Comparaison des performances énergétiques de deux murs solaires aérauliques en condition réelle de fonctionnement

Résumé

Dans le contexte de lutte contre les changements climatiques, les technologies solaires thermiques ont un avenir prometteur notamment puisqu’elles contribuent à diminuer la consommation énergétique d’un bâtiment. Les collecteurs solaires perforés sont généralement utilisés pour préchauffer l’air extérieur destiné au chauffage des espaces ou à des procédés industriels. Il existe plusieurs types de collecteurs solaires perforés au sein desquels les mécanismes de transferts thermiques s’effectuent différemment. L’objectif principal de cette étude est de comparer les performances de deux collecteurs solaires perforés : l’un ayant une plaque perforée opaque (UTC) et l’autre une plaque perforée transparente (TTC). Un montage expérimental situé sur un bâtiment de la région de Montréal a permis d’étudier ces collecteurs en conditions réelles de fonctionnement, soumis à des conditions météorologiques variées durant une période d’une année. La comparaison des performances des deux collecteurs étudiés démontre que, malgré leur différence, ils offrent des rendements thermiques semblables. Ce rendement varie en fonction des conditions météorologiques et du débit d’aspiration fixé, et se situe généralement entre 43 et 54%, sur une base mensuelle. Une étude statistique basée sur les données expérimentales obtenues a permis d’analyser l’influence du débit, du rayonnement solaire et du vent sur les performances des deux collecteurs. Les résultats confirment que le débit et le rayonnement solaire influencent les rendements des deux collecteurs. La vitesse du vent a aussi une influence, en particulier sur l’UTC dont l’absorbeur est directement soumis aux conditions météorologiques. Pour les deux collecteurs, la direction du vent n’apparait pas comme étant un paramètre important. Finalement, une étude spécifique visant à étudier la répartition des températures dans les plénums des collecteurs montre que pour des débits élevés, l’aspiration de l’air extérieur ne se fait pas de façon uniforme entrainant ainsi une stagnation de l’air chaud dans le bas des collecteurs. Les performances des collecteurs ne sont donc pas optimales pour d’importants débits d’aspiration. Finalement, d’un point de vue économique, en raison du faible coût de l’énergie au Québec, l’installation de ces collecteurs solaires ne permet pas des retours sur investissement dans une durée raisonnable.

Date	13 oct. 2015
langue originale	Français
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Daniel Rousse (Directeur(-trice)) & Stéphane Hallé (Codirecteur(-trice))