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Etude expérimentale de la convection naturelle en canal vertical à flux de chaleur imposé : application au rafraîchissement passif de composants actifs de l'enveloppe des bâtiments
| Content Provider | Semantic Scholar |
|---|---|
| Author | Daverat, Christophe |
| Copyright Year | 2012 |
| Abstract | La reduction de la consommation des bâtiments passe par : l'economie d'energie, l'efficacite energetique et l'utilisation des energies renouvelables. Sur ce dernier point, l'integration a grande echelle de composants photovoltaiques (PV) est une solution. Le rendement et la duree de vie des cellules PV en silicium cristalin diminuant avec l'augmentation de leur temperature de fonctionnement, il est essentiel de mettre au point des configurations d'integration limitant leur echauffement. L'integration en configuration de double-peau – la surface PV est separee du bâtiment par une lame d'air – est une solution prometteuse. Sous l'effet de la chaleur, un ecoulement de convection naturelle se met en place entre les deux parois, refroidissant ainsi les panneaux PV. Cet ecoulement peut egalement servir de moteur pour la ventilation en ete, et de prechauffage de l'air en hiver. Cette etude, experimentale, fait partie d'un projet visant a comprendre le fonctionnement des double-peaux PV en analysant separement les differents phenomenes physiques avant de prendre en compte l'ensemble des couplages. Elle porte plus particulierement sur la convection naturelle au sein des double-facades verticales. Ici, la double-peau est modelisee par un canal vertical dont les deux parois principales sont cha￮s sous des conditions de flux impose. Un banc d'essais a ete developpe pour etudier la convection naturelle dans un canal vertical en eau. L'eau a ete choisie pour se placer dans le cas d'un ecoulement de convection pure (pas de rayonnement entre les parois). C'est un canal vertical de 65 cm de haut avec un ecartement reglable place dans une cuve de 1,5 m de haut contenant 160 L d'eau. Les parois sont cha￮s a l'aide de 24 chaufferettes independantes delivrant un flux de chaleur uniforme, ce qui permet d'appliquer differentes configurations de chauffage. Des mesures de flux et de temperature sont realisees au niveau des parois, et un systeme couplant de la velocimetrie laser Doppler deux composantes a un micro-thermocouple (25 μm) a ete developpe pour avoir acces aux vitesses verticale et horizontale et a la temperature dans le canal. Ce banc et son instrumentation sont decrits et les incertitudes de mesure associees ont ete caracterisees. La configuration de chauffage uniforme symetrique a ete etudiee ici pour differentes puissances injectees. Les profils de vitesse et de temperature moyennes mettent en evidence la presence d'un changement de regime d'ecoulement dans le canal pour un nombre de Rayleigh indentifie. L'etude approfondie des profils des fluctuations de vitesse et de temperature a permis de mettre au point une modelisation comportementale de ce changement de regime. De plus, une premiere approche est developpee pour evaluer la pression dans le canal a partir de l'analyse et de l'estimation des differents termes de l'equation de conservation de la quantite de mouvement. |
| File Format | PDF HTM / HTML |
| Alternate Webpage(s) | https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00782327/document |
| Alternate Webpage(s) | http://www.theses.fr/2012ISAL0093.pdf |
| Language | English |
| Access Restriction | Open |
| Content Type | Text |
| Resource Type | Article |
