ETUDE NUMERIQUE DE LA PERFORMANCE THERMIQUE DES MURS AVEC L’INTEGRATION D’UN MATERIAU A CHANGEMENT DE PHASE (MCP)

Abstract

Le stockage d'énergie thermique utilisant des matériaux à changement de phase (MCP) joue un rôleimportant dans le maintien du confort thermique et la réduction de la consommation d'énergie dans unbâtimentenraisondesacapacitéàabsorberetlibérerlachaleurdansdepetitesvariationsdetempérature. Dans cette étude, la performance thermique des murs a été étudiée en fonction de diversfacteurscommel'intégrationd'uneseulecoucheMCP,lepositionnementduMCPdanslemurcomposite,latempérature de transitionde phase etla chaleur de fusiondu MCP. Ce travail est basé sur six configurations de murs d'un bâtiment multicouche où nous modifions lespositions de la couche de matériau à changement de phase (MCP). Des investigations ont été menéespourtrois propositions MCPsurcinqconfigurations. La méthode utilisée dans ce travail de simulation numérique de la conduction de la chaleur à troisdimensions dans un mur de bâtiment multicouche, c'est la méthode des volumes finis avec un maillagestructuréparapplication delogicielANSYS18.0. L’objectifdetravailestfaituneétudenumériquedelaperformancethermiquedesmursavecl’intégration d'un matériau à changement de phase (MCP), puis changer le matériau à changement dephase (MCP) et connaître leur effet sur la répartition de la température et puis effet de la position desmatériaux à changement de phase (MCP) dans le mur sur la répartition de la température. L’analysemontrequelesrésultats pourlecas de mur à deuxdimensions aientbienlaréalitéphysique.

Motsclés:Murdubâtiment,LogicielANSYS18.0,Régimestationnaire,Matériauxàchangementdephase(MCP), Température.

Numerical study of the thermal performance of walls with theintegrationofaphasechangematerial(PCM)

Abstract: Thermal energy storage using phase change materials (PCMs) plays an important role in maintainingthermal comfort and reducing energy consumption in a building due to its ability to absorb and releaseheat in a building. small variations in temperature. In this study, the thermal performance of the wallswas investigated as a function of various factors such as the integration of a single MCP layer, thepositioningoftheMCPinthecompositewall,thephasetransitiontemperatureandtheheatoffusionofthe MCP. This work is based on six configurations of walls of a multilayer building where we modify thepositions of the layer of phase change material (PCM). Investigations were carried out for three MCPproposalsonfive configurations. The method used in this work of numerical simulation of three-dimensional heat conduction in amulti-layered building wall is the finite volume method with a structured mesh by application ofANSYS18.0 software. The work objective is made a digital study of the thermal performance of the walls with the integrationofaphasechangematerial(PCM),thenchangethephasechangematerial(PCM)andknowtheireffect on the distribution temperature and then the effect of the position of the phase change materials(PCM) in the wall on the temperature distribution. The analysis shows that the results for the two-dimensional wallcasedo have physicalreality.

Keywords :Building wall, ANSYS18.0 software, Stationary regime, Phase change materials(PCM),Temperature.

دراسة عددية للأداء الحراري للجدران مع دمج مادة تغيير الطور (MCP)

الملخص: يلعب تخزين الطاقة الحرارية باستخدام مواد تغيير الطور (MCP) دورًا مهمًا في الحفاظ على الراحة الحرارية وتقليل استهلاك الطاقة في المبنى نظرًا لقدرته على امتصاص وإطلاق الحرارة في المبنى. تغيرات صغيرة في درجة الحرارة. في هذه الدراسة، تم فحص الأداء الحراري للجدران كدالة لعوامل مختلفة مثل تكامل طبقة (MCP) واحدة، ووضع (MCP) في الجدار المركب، ودرجة حرارة انتقال الطور، وحرارة اندماج .(MCP) يعتمد هذا العمل على ستة تكوينات للجدار لمبنى متعدد الطبقات حيث نقوم بتعديل مواضع طبقة مادة تغيير الطور (MCP). أجريت تحقيقات لثلاثة مقترحات (MCP) على خمسة تشكيلات. الطريقة المستخدمة في هذا العمل من المحاكاة الرقمية للتوصيل الحراري ثلاثي الأبعاد في جدار مبنى متعدد الطبقات هي طريقة الحجم المحدود مع شبكة منظمة عن طريق تطبيق برنامج .ANSYS 18.0. هدف العمل هو دراسة رقمية للأداء الحراري للجدران مع دمج مادة تغيير الطور (MCP)، ثم تغيير مادة تغيير الطور (MCP) ومعرفة تأثيرها على درجة حرارة التوزيع ومن ثم تأثير موضع مواد تغيير الطور (MCP) في الجدار على توزيع درجة الحرارة. يُظهر التحليل أن نتائج حالة الجدار ثنائية الأبعاد لها واقع مادي.

الكلمات المفتاحية: جدار المبنى، برنامج ANSYS18.0، النظام الثابت، مواد تغيير الطور (MCP)، درجة الحرارة