Une pompe à chaleur résidentielle à assistance solaire, à eau et à hydroxyde de sodium (363 kWh/m³)

Dans l’espoir de réduire l’empreinte carbone des pompes à chaleur, une équipe de scientifiques de l’université chinoise du Zhejiang a développé un nouveau type de pompe à chaleur qui promet des performances intéressantes. L’auteur principal de la recherche, Guoqing He et ses collaborateurs, ont opté pour une conception qui implique l’utilisation de l’énergie solaire thermique afin de diminuer la consommation d’électricité. De plus, pour être énergétiquement efficace, le système se base sur un couple de travail fourni par l’eau et la soude caustique. Rappelons que cette dernière est également connue sous le nom d’hydroxyde de sodium (NaOH).

Une pompe à chaleur à assistance solaire

Le dispositif inventé par les chercheurs chinois est pensé autant pour le chauffage, le refroidissement que la production d’eau chaude sanitaire. Il est conçu pour les applications domestiques, pour les bâtiments résidentiels ayant une surface limitée. Une étude consacrée à cette recherche a été publiée dans la revue Energys le 22 avril dernier. Intitulée « Two-Stage Solar–NaOH Thermochemical Heat Pump Heating System for Building Heating: Operations Strategies and Theoretical Performance », celle-ci décrit l’élaboration d’une pompe à chaleur pouvant être couplée à l’énergie solaire, peu importe l’emplacement géographique. Autant dire qu’il s’agit d’un dispositif thermodynamique qui convient à différents types de climat.

La combinaison NaOH/H2O pour des coûts réduits

La pompe à chaleur « révolutionnaire » se compose de deux réacteurs NaOH et de deux échangeurs de chaleur. Elle comporte aussi quatre réservoirs et plusieurs capteurs solaires thermiques. Les universitaires affirment avoir opté pour la combinaison soude caustique/eau pour des raisons de coût et de coefficient de transfert thermique, lesquels seraient largement intéressants. Concernant son fonctionnement, la pompe à chaleur extrait la chaleur de la source à basse température par évaporation de l’eau, les réacteurs NaOH agiraient à cet effet comme condenseurs et évaporateurs.

Une densité de stockage d’énergie supérieure à 300 kWh/m³

Comme l’explique l’étude, le cycle de fonctionnement de la pompe à chaleur se résume comme suit : « la solution absorbe la vapeur d’eau et se dilue, libérant la chaleur extraite ainsi que l’énergie chimique stockée pour le chauffage. Lors du processus de chargement, la chaleur solaire est utilisée pour régénérer la solution en désorbant la vapeur de la solution. La solution se concentre de nouveau et retrouve ainsi le potentiel d’extraire la chaleur de la source basse température pour la chauffer lors du cycle suivant ». Pour vérifier les performances du système, l’équipe a simulé une utilisation dans une maison familiale de 220 m² dans la partie est de la Chine. Les résultats ont montré une capacité à atteindre une densité de stockage d’énergie de 363 kWh/m³ avec une demande annuelle de chauffage prévue de 11 650 kWh. Plus d’infos : mdpi.com. Cette pompe à chaleur innovante semble prometteuse, qu’en pensez-vous ? Je vous invite à nous donner votre avis, vos remarques ou nous remonter une erreur dans le texte, cliquez ici pour publier un commentaire .