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Photo : Geothermal Heat Pump Consortium (NREL PIX) Cours danalyse de projets dénergies propres Analyse de projets de pompes à chaleur géothermique Enterprise.

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1 Photo : Geothermal Heat Pump Consortium (NREL PIX) Cours danalyse de projets dénergies propres Analyse de projets de pompes à chaleur géothermique Enterprise Centre de Philadelphie, É.-U. – 28 PCG pour le chauffage et la climatisation © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.

2 Objectifs Réviser les principes de base des systèmes de pompes à chaleur géothermique (PCG) Réviser les principes de base des systèmes de pompes à chaleur géothermique (PCG) Présenter les enjeux importants dune analyse de projet de PCG Présenter les enjeux importants dune analyse de projet de PCG Présenter le modèle RETScreen ® pour les projets de pompes à chaleur géothermique Présenter le modèle RETScreen ® pour les projets de pompes à chaleur géothermique

3 © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – Chauffage Chauffage Climatisation Climatisation Eau chaude Eau chaude De bonnes fondations dans le pergélisol De bonnes fondations dans le pergélisol …mais aussi… Efficacité Réduction de lentretien Réduction de lespace requis Faibles coûts dexploitation Quest-ce que les systèmes de PCG fournissent? Puissance stable Confort et qualité de lair Réduction des charges électriques de pointe en climatisation Photo : Solar Design Associates (NREL PIX) Maison Impact 2000, Massachusetts, É.-U. Pompe à chaleur résidentielle

4 © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – Échangeur de chaleur extérieur Échangeur dans le sol Eaux souterraines Eaux de surface 2. Pompe à chaleur à échangeur liquide 3. Système intérieur de distribution de chauffage et de climatisation Conduites dair conventionnelles Composants dun système de PCG 1 2 3

5 © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – Pompe à chaleur à échangeur pour liquide Pompe à chaleur de type eau-air Pompe à chaleur de type eau-air Renverser la direction Renverser la direction 3,5 à 35 kW de climatisation par module 3,5 à 35 kW de climatisation par module Plusieurs modules pour les grands bâtiments Plusieurs modules pour les grands bâtiments Un désurchauffeur fournit de leau chaude à partir de lexcès de chaleur produite par la compression Un désurchauffeur fournit de leau chaude à partir de lexcès de chaleur produite par la compression

6 © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – Types déchangeurs de chaleur Vertical Sol rocheux Plus dispendieux Petit terrain Rendement élevéHorizontal Plus grand terrain Moins cher Petits bâtiments Variation de tempér. Eaux souterraines Eau de puits + injection Le moins cher Réglementation Engorgement Aussi, échangeurs de chaleur à eaux de surface et à colonne stationnaire Aussi, échangeurs de chaleur à eaux de surface et à colonne stationnaire

7 © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – Ressource dune PCG : la température du sol Le sol absorbe environ la moitié de lénergie incidente du soleil Le sol absorbe environ la moitié de lénergie incidente du soleil Le sol estompe les variations de température Le sol estompe les variations de température Le PCG est plus efficace Les variations de température diminuent avec la profondeur Les variations de température diminuent avec la profondeur Négligeables sous 15 m La température locale du sol dépend du climat, du recouvrement du sol et du couvert de neige, de la dénivellation, des propriétés du sol, etc. La température locale du sol dépend du climat, du recouvrement du sol et du couvert de neige, de la dénivellation, des propriétés du sol, etc. Graphique : Canadian Building Digest

8 © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – Exemple de coûts dun système de PCG Subvention du service public pour diminuer les charges de pointe en climatisation Subvention du service public pour diminuer les charges de pointe en climatisation Photo : Suomen Lämpöpumpputekniikka Oy Photo : GeoExchange Consortium Augmentation des coûts dénergie Augmentation des coûts dénergie Souci de lenvironnement Souci de lenvironnement Climatisation en bonus Climatisation en bonus

9 © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – Enjeux dun projet de pompes à chaleur géothermique Plus rentable lorsque : Plus rentable lorsque : Chauffage et climatisation sont requis Grandes variations de températures saisonnières Nouvelle construction ou remplacement du CVAC Pour le chauffage : faibles coûts délectricité et coûts élevés du gaz et du mazout Pour la climatisation : coûts délectricité et frais de charge de pointe élevés Disponibilité déquipements pour le forage et le creusement de tranchées Disponibilité déquipements pour le forage et le creusement de tranchées Incertitude quant au coût dinstallation dun échangeur Incertitude quant au coût dinstallation dun échangeur Critères de rentabilité du client Critères de rentabilité du client Photo : Craig Miller Productions and DOE (NREL PIX) Installation dune PCG Disposition dun échangeur de chaleur, bâtiment commercial

10 © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – Exemples : Australie, Allemagne et Suisse Systèmes de bâtiments résidentiels Maisons haut de gamme Maisons haut de gamme Coûts en capital plus élevés Vision à plus long terme de la rentabilité Bénéfices environnementaux ou confort Les encouragements des services publics peuvent être un facteur déterminant Les encouragements des services publics peuvent être un facteur déterminant Photo : Bundesverband WärmePumpe (BWP) e.V. Photo : GeoExchange Consortium Photo : Eberhard & Partner AG Pompe à chaleur deaux souterraines de 20 kW, Allemagne Appareil pour des trous de forage verticaux, résidence en Suisse 320 appartements, Sud de lAustralie

11 © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – Exemples : Royaume-Uni et États-Unis Systèmes de bâtiments commerciaux Une courte période de retour simple est souvent requise (< 5 ans) Une courte période de retour simple est souvent requise (< 5 ans) La disponibilité du terrain peut causer des problèmes La disponibilité du terrain peut causer des problèmes Moins despace intérieur utilisé Moins despace intérieur utilisé Contrôles simples et décentralisés Contrôles simples et décentralisés Réduit les risques de vandalismes Réduit les risques de vandalismes Réduit les frais de charge de pointe Réduit les frais de charge de pointe Chauffage auxiliaire non requis Chauffage auxiliaire non requis Photo : Groenholland B.V. Photo : Marion Pinckley (NREL PIX)Photo : International Ground Source Heat Pump Association Groupe de bâtiments, Kentucky, É.-U. Poste dessence, Kansas, É.-U. Bâtiment commercial, Croydon, Royaume-Uni

12 © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – Exemples : Canada et États-Unis Systèmes de bâtiments publics Plus longues périodes de retour simple acceptées Plus longues périodes de retour simple acceptées Plus ouvert aux systèmes innovateurs Plus ouvert aux systèmes innovateurs Charges simultanées en chauffage et en climatisation Charges simultanées en chauffage et en climatisation Photo : Robert R. Jones/Oklahoma State University (NREL PIX) Creusement dune tranchée pour un échangeur horizontal École, Québec, Canada Photo : Ressources naturelles Canada

13 © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – Modèle RETScreen ® pour les projets de pompes à chaleur géothermique Pouvant être utilisé partout dans le monde pour lanalyse de la production énergétique, des coûts sur le cycle de vie et des réductions démissions de gaz à effet de serre. Pouvant être utilisé partout dans le monde pour lanalyse de la production énergétique, des coûts sur le cycle de vie et des réductions démissions de gaz à effet de serre. Boucle fermée horizontale et verticale Boucle ouverte à eaux souterraines Résidentiel, commercial, institutionnel et industriel Non couvert actuellement : Non couvert actuellement : PCG à eaux de surface Effets à long terme des déséquilibres thermiques dans le sol Chauffage et climatisation simultanément (charges globales seulement) Chauffage de leau

14 © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – Calculs RETScreen ® : Pompes à chaleur géothermique Voir le e-Manuel Analyse de projets dénergies propres : Manuel dingénierie et détudes de cas RETScreen ® Chapitre Analyse de projets de pompes à chaleur géothermique

15 © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – Exemple : validation du modèle RETScreen ® pour les projets de PCG Comparaison de lénergie utilisée daprès des niveaux de puissance synthétisés et des données enregistrées Comparaison de lénergie utilisée daprès des niveaux de puissance synthétisés et des données enregistrées Longueur de léchangeur de chaleur dans le sol comparée à 6 programmes de dimensionnement et un programme de simulation détaillée Longueur de léchangeur de chaleur dans le sol comparée à 6 programmes de dimensionnement et un programme de simulation détaillée -5 %14124 %16017 %3440 %14129 %16029 %344vs Actuel -12 % -18 % -2 % 5 % -19 % -12 % -6 % -14 % 2 % 9 % -11 % -4 % * Les valeurs de la conception pour 1 an ont été utilisées pour la comparaison avec RETScreen vs RETScreen Profil énergétique vs RETScreen Architecturale Moyenne pour les autres logiciels Commercial Nebraska Résidence 2 Wisconsin Résidence 1 Louisiane Commercial Nebraska Résidence 2 Wisconsin Résidence 1 Louisiane Conception pour 10 ans*Conception pour 1 an Programme

16 © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – Conclusions Les systèmes de PCG fournissent du chauffage, de la climatisation et de leau chaude Les systèmes de PCG fournissent du chauffage, de la climatisation et de leau chaude Le sol estompe les variations de température et mène à des rendements de PCG élevés Le sol estompe les variations de température et mène à des rendements de PCG élevés Les coûts dinvestissement des PCG sont plus élevés, mais les coûts dexploitation et dentretien sont plus bas Les coûts dinvestissement des PCG sont plus élevés, mais les coûts dexploitation et dentretien sont plus bas Les climats nécessitant du chauffage et de la climatisation sont plus prometteurs RETScreen évalue : RETScreen ® évalue : La distribution des fréquences des températures extérieures Les charges du bâtiment en fonction de la température extérieure Les économies annuelles dénergie en chauffage et climatisation des locaux RETScreen calcule la production énergétique annuelle en donnant des résultats dune précision comparable à des outils de simulation horaire RETScreen ® calcule la production énergétique annuelle en donnant des résultats dune précision comparable à des outils de simulation horaire RETScreen permet des économies de coûts significatives pour la réalisation détudes préliminaires de faisabilité RETScreen ® permet des économies de coûts significatives pour la réalisation détudes préliminaires de faisabilité

17 © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – Questions? Module Analyse de projets de pompes à chaleur géothermique Cours danalyse de projets dénergies propres RETScreen ® International Pour plus dinformation visitez le site Web de RETScreen à :


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