Optimisation du stockage de chaleur en dalle active

• Research unit: SFOE
• Project number: 29789

Key words (German)

TP0038;Solarenergie (thermisch & PV)

Short description (German)

Optimisation du stockage de chaleur en dalle active

Final report (English)

Two multi-family buildings of 20 flats each are planned in a Lausanne suburb in Switzerland, with the objective of satisfying the Minergie standard. Heating at a very low temperature is planned with “active concrete plates”. They are plates in which pipes have been fixed for the circulation of a heat carrier fluid. It is a heat emitter with a very large heat capacity, which is used as heat storage for a solar heating system. The active solar heating potential is assessed when a solar collector field is directly connected to the active concrete plates of the building. A diffusive duct ground heat storage is then integrated in the system without an additional water buffer store for seasonal heat storage purposes. The system’s concepts are assessed and the system’s thermal performance quantified. The results of this study are summarised in order to be able to size a pre-project. The TRNSYS system simulation programme is used to make a calculation tool of the system including the building, the active concrete plates, the collector field and the diffusive heat storage when used in the system. A system control strategy is defined with the help of system simulations. A global heat balance is established. An optimal system size is found in relation to the solar fraction to be met. Simulations were also made to compare active concrete plate heating to floor heating, or solar absorbers without glazing to single glazed solar collectors.

Auftragnehmer/Contractant/Contraente/Contractor:
Laboratorio di energia, ecologia ed economia (SUPSI, LEEE, DCT)

Autorschaft/Auteurs/Autori/Authors:
Pahud,Daniel
Fromentin,Antoine
Travaglini,Giorgio

Final report (French)

Deux bâtiments de 20 logements chacun sont projetés de manière à satisfaire le standard Minergie dans la région de Lausanne en Suisse. Le chauffage prévu initialement est à très basse température par dalles actives. Cette étude détermine dans une première phase le potentiel solaire actif d’un champ de capteurs couplés à des dalles actives. Dans une deuxième phase, l’intégration dans le système d’un stockage diffusif de chaleur dans le terrain est évaluée et quantifiée avec la contrainte de ne pas utiliser un stockage tampon à eau. En effet le volume de ce stockage, même s’il est petit relativement à la taille du système, pose souvent un problème de place dans les locaux techniques d’un bâtiment. Les résultats d’ordre pratique sont résumés de manière à pouvoir dimensionner un avant-projet. Le programme de simulation dynamique TRNSYS est utilisé pour construire un modèle de calcul thermique incluant le bâtiment d’habitation, les dalles actives, le champ de capteurs solaires et le stockage de chaleur diffusif lorsqu’il est intégré dans le système. Les simulations dynamiques permettent de tenir compte de l’interaction thermique entre le système solaire actif et le bâtiment, et d’établir un bilan énergétique global. Elles permettent également de déterminer un dimensionnement optimal en fonction de la fraction solaire recherchée. En outre, elles permettent d’établir un concept de régulation et de montrer que les apports d’énergie solaire active et les apports d’énergie auxiliaire doivent être contrôlés de façon distincte. D’autre part les simulations permettent de comparer diverses variantes, comme l’usage d’un chauffage sol plutôt que d’un chauffage par dalles actives, ou la mise en oeuvre d’absorbeurs solaires sans vitrage plutôt que de capteurs vitrés.

Auftragnehmer/Contractant/Contraente/Contractor:
Laboratorio di energia, ecologia ed economia (SUPSI, LEEE, DCT)

Autorschaft/Auteurs/Autori/Authors:
Pahud,Daniel
Fromentin,Antoine
Travaglini,Giorgio

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