Capteur solaire à air à surface absorbante discontinue

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Fig 1. Schéma (coupe) du capteur solaire à air à surface absorbante discontinue : 1 - vitres, 2 - surfaces absorbantes, 3 - isolation thermique

Fig 2. Schéma des surfaces absorbantes étudiées : 1 - surface formée par un seul plan, 2 à 7 - surfaces en forme de jalousie

Introduction

Dans le but d'augmenter le rendement des capteurs plans à air, nous proposons l'emploi de surfaces absorbantes en forme de jalousie, composées de deux plans de lamelles discontinus et parallèles (Fig 1). L'analyse théorique confirmée par les résultats expérimentaux révèle que les paramètres énergétiques résultant de cette construction sont meilleurs que ceux obtenus dans le cas de capteurs possédant une seule surface absorbante plane continue.

Etude théorique et expérimentale

Nous avons recherché, dans la présente étuderéalisée sous la direction d'André Kotowski, quelle géométrie des surfaces absorbantes des capteurs solaires semble la mieux adaptée pour permettre le meilleur rendement thermique sans introduire de grandes pertes de charge. Notre but est la construction de capteurs solaires destinés à fournir de l'air chaud pour les séchoirs agricoles.

Nous proposons l'emploi de surfaces absorbantes en forme de jalousie composées de deux plans de lamelles discontinus et parallèles, distants de 3 cm. Nous avons défini l'influence de la longueur d'échange de chaleur des lamelles que nous avons fait varier de 1,6 cm à 52 cm et nous avons comparé les résultats expérimentaux à ceux obtenus dans le cas d'un capteur constitué par une seule surface absorbante plane de longueur d'échange 1,04 m égale à la somme de celles des lamelles (Fig 2). Notre analyse théorique, confirmée par les résultats expérimentaux, révèle que les paramètres énergétiques résultant de cette construction sont meilleurs que ceux obtenus dans le cas de capteurs possédant une seule surface absorbante plane continue.

Lieu d'étude : Ecole Polytechnique de Czestochowa, Czestochowa, Pologne.

Résultats

Les résultats expérimentaux confirment notre hypothèse théorique concernant les avantages apportés par une faible longueur d'échange de la chaleur. En effet, lorsque la longueur des lamelles constituant le capteur (longueur d'échange de chaleur) diminue, toutes les caractéristiques thermiques principales du capteur sont améliorées: accroissement de la température, puissance utile, et en conséquence le rendement. En ce qui concerne les pertes de charge, nous avons observé que la longueur des lamelles est pratiquement sans influence.

Comme conséquence de nos expériences et dans la perspective d'une utilisation agricole du capteur, nous pouvons considérer comme solution optimale des lamelles de longueur de 10 cm.

Contact

• Solar Cooking Concept

Voir aussi

• Capteur solaire à air à surface absorbante profilée
• Capteur solaire à air à surface absorbante tubulaire