Une pompe à chaleur d'une grande efficacité
L'ampleur de l'investissement initial et la longue période d'amortissement en raison d'un rendement insuffisant ont par le passé limité l'utilisation de la technologie caractéristique de la pompe à chaleur. Ce problème est étudié par le projet EFFIHEAT («Development of high efficiency Stirling heat pump»), qui vise à mettre au point une technologie de thermopompe utilisant le sol comme source de chaleur (TPS) capable de grandes économies d'énergie.La vaste application de la technologie EFFIHEAT GHP peut entraîner des économies annuelles à hauteur de 0,03 milliard d'euros. La nouvelle technologie de pompe à chaleur géothermique économique était basée sur une nouvelle conception de moteur Stirling en cycle inversé avec 25 % de coefficient de performances supérieur. Les scientifiques ont développé une pompe à chaleur oscillante Stirling basée sur une machine électrique à piston pivotant. Ils ont optimisé les pistons, les palpeurs et les échangeurs de chaleur pour maximiser le transfert thermique et minimiser les fuites. La nouveauté de la conception en fait un produit plus fiable que les produits traditionnels, avec moins de maintenance et une plus longue durée de vie. Un modèle thermodynamique a été conçu pour recevoir un retour sur toute la dynamique du système. Les chercheurs ont développé un système de contrôle dynamique (un logiciel innovant – kit matériel) pour contrôler les performances générales de la machine électrique.Pour améliorer les performances de la machine thermique Stirling, un cylindre de type sandwich et un régénérateur de grillage métallique tissé ont été développés, agissant comme des échangeurs thermiques internes. Un nouveau matériau composite hautes performances pour régénérateurs basé sur des films polymères dopés avec des nano-particules ou des micro-particules céramiques a été produit. Le prototype de pompe à chaleur EFFIHEAT a été intégré et testé. Pour évaluer les résultats obtenus, une étude a été réalisée et une validation de cas a également été réalisée. Les deux ont révélé que la technologie de pompe à chaleur Stirling EFFIHEAT répond aux attentes des utilisateurs. Le GHP mis au point permet de réaliser d'importantes économies d'énergie dans les bâtiments via une meilleure conversion d'énergie avec une technologie plus efficace. Les progrès réalisés dans le cadre du projet contribueront à la réalisation des objectifs de l'UE visant à réduire la consommation d'énergie et les émissions de dioxyde de carbone.
Mots‑clés
Chaleur du sol, gaz à effet de serre, géothermique, pompe à chaleur Stirling, échangeur de chaleur interne, polymère, céramique, prototype