L’invention d’une pompe à chaleur au CO2 à assistance solaire pour les immeubles résidentiels

Des chercheurs d’une université britannique ont développé un nouveau type de pompe à chaleur résidentiel qui promet un LCOE plus intéressant par rapport à celui des chaudières à gaz. Un dispositif qui utilise un réfrigérant à base de dioxyde de carbone transcritique.

Les systèmes de chauffage et de climatisation conventionnels sont réputés énergivores et peu respectueux de l’environnement. Dans les pays comme la France, les pompes à chaleur et les climatiseurs représentent une part importante des émissions de gaz à effet de serre (GES). C’est en partant de ce constat qu’une équipe de scientifiques de l’université Brunel à Londres, au Royaume-Uni, a développé une nouvelle conception de pompe à chaleur résidentielle plus respectueuse de l’environnement. Pour décrire cette percée, les universitaires ont publié dans la revue Heliyon une étude intitulée « Application of transcritical CO2 heat pumps to boiler replacement in low impact refurbishment projects ».

Moins dangereux pour l’environnement

D’après les scientifiques, dans leur nouveau système, le CO2 transcritique est utilisé comme réfrigérant. En plus d’avoir un faible potentiel de réchauffement climatique par rapport aux réfrigérants utilisés dans les pompes à chaleur traditionnelles, l’appareil révolutionnaire du groupe de recherche britannique exploite le cycle transcritique du dioxyde de carbone pour optimiser son fonctionnement. « Le CO2 a un potentiel de réchauffement climatique et un impact sur la couche d’ozone bien inférieurs à ceux des réfrigérants synthétiques couramment utilisés », ont déclaré les chercheurs. Les pompes à chaleur au CO2 ne sont pas vraiment une nouveauté. Néanmoins, celle imaginée par l’équipe de l’université Brunel se veut plus efficace grâce notamment à une assistance photovoltaïque.

Schéma du stockage de chaleur du système (en haut) et représentation d'ensemble de la structure.
Schéma du stockage de chaleur du système (en haut) et représentation d’ensemble de la structure. Crédit photo : W. Lambert, Z. Dehouche / Brunel University London

Un coefficient de performance impressionnant

Concrètement, les pompes à chaleur au CO2 existantes, à l’instar de la Sanyo Eco Cute qui a été lancée en 2001, ont un coefficient de performances maximal de 4 points. Les analyses théoriques menées par les chercheurs britanniques ont montré que leur appareil pourrait porter ce facteur à 5,1. Pour parvenir à un tel exploit, le groupe de recherche a imaginé un système doté d’un mécanisme externe qui a pour rôle de récupérer la chaleur à basse température. Pour les besoins de leur étude, les scientifiques ont simulé un système de pompe à chaleur de 1 kW pour un bâtiment britannique de 91 m². Le système comprenait notamment des réservoirs de stockage de chaleur avec matériaux à changement de phase.

Un coût actualisé de l’énergie intéressant

Grâce aux simulations, les chercheurs ont constaté que le coefficient de performance de leur pompe à chaleur pouvait être supérieur à 3 tout au long de l’année. Par ailleurs, en utilisant des panneaux solaires pour booster le rendement, il serait théoriquement possible d’atteindre un coefficient de performance de 5,1. Fait intéressant, la pompe à chaleur révolutionnaire offrirait un coût actualisé de l’énergie (LCOE) de 23 % en moins par rapport à celui d’une chaudière à gaz, soit d’environ 0,23 €/kWh, contre 0,3 €/kWh pour cette dernière. Plus d’infos : sciencedirect.com. Que pensez-vous de cette innovation ? Je vous invite à nous donner votre avis, vos remarques ou nous remonter une erreur dans le texte, cliquez ici pour publier un commentaire .

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Source
sciencedirect.com

Marc Odilon

J'ai rejoint Neozone en 2020. Avant de me lancer dans la rédaction web en 2014, j'ai suivi des études universitaires en gestion d'entreprise et en commerce international. Mon baccalauréat technique en mécanique industrielle m'a permis de me familiariser avec l'univers de la tech. Installateur de panneaux solaires et électronicien autodidacte, je vous fais découvrir tous les jours les principales actualités des nouvelles technologies. Curieux de nature et grand amoureux du web, je suis un rédacteur polyvalent et ma plume n'a pas de limites. Quand je ne travaille pas, je fais du jogging !

Un commentaire

  1. Bonjour. Pour ma part, je travaille dans la grande distribution. Depuis près de 20 ans, certains magasins ont été équipés de systèmes frigo fonctionnant au co2. A cela, on y ajoute un échangeur qui récupère la chaleur pour le chauffage. Je connais un 5000 mètres carrés sans chaudière. La particularité est la pression de travail qui exige une installation de grande qualité. Mon magasin est à 80 bars en moyenne.

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