Performance d'une cheminée solaire intégrée avec un capteur de vent pour améliorer le confort thermique des bâtiments.

Abstract

La croissance de la demande énergétique des bâtiments a souligné l'importance de l'adoption de sources d'énergie durables. Dans ce contexte, l'utilisation de systèmes de refroidissement passifs et de ventilation naturelle, tels que les capteurs à vent et les cheminées solaires, a suscité un intérêt croissant. L'objectif principal de cette étude était d'analyser la performance d'un nouveau système de rafraîchissement solaire passif pour le refroidissement de l'air à l'intérieur d'une cellule d’essai dans un climat semi-aride, spécifiquement dans la ville de Ouargla. Ce système est composé d'un capteur à vent associé à un système de refroidissement par évaporation et à une cheminée solaire. Les performances du système ont été évaluées à travers une étude expérimentale comprenant une série de tests visant à mesurer la vitesse de l'air, la température et l'humidité à différents emplacements du système. En parallèle, une étude numérique a été menée en utilisant une analyse de la dynamique des fluides numérique (CFD) afin d'évaluer le flux d'air à l'intérieur de la cellule d’essai ainsi que dans le système du capteur à vent et de la cheminée solaire. Les résultats obtenus ont démontré que dans des conditions de vent, le capteur à vent permettait d'augmenter la vitesse de l'air à l'intérieur de la cellule, dépassant celle de l'extérieur, avec des valeurs pouvant atteindre 1,8 m/s. De plus, la présence d'une cheminée solaire favorisait une climatisation naturelle souhaitable à l'intérieur de la pièce pendant la journée, évitant ainsi la stratification de la température au sein de la cellule. Ces résultats démontrent l'efficacité du système dans la création d'un environnement confortable et bien ventilé. La température interne moyenne de la cellule diminue d'environ 3 à 7°C. Cette diminution significative de la température témoigne de l'efficacité du système de refroidissement solaire passif dans la réduction de la chaleur à l'intérieur de la cellule. Grâce à cette baisse de température, un environnement plus frais et confortable est créé

أبرز النمو في الطلب على الطاقة في المباني أهمية اعتماد مصادر الطاقة المستدامة. في هذا السياق ، اجتذب استخدام التبريد السلبي وأنظمة التهوية الطبيعية ، مثل لواقط الرياح والمداخن الشمسية ، اهتمامًا متزايدًا. كان الهدف الرئيسي من هذه الدراسة هو تحليل أداء نظام التبريد الشمسي السلبي الجديد لتبريد الهواء داخل خلية اختبار في مناخ شبه جاف ، وتحديداً في مدينة ورقلة. يتكون هذا النظام من مجمّع رياح مرتبط بنظام تبريد بالتبخير ومدخنة شمسية. تم تقييم أداء النظام من خلال دراسة تجريبية تضمنت سلسلة من الاختبارات لقياس سرعة الهواء ودرجة الحرارة والرطوبة في مواقع مختلفة في النظام. بالتوازي مع ذلك ، أجريت دراسة عددية باستخدام تحليل ديناميكيات السوائل الحاسوبية (CFD) لتقييم تدفق الهواء داخل خلية الاختبار وكذلك في نظام لاقط الرياح والمدخنة الشمسية. أظهرت النتائج التي تم الحصول عليها أنه في ظروف الرياح ، يسمح لاقط الرياح بزيادة سرعة الهواء داخل الخلية ، متجاوزًا مثيله في الخارج ، بقيم تصل إلى 1.8 م / ث. بالإضافة إلى ذلك ، وجود مدخنة شمسية خلق تكييف للهواء الطبيعي مرغوب فيه داخل الغرفة أثناء النهار ، وبالتالي تجنب التقسيم الطبقي لدرجة الحرارة داخل الخلية. توضح هذه النتائج فعالية النظام في خلق بيئة مريحة وجيدة التهوية. ينخفض متوسط درجة حرارة الخلية الداخلية بحوالي 3 إلى 7 درجة مئوية. يشهد هذا الانخفاض الكبير في درجة الحرارة على فعالية نظام التبريد الشمسي السلبي في تقليل الحرارة داخل الخلية. بفضل هذا الانخفاض في درجة الحرارة، يتم إنشاء بيئة أكثر برودة وراحة