donc ete conduite pour etudier l'influence de differents parametres sur le comportement thermique et de l'ecoulement. La diminution de l'ecoulement inverse permet une meilleure circulation du fluide dans la globalite du systeme. Afin de determiner si la stratification thermique observee dans le systeme de stockage conduit a une performance energetique annuelle satisfaisante du capteur auto-stockeur, une modelisation nodale a ete effectuee. Differents parametres tels que la position de la zone d'echange entre le collecteur et le reservoir de stockage, ou encore l'epaisseur de l'isolant ont ete etudies pour quantifier leur influence sur les performances du systeme complet. |
| File Format | PDF HTM / HTML |
| Alternate Webpage(s) | https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01301676/document |
| Language | English |
| Access Restriction | Open |
| Content Type | Text |
| Resource Type | Article |
