Les maisons mobiles et les municipalités trouvent des thermopompes adaptées à leurs besoins

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Qu’il s’agisse d’un été étouffant ou d’un hiver glacial, creuser quelques mètres dans la terre permet de soulager les températures supérieures. En effet, la température du sol est en moyenne plus chaude que l’air en hiver et plus fraîche en été. Cette température souterraine relativement constante est une forme d’énergie géothermique et offre une answer à l’échelle nationale pour le chauffage et la climatisation des maisons.

Les civilisations anciennes, des Amérindiens aux Grecs et Romains, dépendaient de l’énergie géothermique pour cuisiner, se laver et se chauffer. Aujourd’hui, l’énergie géothermique est exploitée grâce aux pompes à chaleur géothermiques (GSHP) – parfois également appelées pompes à chaleur géothermiques – qui utilisent des tuyaux enfouis dans le sol pour transférer la chaleur vers ou depuis le sol afin de refroidir ou de réchauffer les bâtiments. Les GSHP peuvent contrôler de manière fiable la température et l’humidité intérieures tout au lengthy de l’année tout en utilisant jusqu’à 80 % d’énergie en moinspar rapport aux climatiseurs ou aux fournaises conventionnels.

Tranquility Estates, une communauté de maisons mobiles à Raymond, dans le New Hampshire, est l’une des communautés qui exploitent l’énergie géothermique par le biais du Département américain de l’énergie (DOE). Programme de jumelage d’specialists sur l’énergie propre aux communautés (C2C). C2C Professional Match offre une help method gratuite à court docket terme aux communautés pour répondre à leurs défis et questions à court docket terme en matière d’énergie propre.

Les résidents de Tranquility Estates ont postulé à C2C Professional Match pour obtenir de l’aide pour identifier la bonne taille de systèmes GSHP pour répondre aux besoins de chauffage et de climatisation de la communauté. Les chercheurs de C2C Professional Match du Oak Ridge Nationwide Laboratory (ORNL) ont utilisé les ressources du DOE Centre de recherche et d’intégration des applied sciences du bâtiment effectuer des simulations et des analyses coûts-avantages pour aider la communauté à comprendre les impacts de l’abandon des sources d’énergie historiquement utilisées.

« Ils voulaient savoir si une pompe à chaleur géothermique pouvait maintenir la température ambiante à laquelle ils étaient habitués avec leur système existant », a déclaré Jamie Lian, responsable method d’ORNL pour ses projets C2C. «Nous avons donc utilisé l’outil de dépistage des pompes à chaleur géothermiques d’ORNL pour simuler les performances des systèmes de pompes à chaleur géothermiques pour 60 maisons mobiles afin d’identifier la bonne taille de pompe à chaleur et les échangeurs de chaleur géothermiques nécessaires pour chaque maison.»

ORNL Outil de dépistage des pompes à chaleur géothermiques est un outil d’analyse technico-économique accessible au public pour les functions GSHP. Il permet aux propriétaires d’immeubles : concepteurs de systèmes de chauffage, de air flow et de climatisation (CVC); et des installateurs pour estimer les avantages et les coûts de la mise en œuvre d’un système GSHP dans divers bâtiments dans toutes les zones climatiques des États-Unis.

Xiaobing Liu, chercheur principal de l’ORNL qui dirige le programme géothermique de l’ORNL, a comparé les performances d’un GSHP aux unités de climatisation et aux fournaises à gaz existantes des maisons mobiles. Liu a simulé la consommation horaire d’électricité sur une année entière pour comparer les deux choices.

« Sur la base de notre simulation, nous pouvons prédire la température ambiante et voir si cette température peut être maintenue tout au lengthy de l’année, en particulier en hiver », a déclaré Liu. « Notre simulation montre que le système GSHP peut maintenir ces maisons à la température souhaitée pendant une grande partie de l’année, sauf pendant quelques heures lorsque la température ambiante est très froide, auquel cas la température ambiante est légèrement inférieure au level de consigne. Le GSHP élimine l’utilisation de combustibles fossiles pour le chauffage des locaux dans ces maisons, et la consommation annuelle d’électricité augmente de moins de 10 %.

Bien que la consommation d’électricité augmente légèrement, l’abandon des applied sciences alimentées au pétrole, au propane et au gaz naturel – et le recours à une ferme solaire pour alimenter le GSHP – aiderait la communauté Tranquility Estates à réduire ses factures d’énergie en plus de réduire les émissions de carbone.

« Raymond, dans le New Hampshire, est l’une des rares communautés que nous avons soutenues par le biais de C2C Professional Match et qui souhaitent explorer le rôle potentiel de l’énergie géothermique dans la décarbonisation des émissions des bâtiments résidentiels et commerciaux », a déclaré Darylann Aragon du NREL, qui dirige le projet. Programme de jumelage d’specialists C2C.

Les pompes à chaleur peuvent également utiliser les températures de l’air et de l’eau

Les GSHP ne sont qu’un sort de pompe à chaleur que les communautés utilisent pour répondre à leurs besoins uniques actuels tout en se préparant à davantage de systèmes renouvelables à l’avenir.

« Dans la transition énergétique plus massive des combustibles fossiles, les pompes à chaleur représentent une technologie pratique et évolutive qui peut être adoptée avec les infrastructures existantes tout en prenant en cost les futurs systèmes énergétiques », a déclaré Jian Solar, chercheur de l’ORNL dont l’experience en matière de pompes à chaleur, aux côtés du chercheur de l’ORNL Yanfei. Li’s a aidé la ville de Rockland, dans le Maine, lors de sa participation au C2C Professional Match.

Après la transition de Rockland vers une électricité municipale 100 % renouvelable en 2020, la ville s’est concentrée sur l’électrification de ses installations publiques. Avant de postuler à l’opportunité de financement de rénovation de l’électrification municipale d’Effectivity Maine, la ville souhaitait obtenir de l’aide pour identifier les installations les mieux adaptées à une rénovation.

« Ils voulaient savoir quelles applied sciences couvertes par l’opportunité de financement étaient les mieux adaptées aux trois installations qu’ils envisageaient : le service d’incendie de Rockland, le centre communautaire de Flanagan et un établissement de companies publics », a déclaré Solar.

Ayant peu de temps pour effectuer l’analyse énergétique nécessaire, ORNL a conseillé à Rockland de se concentrer sur son centre communautaire Flanagan, qui impliquait l’analyse de pompes à chaleur à air, à eau et géothermiques ainsi qu’un système à débit de réfrigérant variable.

« Nous avons étudié quel serait le coût de la transition de ces appareils de chauffage vers des pompes à chaleur », a déclaré Solar. « Il existe de nombreux sorts de pompes à chaleur sur le marché, ils avaient donc besoin d’aide pour comprendre laquelle est la plus adaptée à leur climat froid. »

Et l’adéquation du climat n’est qu’un des nombreux facteurs à prendre en compte lors de la rénovation d’un bâtiment avec une pompe à chaleur, selon Lian.

« Il ne faut pas seulement prendre en compte le coût opérationnel », a déclaré Lian. « Lorsque nous traduisons les économies d’efficacité énergétique en économies de coûts, cela dépend vraiment des cas, automobile dans certains endroits, le taux de consommation peut être inférieur ou supérieur, de sorte que les économies peuvent varier considérablement. Ensuite, vous avez d’autres coûts, comme le coût d’set up, le coût de upkeep, le coût de conception. Il y a donc de nombreux coûts différents à prendre en compte au cours de ce processus.

Aragon a ajouté qu’une info globale et transparente peut aider les communautés à prendre des décisions éclairées sur ce qui est le mieux pour elles.

« Nous continuons de soutenir de nombreuses communautés – plus de 30 – qui ont des questions concernant à la fois les décisions de building de nouvelles constructions et la décarbonation des bâtiments grâce aux conseils d’specialists sur les mesures d’efficacité énergétique et les rénovations », a-t-elle déclaré.

L’équipe de recherche a créé une présentation pour aider le personnel municipal à comprendre les résultats de l’analyse : La answer de pompe à chaleur à air proposée a le potentiel de réduire la consommation d’énergie de 45 % et d’économiser 42 % en coûts énergétiques, par rapport à la chaudière de chauffage de référence actuelle. approche.

L’analyse C2C Professional Match a aidé la ville à identifier des mises à jour supplémentaires des bâtiments qui devraient précéder une rénovation de l’électrification. Une analyse coûts-avantages a conduit la ville à déterminer que ce projet n’était « pas un bon choix » pour le programme de modernisation de l’électrification municipale d’Effectivity Maine, selon Jenny Carter, coordinatrice de la durabilité à Rockland.

« Avec l’aide d’Professional Match, nous avons pu comprendre toute la valeur d’une modernisation de l’électrification – pour le bâtiment et la communauté dans son ensemble – et poursuivre les prochaines étapes pour élaborer des estimations de coûts et identifier les réparations nécessaires avant qu’une rénovation de l’électrification puisse avoir lieu. » a déclaré Carter, qui a noté que les informations de Professional Match continuent d’aider la ville à rechercher d’autres opportunités de financement pour la rénovation de bâtiments.

Les candidatures Professional Match sont acceptées et examinées sur une base proceed. Apprenez-en davantage sur toutes les opportunités du programme C2C et postulez sur le website Internet de C2C.

C2C connecte des groupes communautaires, des gouvernements locaux, des companies publics et d’autres organisations avec des specialists de laboratoires nationaux pour combler l’écart entre les ambitions des communautés en matière d’énergie propre et leur déploiement dans le monde réel. L’help method offerte par le biais de C2C peut offrir des informations significatives sur la prise de décision en matière d’énergie propre pour aider les communautés à mettre en place des systèmes d’énergie propre résilients qui incarnent les priorités locales et régionales. Par exemple, l’analyse C2C peut fournir des informations sur les coûts et avantages financiers et sociaux des véhicules électriques, des systèmes géothermiques ou de la seize et du stockage de l’énergie solaire. Une telle analyse fournit des informations spécifiques à la communauté sur le financement et le soutien nécessaires pour mener à bien les projets d’énergie propre.

Par Brooke Van. Avec l’aimable autorisation de NREL.