Etude expérimentale du plancher rafraichissant

Etude expérimentale du plancher rafraichissant

Introduction Dans cette partie, nous étudions la climatisation d’un habitat. L’étude est axée sur le rafraichissement de l’habitat par le plancher chauffant/rafraichissant. Le plancher rafraichissant fonctionne sur le même principe que le plancher chauffant. Seulement le plancher rafraichissant absorbe les calories au lieu de les émettre. Cependant pour le rafraichissement de l’habitat, l’eau du circuit de distribution doit être à une température inférieure à celle de l’ambiante. Nous avons effectué un test de la cellule d’expérimentation du laboratoire en technologie de climatisation de l’université THM, Giessen. Cette étude nous a permis de voir le comportement thermique réel du plancher et de l’habitat soumis aux excitations thermiques. Ainsi nous avons déterminé les températures de départ et de retour d’eau des modules hydrauliques, la température de l’air du local et celle à la surface du plancher. Nous avons également déterminé le débit des modules hydrauliques 1 et 2, et l’évolution de la température de l’air de la chambre expérimentale. 2.2 Description des matériels expérimentaux

La chambre d’expérience

La chambre d’expérience (Fig2.1) est un parallélépipède de longueur 8m, de largeur et d’hauteur mesurent respectivement 4.5m et 3m. Les 3 murs sont en bois et la devanture est en vitre. Le plafond et le plancher sont constitués de tubes dans lesquels circulent de l’eau froide ou chaude selon le mode chauffage ou froid. Dans le cas du chauffage, on fait circuler de l’eau chaude dans les tubes du plafond. Par contre en mode rafraichissement on fait circuler de l’eau froide dans les tubes du plancher. A l’intérieur de la chambre d’expérience nous avons une caméra thermique, des sondes de température de type PT100, deux trépieds en fer, un trépied en papier, des anémomètres.  La caméra thermique permet de visualiser la température à chaque niveau de la chambre d’expérience par le biais du trépied en papier placé au milieu de la cellule.  Les sondes de température sont reparties sur le trépied en fer qui nous permet de visualiser la température sous forme de signal. La gamme de température est entre -50 et 160°C. Etude expérimentale du plancher rafraichissant Etude expérimentale du plancher chauffant rafraichissant 15  L’anémomètre nous permet aussi de visualiser l’évolution de la vitesse de l’air dans la chambre sous forme de signale. Fig2.1 La chambre d’expérience  Le plafond et le plancher sont constitués de serpentin dans lequel y circule de l’eau chaude ou froide selon le mode utilisé. (Fig. 2.2) Figure2.2 les serpentins 

Les modules hydrauliques

Nous avons deux modules hydrauliques (Fig2.3). L’un pour le chauffage et l’autre pour le rafraichissement. Dans les modules hydrauliques il y’a des sondes de températures et des débitmètres pour mesurer les températures de sortie et de retour, le débit de l’eau et des pompes qui assurent la circulation d’eau. Etude expérimentale du plancher chauffant rafraichissant 16 Figure 2.3 module hydraulique

Le programme d’acquisition des données

L’acquisition des données est gérée par un programme en Excel (Fig2.4). Elle permet d’enregistrer les mesures effectuées par les instruments de mesure à savoir : les ondes de température, débitmètre, les anémomètres Figure 2.4 Acquisition des données 1.4 .Système de ventilation Le système de ventilation (Fig2.5) permet le renouvellement d’air dans la chambre d’expérience avec des débits d’air bien précis. Etude expérimentale du plancher chauffant rafraichissant 17 Fig2.5 Système de ventilation mécanique (air conditionning) 2.3 Réalisation expérimentale Nous avons en première lieu chauffé la chambre d’expérimentale à travers le plafond avec le module hydraulique1 afin de pouvoir se rapprocher des conditions climatiques du Sénégal. Ensuite nous avons arrêté le système de chauffage et démarré automatiquement le rafraichissement du plancher avec le module hydraulique 2. Les températures de consigne pour les modules hydrauliques 1 et 2 sont respectivement 40 0C et 12,5 0C. Nous avons utilisé 5 sondes de température repartie sur une hauteur de 1,5 m du bas vers le haut pour voir l’évolution de la température de l’air du local. Nous avons également utilisé un anémomètre pour voir l’évolution de la vitesse de l’air dans le local. La température à la surface du plancher est déterminée à l’aide d’un thermomètre infrarouge. La température ambiante au cours de l’expérience est de 21 0C. La chambre expérimentale et l’équipement est donnée sur la figure 2.6.