Etude paramétrique d’un échangeur thermique air / Matériaux à Changement de Phase pour le rafraichissement des bâtiments Julien BORDERON 1* , Joseph VIRGONE 2 , Richard CANTIN 1 1 Laboratoire des Sciences de l’Habitat, DGCB, FRE CNRS 3237, Ecole Nationale des Travaux Publics de l’Etat, Université de Lyon. Rue Maurice Audin 69120 Vaulx en Velin. 2 CETHIL, UMR 5008. Université Lyon 1, INSA de Lyon, 9 rue de la physique, 96621 Villeurbanne cedex. * (auteur correspondant : julien.borderon@entpe.fr) Résumé – Dans le but de rafraîchir une pièce en utilisant la fraicheur de l’air nocturne, des Matériaux à Changement de Phase (MCP) sont placés dans un échangeur thermique intégré au système de ventilation du bâtiment. L’échangeur est composé de plaques horizontales de MCP contenues dans un coffre parallélépipédique. La puissance de climatisation de celui-ci est analysée à travers une modélisation numérique du dispositif. Les résultats indiquent que différents paramètres mènent à différents profils de climatisation et qu’il est nécessaire de bien identifier le bon jeu de paramètres pour un bon compromis en matière d’efficacité, selon l’application recherchée. Nomenclature b épaisseur de lame d’air, m c capacité thermique massique de l’air, J.kg -1 .K -1 c m capacité thermique massique du MCP, J.kg -1 .K -1 dh diamètre hydraulique, m dt pas de temps, s Δx longueur du petit échangeur, m D débit entre 2 plaques de MCP, m 3 .h -1 Dt débit d’air total, m 3 .h -1 E épaisseur des plaques de MCP, m h coefficient de convection, W.m 2 .K -1 H hauteur de l’échangeur, m l largeur de l’échangeur, m L longueur de l’échangeur, m m masse de MCP dans un petit échangeur, kg Q puissance de l’échangeur thermique, W tp temps de pénétration pour le transfert de chaleur par conduction dans le MCP, s Te température de l’air à l’entrée, K, °C Tp température du MCP, K, °C Ts température de l’air à la sortie, K, °C Nombres adimensionnels Nu nombre de Nusselt Pr nombre de Prandtl Re nombre de Reynolds Symboles grecs λ conductivité thermique du MCP , W.m -1 .K -1 ρ masse volumique de l’air, kg.m -3 ρ MCP masse volumique du MCP, kg.m -3 1. Introduction Aujourd’hui, les systèmes de stockage d’énergie thermique sont essentiels pour réduire la dépendance en énergie fossile et contribuer à une consommation d’énergie plus respectueuse de l’environnement [1]. Les logements et les bâtiments tertiaires sont responsables de 46% de la consommation d’énergie en France et de 19% du rejet de CO 2 [2]. La recherche de nouvelles solutions à intégrer au processus de construction ou de rénovation est une étape essentielle pour la réalisation d’économies d’énergie. De nombreux travaux de recherche sur les Matériaux à Changement de Phase (MCP) ont été menés cette dernière décennie, Tyagi et Buddhi ont écrit une synthèse sur le sujet [3]. La