| Titre | Dynamic simulation of organic Rankine cycle-assisted ground-source heat pump based micro-cogeneration system in cold climates: a case study in Canada |
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| Auteur | Yaïci, W ;
Entchev, E; Longo, B |
| Source | V001T03A003, 2021 p. 1-10, https://doi.org/10.1115/ES2021-62464 |
| Image |  |
| Année | 2021 |
| Séries alt. | Ressources naturelles Canada, Contribution externe 20210531 |
| Éditeur | American Society of Mechanical Engineers (ASME) |
| Réunion | ASME 2021 15th International Conference on Energy Sustainability, ES 2021; virtual; juin 16-18, 2021 |
| Document | publication en série |
| Lang. | anglais |
| DOI | https://doi.org/10.1115/ES2021-62464 |
| Media | papier; en ligne; numérique |
| Formats | pdf |
| Province | Canada; Colombie-Britannique; Alberta; Saskatchewan; Manitoba; Ontario; Québec; Nouveau-Brunswick; Nouvelle-Écosse; Île-du-Prince-Édouard; Terre-Neuve-et-Labrador; Territoires du Nord-Ouest; Yukon;
Nunavut |
| SNRC | 1; 2; 3; 10; 11; 12; 13; 14; 15; 16; 20; 21; 22; 23; 24; 25; 26; 27; 28; 29; 30; 31; 32; 33; 34; 35; 36; 37; 38; 39; 40; 41; 42; 43; 44; 45; 46; 47; 48; 49; 52; 53; 54; 55; 56; 57; 58; 59; 62; 63; 64; 65;
66; 67; 68; 69; 72; 73; 74; 75; 76; 77; 78; 79; 82; 83; 84; 85; 86; 87; 88; 89; 92; 93; 94; 95; 96; 97; 98; 99; 102; 103; 104; 105; 106; 107; 114O; 114P; 115; 116; 117; 120; 340; 560 |
| Sujets | Chauffage; Logement; Développement durable; Sciences et technologie |
| Illustrations | diagrammes; graphiques; diagrammes; tableaux |
| Programme | CanmetÉNERGIE - Ottawa Bâtiments et groupe des renouvelables - Les systèmes d'énergie hybride |
| Diffusé | 2021 06 16 |
| Résumé | (disponible en anglais seulement)
As the energy needed for heating and cooling involves a substantial amount (>80%) of residential energy utilisation in Canada, there is a demand for
ultra-efficient energy systems for heating, cooling, and power generation. Two efficient systems to assist these systems are ground-source heat pumps (GSHPs) and organic Rankine cycles (ORCs). Of particular interest, this paper presents the
integration of these two systems in a parallel configuration. A transient simulation model developed in TRNSYS program has been utilised to simulate the thermal performance of the combined ORC-GSHP based microco/ trigeneration system. This later
supplies heating and cooling to the residential load during the heating mode as required, with the capability to switch to a charging mode, where the ORC unit is directly coupled to the ground heat exchanger (GHE), which operates as a thermal energy
storage and provides energy to the GSHP. The feasibility of this combined system configuration as well as its comparison with a conventional GSHP system are investigated for use in residential application in Ottawa, Canada temperature conditions.
Results disclosed that the proposed micro-cogeneration system had the operating hours and performance of the GSHP improved by the addition of the ORC unit, resulting in about 11.8% reduction in hours in the colder city of Ottawa. The COP (coefficient
of performance) of the GSHP system sustained a much higher value overall due to the addition of the ORC system to maintain the GHE storage temperature. In terms of net energy reduction between the conventional GSHP system and the ORC assisted one,
results revealed that Ottawa had energy usage reduction of 82.0%, demonstrating that the addition of an ORC to provide heating and recharge the GHE of a GSHP system has many advantages that could be accomplished by the end-user. |
| Sommaire | (Résumé en langage clair et simple, non publié)
Étant donné que l'énergie nécessaire au chauffage et à la climatisation représente une part importante (> 80 %) d'énergie dans utilisation
résidentielle au Canada, il y a une demande pour des systèmes énergétiques ultra-efficaces pour le chauffage, la climatisation et la production d'électricité. Deux systèmes efficaces pour aider ces systèmes sont les pompes à chaleur géothermiques
(PACG) et les cycles organiques de Rankine (COR). Cet article présente l'intégration de ces deux systèmes dans une configuration parallèle. Un modèle de simulation transitoire développé avec le programme TRNSYS a été utilisé pour simuler les
performances thermiques du système combiné de COR-PACG. Ce dernier fournit le chauffage et la climatisation à un bâtiment résidentiel, pendant le mode de chauffage selon les besoins, avec la possibilité de passer en mode de charge. L'unité COR est
directement couplée à un échangeur de chaleur sous-terrain, qui fonctionne en système de stockage d'énergie thermique, et fournit de l'énergie à la PACG. La faisabilité de cette configuration est étudiée pour un bâtiment résidentiel situé à Ottawa
(Canada). Les résultats ont révélé que le système de micro-cogénération proposé avait amélioré les heures de fonctionnement et la performance de la PACG grâce à l'ajout de l'unité ORC, par une réduction d'environ 11,8 % des heures de fonctionnement
du système. Le coefficient de performance de la PACG a maintenu une valeur globale beaucoup plus élevée en raison de l'ajout du système COR, pour maintenir température de stockage de l'échangeur de chaleur sous-terrain. En termes de réduction
d'énergie nette entre la PACG conventionnelle et celle assistée par l'ORC, les résultats ont révélé que le système à Ottawa avait une réduction substantielle de la consommation d'énergie, démontrant que l'ajout d'un système COR pour fournir du
chauffage et recharger l'échangeur de chaleur d'une PACG présente de nombreux avantages. |
| GEOSCAN ID | 329421 |
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