Couplage d’une Pompe à chaleur et d’un panneau photovoltaïque: ça marche

Alors que va se tenir la seconde édition du Congrès Français des Pompes à Chaleur, le CEP MINES ParisTech a présenté une étude de la performance d’un système couplant une pompe à chaleur et un capteur photovoltaïque.

Le CEP MINES ParisTech (Centre Energétique et Procédés) a participé au projet PACAirPV. Cette expérimentation a consisté à coupler un panneau photovoltaïque et une pompe à chaleur. L’idée originelle était de coupler des technologies existantes pour optimiser la performance énergétique et obtenir un bâtiment basse consommation, voir un bâtiment à énergie positive.

Le CEP MINES ParisTech est intervenu afin de réaliser une simulation informatique du projet, d’évaluer sa faisabilité et d’aider à sa conception.

Ses calculs ont permis d’estimer les besoins en chauffage à 27 kWh/m²/an et ceux de rafraichissement à 4 kWh/m²/an. La simulation a également identifié un besoin de stockage, la production et la consommation d’énergie étant décorrélées. Ce stockage a pris la forme d’un second ballon d’eau chaude.

La simulation élaborée par MINES ParisTech a pris en compte les aspects dynamiques liés notamment aux cycles de marche/arrêt de la PAC et a simulé aussi bien l’utilisation d’un ballon de stockage de chaleur qu’un ballon d’eau chaude sanitaire. L’outil a cherché le meilleur compromis entre la fiabilité des résultats de calcul et la rapidité, soit pour contribuer à l’aide à la conception, soit pour aller encore plus loin en effectuant des études de sensibilité ou d’optimisation.

L’installation fonctionne depuis le début de l’année 2012. Les premiers résultats en cours de validation laissent apparaitre des gains énergétiques significatifs. Ils valident totalement la simulation effectuée par MINES PArisTech.

Le concept issu du programme PACAirPV a fait l’objet d’un brevet.

Cette expérimentation réussie a permis au CEP MINES ParisTech de tester son logiciel de simulation avec un projet de thermique original et performant. Fort de ce succès le CEP va ajouter ce système de couplage à son outil simulation global de thermie des bâtiments (l’outil COMFIE) pour pouvoir proposer encore plus de possibilités aux constructeurs, bureaux d’études et maitres d’ouvrages.

Le Centre Énergétique et Procédés (CEP) axe ses travaux de recherche sur l’étude des systèmes énergétiques complexes. Son objectif est de contribuer à l’atténuation des impacts environnementaux par l’amélioration de l’efficacité énergétique, la réduction des émissions de CO2 et le recours aux énergies renouvelables dans les secteurs du Bâtiment, de l’Industrie et du Transport.

* Le projet PACAirPV, s’inscrit dans la programmation 2008 du programme Habisol de l’ANR. Il regroupe 4 partenaires (Armines, CIAT, Cythelia et CEA-INES). Le projet a permis la construction d’un prototype qui a été installé dans le deuxième bâtiment à énergie positive de Cythelia à Montagnole, près de Chambéry (73), la « Petite Maison ZEN » (PMZ). Celle-ci est construite en ossature bois, avec une isolation performante, une ventilation double flux et des éclairages LD. Le système couplant la Pompe à Chaleur et les panneaux photovoltaïques est composé d’un caisson le long du faitage sur lequel reposent les panneaux PV, une Pompe à Chaleur et un ballon d’eau chaude. Couplée à l’énergie solaire, la PAC devient héliothermique.

**2ème Congrès Français des Pompes à Chaleur jeudi 20 septembre 2012. L’INPAC (L’Institut National des Pompes à Chaleur) organise chaque année le Congrès Français des Pompes à Chaleur, permettant de mieux diffuser des résultats de projets de recherche et de développement technologiques, ainsi que des résultats issus des travaux de veille technologique des membres de l’INPAC et de leurs partenaires.

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22 Commentaires sur "Couplage d’une Pompe à chaleur et d’un panneau photovoltaïque: ça marche"

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fredo
Invité
bravo pour ce projet, je me disais bien qu’une idée aussi simple devait bien faire l’objet d’un projet ANR. Bravo aussi pour avoir déposé un(e demande de )brevet (sur quoi d’ailleurs?) Bravo aussi pour avoir estimer les besoins résiduels en énergie, un tel dispositif permet d’obtenir le label BBC, MAIS, et s’agissant d’un projet sur fonds publics, quels gains sont obtenus en production PV car j’imagine que la chaleur récupérée vient des panneaux refroidis par PAC air eau. Dire que la conclusion de l’étude est qu’il faut un deuxième ballon d’eau chaude, c’est ce qui s’appele inventer l’eau chaude! Par… Lire plus »
gaga42
Invité

C’est peut-être intéressant, mais, comme Fredo je suis curieux et un peu sur ma faim, et l’article manque singulièrement de détails techniques! (par exemple la PAC est -elle couplée électriquement ou thermiquement au PV?, interêt par rapport à des panneaux solaires thermiques? etc…)

M d r
Invité

A vrai dire, on ne sait pas encore à quoi tout cela pourra bien servir. Mais on cherche, on cherche (sur fonds publics, bien sûr). PS : sur fonds publics (aussi), le chinois, il trouve, il trouve. Et il exporte vers chez nous, il exporte.

Dan1
Invité

Quelques détails :

Enpassant
Invité

Si le CEA est dans le coup… c’est foutu !!!! 🙂 Ca fait peur, non ?

Pegase47
Invité

Mon grand père me disait : chercheur c’est bien, mais “trouveur” c’est mieux ;-)) En effet argent public ( fonds ) = résultats obligés ( obligatoires ) ? Il est vrai que c’est un simple article d’information, de piste même pas de vulgarisation ; nous attendons beaucoup + Sommes nous trop exigeants ?

Enpassant
Invité

le lien original :

Ambiel
Invité
Edifiant votre article sur la comparaison CEA/Harvard-MIT… Je savais notre recherche bien mono-centrée sur la toute puissance du nucléaire, mais là ça dépasse tout ce que j’imaginais. 4,2millliards pour aboutir à la nullité commerciale de l’EPR qui en 10 ans s’est vendu à 2 morceaux de bouts de parties +transferts massif de techno aux chinois et un EPR miteux qui constitue le chantier le plus catastrophique d’Europe en Finlande. Et un en France dont il n’est même pas besoin de parler tant il parle de lui-même. En 60ans cela fait en euro constants 250milliards d’euros pour aboutir à une telle… Lire plus »
Pastilleverte
Invité

et pourquoi la partie “EA” du CEA-EA ne serait pas partie prenante d’une telle expérimentation en grandeur nature ? Très intéressant, et si on reste sur sa faim, c’est qu’il n’y a pas encore eu une année complète avec variations météorologiques variées. C’est tout à leur honneur de ne pas lancer des “cocorico” avant que l’oeuf soit pondu (si je puis dire). Bravo à une école de breveter une bonne idée, et tant pis si ils ont eu l’intelligence de redécouvrie l’eau chaude, comme dit très élégamment un des intervenants. Le bon côté “US”.

Dan1
Invité

Pour Ambiel; “4,2millliards pour aboutir à la nullité commerciale de l’EPR…” Dénigrer est une chose, prouver en est une autre. Vous allez nous prouver, source à l’appui que le CEA dépense 4,2 milliards par an pour le nucléaire dont l’EPR en majorité ?

fredo
Invité

merci Dan1, votre lien apporte les précisions sur le process (sur gain PV en revanche…)

Dan1
Invité

YAPADEKOI, il faut bien que j’apporte ma contribution à l’essor des EnR !! Là c’est de l’hybride PV + PAC. Et la PAC est alimentée à l’électricité (un peu nucléaire), rien n’est parfait.

gcb
Invité

L’intérêt de coupler solaire photovoltaïque et thermique, succintement (je ne peux consulter le lien de Dan1 actuellement) : – le rendement des cellules photovoltaïques est meilleure à basse température, d’où l’intérêt de refroidir les panneaux exposés en plein soleil ; – la surface tapissée est alors doublement utile, en captant un plus large spectre d’énergie ; – enfin, idéalement le chauffe-eau solaire (alimenté par le circuit thermique des panneaux) pourrait également servir à stocker l’électricité solaire, via la PAC. Une dalle de béton avec chauffage par le sol peut servir le même objectif.

Al1
Invité
Sont quand même forts ces gars là : il leur aura fallu 20 ans pour copier les suisses ou les allemands qui rechauffent leur foin comme cela depuis bien longtemps… Sur l’aspect technique, peu d’intérêt ; sur l’aspect financier, est-ce un prototype qui accouchera d’un produits pour bobos ou pour écologistes acharnés ? (et fortunés dans les deux cas). Pourrait-t on avoir quelques idées de prix ? Car même en imaginant un doublement de l’électricité en 10 ans, je n’arrive toujours pas à trouver l’intérêt économique. Ne feraient-ils pas mieux de chercher (et trouver) de nouvelles technologies qui soient réellement… Lire plus »
gcb
Invité

Lisez donc les commentaires de l’article que vous nous balancez, mauvaise langue 😉

Enpassant
Invité
Que voulez vous, force est de cosntater que la France a été leader dans les années 30 d’à peu près tout ce qui existe aujourd’hui en matière d’ENR : le l’énergie houlomotrice à Biarritz, de l’énergie thermique des mers au large de Cuba ou du Brésil par le fondateur de l’Air Liquide, de l’énergie marémotrice à l’Aber Wrac’h, des éoliennes de la Beauce, du four d’Odeillo voire même de la découverte du photovoltaïque, on ne peut pas dire que les scientifiques français aient été à la traine ! Mais voila, Dieu (ou un des ses adjoints de l’ENA) créa le… Lire plus »
Devoirdereserve
Invité
@Enpassant Vous méritez une très mauvaise note d’histoire ! Odeillo, la Rance, années 30 dites-vous ??? Les ingénieurs français étaient tout à fait inventifs : ils ont tout essayé dans les années 60-70, effectivement Mais le CEA est antérieur à cette glorieuse période : il a été crée à la libération ! Tout essayé, certes, mais rien n’était bien concluant. Même les réacteurs indigènes du CEA, dits UNGG. Pour qu’EDF aille acheter des réacteurs américains REP “sur étagère”, il a fallu mettre un sacré mouchoir sur la fierté nationale ! Alors les rengaines sur le rôle du CEA dans les… Lire plus »
Enpassant
Invité
Je pense que de votre coté vous allez avoir une très mauvaise note en géographie : l’Aber Wrac’h n’est pas la Rance ! Quant à la chronologie des faits que j’énumérais, je maintiens mes dires… “à peu près tout” date effectivement des années 30 ; et pour que vous ne restiez pas sur votre faim (fin ?) : 1920 : Georges CLAUDE / Energie Thermique des Mers 1925 et 1928 : Mrs LE TROQUER et TARDIEU / usine marée-motrice de l’Aber Wrac’h (et bien avant les moulins à marées dont il reste qq exemplaires en Bretagne) 1929 : Paul GRASSET… Lire plus »
Dan1
Invité

En matière d’innovation énergétique les français n’ont jamais été à la traîne. La preuve la turbine hydraulique mondialement répandue et n°1 des EnR électrogène depuis plus d’un siècle est l’oeuvre de trois français : Retenez : François Burdin, Benoît Fourneyron et Jean Victor Poncelet Mais bon, l’herbe est toujours plus verte ailleurs.

Devoirdereserve
Invité
Et donc, dès les années 30, toutes ces solutions renouvelables était mûres ?Et c’est Frédéric Joliot qui a tout bloqué ? Que dire de Becquerel (le grand-père de l’autre), qui avait fait la première photopile en 1839 ? Il a été empêché de progresser par son petit-fils ? Ou alors, on fait remonter l’origine de tout à Jules Verne ? Ou mieux encore : à Léonard de Vinci ou Archimède ? Bah, nous voilà bien avancés avec une analyse épistémologique comme ça ! Votre vision de l’histoire des sciences et technologies est tristement schématique. J’en ai déjà largement discuté à… Lire plus »
Rice
Invité

Quand ils ne nous enfument pas avec leurs atomes, il faut quand même qu’ils viennent en rajouter une couche … de leur incommensurable savoir !!! Aujourd’hui c’est histoire (mais antérieure à TMI, Tchernobyl ou Fukushima…) . Demain poterie ?

Lionel_fr
Invité
Pour tous les montages comme celui de l’article (synergie PV, T°) , il y a eu un avant les CPU et telecoms et un après. Avant les CPU, on avait les processeurs electro-mécaniques avec des roues dentées, des araignées tournantes sur des cadrans de contacts, les cables dédiés 0-5mV… à moins de relier ça à une salle des commandes avec un opérateur qui scrute des voltmètres et appuie sur des boutons, on ne savait pas faire (un opérateur par maison ?) C’est quand même le numérique qui a rendu nos discussions possibles et les systèmes un peu subtils Le CPU… Lire plus »
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