IMPROVING THE THERMO-ENERGETIC PERFORMANCES OF A SOLAR CHIMNEY THROUGH EXPERIMENTAL AND NUMERICAL METHODS

Abstract

L'utilisation d'une cheminée solaire pour la ventilation a un impact environnemental et économique très important. Ce travail montre l'effet du rapport hauteur/longueur de la base sur l'efficacité d'une cheminée solaire en forme de prisme trapézoïdal. L'idée est de donner plus de flexibilité à la conception architecturale des bâtiments et d'offrir la possibilité de combinaison avec d'autres systèmes passifs ou actifs. Trois formes différentes (hauteur sur la longueur de base h/l=1, h/l=1,5 et h/l=2) ont été expérimentalement étudiées. Deux corrélations pour prédire le débit et l'efficacité de la cheminée solaire ont été développées et testées ; un bon accord avec les résultats expérimentaux est prouvé. Les résultats montrent que l'efficacité moyenne optimale est donnée là où h/l = 1,65. Afin d'améliorer le taux de ventilation, une nouvelle géométrie d'échappement de la cheminée solaire est également proposée pour obtenir numériquement le bénéfice de l'effet de vent après la validation de l'outil CFD avec les résultats expérimentaux. Une approche utilisant le logiciel RETScreen4 a montré qu'une cheminée solaire de 1m² installée dans des conditions favorables peut couvrir 37m² de surface habitable en termes de ventilation. Pour une maison de 120m², le système de cheminée solaire permet d'économiser l'équivalent de 23,9 litres d'essence par an.