Énergie du sol — Expérience de cogénération

Ce projet vise à concevoir, à installer, à mettre en service et à évaluer une source géothermique, un puits thermique et un système de stockage afin de permettre aux propriétaires d'habitation de produire leur propre électricité au moyen d'une génératrice alimentée au gaz naturel.

Unité de cogénération AISIN

Unité de cogénération AISIN

Dans le cadre de ce projet, on explore la possibilité d'utiliser des pompes à chaleur utilisant l'énergie géothermique, reliées à deux puits verticaux, intentionnellement dimensionnées pour répondre uniquement à la demande de refroidissement de la maison d'essai du CCTR. Les thermopompes sont donc sous-dimensionnées pour les charges de chauffage de pointe de la maison, ce qui laisse une marge dans le bilan énergétique pour utiliser la chaleur résiduelle de l'unité de cogénération ou récupérer la chaleur précédemment rejetée dans le sol par l'unité de cogénération.

Un troisième puits vertical sert uniquement à dissiper la chaleur résiduelle de l'unité de cogénération. Ce troisième puits est situé entre les deux puits qui desservent la pompe à chaleur utilisant l'énergie géothermique et interagit avec la thermopompe de manière que la chaleur résiduelle de l'unité de cogénération migre progressivement vers les deux puits extérieurs pour suppléer au fonctionnement des thermopompes lorsque celles-ci fonctionnent en mode de chauffage.

Schematic of the Vertical Wells

Schematic of the Vertical Wells

Ces travaux visent essentiellement à explorer la possibilité de répondre à la demande de chauffage de la maison en consommant moins de gaz naturel que les appareils de chauffage classiques. À cette fin, on se sert d'abord de gaz naturel pour produire de l'électricité, puis on utilise une partie de cette électricité pour faire fonctionner une pompe à chaleur utilisant l'énergie géothermique. Dans ces conditions, les systèmes combinés qui utilisent des unités de cogénération et des thermopompes peuvent optimiser l'utilisation du gaz naturel dans un monde où les émissions de carbone sont assujetties à des restrictions. On étudie actuellement une caractéristique particulière du système, soit la souplesse qu'il offre au chapitre de l'activation de l'unité de cogénération (par exemple en fonction des heures des tarifs de jour).

Les principales priorités de la recherche sont l'identification de scénarios où il est économique de faire fonctionner l'unité de cogénération et, dans le cadre de ces scénarios, la détermination de la quantité de chaleur pouvant être recyclée par le sol pour le bénéfice du propriétaire.

Ce projet comporte quatre phases. Les phases 1 et 2 ont été menées à bien en in 2006-2007. La phase 3 est en cours.

  • Phase 1 : Conception du projet, installation et mise en service
  • Phase 2a : Démonstration de la thermopompe au CCTR
  • Phase 2b : Essai de l'unité de cogénération dans des conditions de laboratoire.
  • Phase 3 : Démonstration de l'unité de cogénération au CCTR
  • Phase 4 : Optimisation des trous de forage

Articles

ARCHIVÉ - Integration and monitoring of microCHP systems in residential application at the Canadian Centre for Housing Technology (Format PDF, 445 Ko) (anglais seulement)
Manning, M.M. Szadkowski, F. Gusdorf, J. Entchev, E. Swinton, M.C. Douglas, M. Micro-Cogeneration 2008 (Ottawa, Ontario, 2008-04-29)
pp. 8. 2008-04-29

Yang, L.; Douglas, M.A; Gusdorf, J.; Szadkowski, F.; Limouse, E.; Manning, M.M.; Swinton, M.C.: "Residential Total Energy System Testing at the Canadian Centre for Housing Technology", Proceedings of PWR2007, ASME Power, July 17-19, 2007, San Antonio, TX, USA.

Gusdorf, J.; Douglas, M.A.; Szadkowski, F.; Limouse, E.; Manning, M.M.; Swinton, M.C.; Yang, Y. "Residential Total Energy System Installation at the Canadian Centre for Housing Technology," Proceedings, World Energy Engineering Congress, 15-17 August 2007, Atlanta, GA, USA.

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