Déphaseur thermique diffusif

• Unité de recherche: OFEN
• Numéro de projet: 45914

Mots-clé (Allemand)

TP0072;F - Solarwärme u. Wärmespeicherung

Description succincte (Allemand)

· approfondir le concept de déphasage thermique sans amortissement et identifier les applications pour le stockage de la chaleur et de la fraîcheur
· étude paramétrique de différents matériaux et différentes configurations, stockage journalier
· prototypes pour le rafraîchissement
· test des prototypes en rafraîchissement passif
· projet d'installation pilote

Publications / Résultats (Anglais)

This article presents the complete analytical solution for the heat diffusion of a cylindrical air/soil heat-exchanger with adiabatic or isothermal boundary condition, submitted to constant airflow with harmonic temperature signal at input. It will be shown that, depending on its thickness, the soil layer will induce either one of two kinds of amplitude-dampening and phase-shifting regimes of the periodic input signal. In particular, for a thin layer submitted to adiabatic boundary condition, it is possible to completely phase-shift the periodic input while barely dampening its amplitude, a phenomenon apparently unexploited up to now, which might give rise to interesting energyhandling techniques. Analytical results are validated against a finite-difference numerical simulation model as well as against an experimental setup.

Auftragnehmer/Contractant/Contraente/Contractor:
Centre universitaire d'étude des problèmes de l'énergie

Autorschaft/Auteurs/Autori/Authors:
Hollmuller,Pierre

Documents annexés

• Analytical characterisation of amplitude dampening and phaseshifting in air/soil heat-exchangers [PDF] 688 kB
• Phase-shifted ventilation, a new thermal storage concept for passive cooling of buildings: theoretical and experimental characterization [PDF] 571 kB

Publications / Résultats (Français)

L’objet de cette étude est la mise en oeuvre d’un nouveau concept de stockage thermique, qui permet de déphaser à loisir une onde de température portée par un flux d’air, pour permettre de faire coïncider offre et demande de frais. Faisant suite à une première étude, également financée par l’Office fédéral de l’énergie, cette étude vise à : Étendre le développement de prototype à une géométrie en "tubes" (structure de stockage empilée perpendiculairement au flux d’air), en particulier pour l’utilisation de l’eau comme matériau de stockage; caractériser (pour les systèmes à plaque et les systèmes à tube) le lien entre précision de mise en oeuvre, inhomogénéité du flux d’air et amortissement du signal; déterminer dans quelle direction poussée le développement d'une filière industrielle (projet CTI ou équivalent). L’année 2005 se solde par le bilan suivant : Adaptation de l’outil d’analyse et modélisation pour la prise en compte de stockage en tubes, permettant d’estimer la taille du stockage avec de l’eau (environ 0.5 m3 par 100 m3/h d’air pour le déphasage de 12 h de l’oscillation jour/nuit); construction d’un nouveau prototype adapté aux contraintes du stockage en eau et amélioré au niveau de la gestion du flux d’air; prises de contact et mise en place de collaborations au niveau national et international, d’une part pour étudier l’intégration du déphaseur dans le bâtiment et le système technique, d’autre part en vue de développer une filière industrielle.

Auftragnehmer/Contractant/Contraente/Contractor:


Autorschaft/Auteurs/Autori/Authors:
Hollmuller,Pierre
Lachal,Bernard

Documents annexés

• Utilisation des échangeurs air/sol pour le chauffage et le rafraîchissement des bâtiments | Mesures in situ, modélisation analytique, simulation numérique et analyse systémique [PDF] 2'130 kB
• Déphaseur thermique diffusif - Rapport annuel 2002 [PDF] 164 kB
• Déphaseur thermique - Optimisation et protoype intégré - Rapport annuel 2005 [PDF] 147 kB

Rapport final (Français)

L’objet de cette étude est la mise en oeuvre d’un nouveau concept de stockage thermique, qui permet de retarder l’oscillation météo portée par un flux d’air, pour permettre de faire coïncider offre et demande de frais. En complément à une première étude, également financée par l’Office fédéral de l’énergie, cette étude a pour but de : • Étendre le développement des prototypes à une géométrie en "tubes" (structure de stockage empilée perpendiculairement au flux d’air), en particulier pour l’utilisation de l’eau comme matériau de stockage. • Caractériser (pour les systèmes à plaque et les systèmes à tube) le lien entre précision de mise en oeuvre, inhomogénéité du flux d’air et amortissement du signal. • Déterminer dans quelle direction poussée le développement d'un produit industriel (projet CTI ou équivalent).

Auftragnehmer/Contractant/Contraente/Contractor:


Autorschaft/Auteurs/Autori/Authors:
Hollmuller,Pierre
Lachal,Bernard

Documents annexés

• Déphaseur thermique diffusif - Rapport final [PDF] 5'538 kB
• Déphaseur thermique - Optimisation et protoype intégré - Rapport final [PDF] 618 kB