Pompes à chaleur géothermique

Le frein principal au déploiement des pompes à chaleur géothermique réside dans le coût initial élevé des systèmes, dû principalement à l’échangeur de chaleur sous-terrain. Des économies peuvent être réalisées par une meilleure connaissance du comportement de l’échangeur de chaleur et de son interaction avec le sol. Des échangeurs plus petits, plus efficaces et moins onéreux pourront ainsi être développés. Une meilleure information sur les comportements des nouveaux réfrigérants est aussi nécessaire pour maximiser l’efficacité des composantes. De plus, de nouveaux réfrigérants moins dommageables pour l’environnement sont aussi requis.

Pour les applications de chauffage communautaire, il n’existe aucune norme de sorte que les entrepreneurs hésitent à recommander ces systèmes énergétiquement efficaces. Des sites de démonstration sont nécessaires pour obtenir des données et développer des directives. Ainsi, la faisabilité de l’utilisation des pompes à chaleur géothermique à une application communautaire pourra être validée.

Les activités de recherche de CanmetÉNERGIE sont concentrées sur :

• le développement d’une pompe à chaleur géothermique avec du CO₂ en boucle secondaire avec changement de phase
• les systèmes à expansion directe
• le stockage géothermique pour le chauffage communautaire

CanmetÉNERGIE recherche des partenariats de recherche avec les universités et les industries qui partagent son intérêt dans l’amélioration de l’efficacité énergétique des bâtiments et la réduction des émissions de gaz à effet de serre. Pour discuter d’un partenariat, contactez-nous.

Développement d’une pompe à chaleur géothermique avec du CO₂ en boucle secondaire avec changement de phase

En raison de ses propriétés thermo physiques et de transport ainsi que de ses avantages environnementaux, le dioxyde de carbone est, parmi les fluides naturels, celui qui offre la meilleure alternative aux réfrigérants de synthèse. Un projet de recherche est en cours pour étudier le comportement d’une pompe à chaleur géothermique utilisant du CO₂ avec changement de phase dans une boucle secondaire souterraine. Un modèle théorique sera développé afin de prédire les phénomènes thermiques et hydrodynamiques qui se produiront dans l’échangeur de chaleur souterrain. Un banc d’essai servira à valider le modèle théorique et à étudier le comportement dynamique des échangeurs.

Systèmes à expansion directe (DX)

Les systèmes DX sont l’option préférée pour les installations de pompes à chaleur géothermique en Amérique du nord. Cependant, les concepteurs font face à un manque de données techniques pour optimiser les systèmes et pour remplacer les réfrigérants de synthèse afin de répondre aux préoccupations environnementales. Le remplacement du R-22 par un réfrigérant plus acceptable pour l’environnement, comme le R-410a, sera étudié. Le projet comprend des essais sur le terrain et le développement d’un modèle de simulation.

Stockage géothermique pour le chauffage communautaire

Un suivi et une évaluation des installations de chauffage communautaires existantes où les pompes à chaleur géothermique sont intégrées à un système de stockage thermique seront effectués. Ces installations sont dotées de contrôleurs pour la gestion efficace du chauffage et de la climatisation entre les bâtiments résidentiels et les bâtiments exothermiques comme des supermarchés ou des arénas. Les résultats de ces évaluations permettront de développer des lignes directrices et d’améliorer la planification et l’exploitation de ces installations.

Géré par CanmetÉNERGIE au centre de recherche de Varennes (Québec).