Analyse de performance du système de pompe à chaleur géothermique moyenne-profondeur couplé à l’énergie solaire, éolienne et au stockage thermique basé sur TRNSYS
Le système de pompe à chaleur géothermique moyenne-profondeur, en tant que technologie de chauffage à faible émission de carbone, joue un rôle de support technique pour atteindre les objectifs « double carbone ». Cependant, le fonctionnement à long terme de ce système entraîne une baisse de la température du sol environnant, ce qui réduit l’efficacité de l’échangeur thermique à tuyaux enterrés. Pour résoudre ce problème, un système de pompe à chaleur géothermique moyenne-profondeur couplé à l’énergie solaire, à l’énergie éolienne et à un système de stockage thermique (appelé système couplé) a été proposé, et un modèle de simulation a été construit sur la plateforme TRNSYS (programme de simulation instantanée du système), avec une simulation de fonctionnement sur une période de 20 ans, comparée au système géothermique traditionnel. Les études montrent que la température moyenne du sol dans le système couplé reste entre 41 et 42 ℃, le coefficient moyen de performance annuel du système et le coefficient de performance moyen annuel de la pompe à chaleur atteignent respectivement 4,38 et 6,05, surpassant le système géothermique traditionnel en termes d’efficacité, de consommation d’énergie et de stabilité. De plus, la production électrique annuelle nette du système couplé dépasse de 15,18 MWh sa propre consommation, réduisant ainsi les coûts d’exploitation et générant des bénéfices économiques. Les résultats de l’étude peuvent servir de référence pour la conception des paramètres des systèmes géothermiques à énergie multiple.
Keywords
Pompe à chaleur géothermique moyenne-profondeur; équilibre thermique du sol; couplage énergie solaire - éolienne - stockage thermique; technologie de chauffage bas carbone