Stockage latent biosourcé intégré à une pompe à chaleur pour l’optimisation des performances énergétiques, la réduction des nuisances sonores et la flexibilité – MOTUS

La décarbonation est un enjeu climatique majeur qui implique une très forte utilisation des pompes à chaleur (PAC) dans le secteur du bâtiment, ainsi que l’utilisation de fluide frigorigènes à faible GWP. Le développement des PAC est contraint par l’encombrement, l’esthétique et l’acoustique, particulièrement pour les PAC sur l’air extérieur qui sont les plus répandues (coût réduit). Ce projet se propose d’intégrer un stockage avec matériaux à changement de phase (MCP biosourcé) à l’évaporateur d’une PAC intérieure au propane de façon d’une part à améliorer la flexibilité et les performances énergétiques comme cela a été déjà largement étudié, et d’autre part à réduire le débit d’air extérieur (puisage sur l’air possible en dehors des périodes de fonctionnement de la PAC) qui conduit actuellement à de fortes nuisances sonores. L’objectif est une réduction de moitié du débit d’air conduisant à une réduction de 10dB(A) de la puissance acoustique. Ce point est la raison du projet MOTUS qui n’a jamais été considéré dans les très nombreuses publications scientifiques associant PAC et MCP.
Compte tenu des plages restreintes des températures de fonctionnement de la PAC, un stockage avec MCP sera considéré. Le projet MOTUS vise à améliorer la caractérisation des MCP biosourcés grâce à un banc flux-métrique, notamment dans le cas de MCP avec surfusion soumis à des cycles partiels de fusion-solidification correspondant à des modes de fonctionnement plus réalistes. La modélisation et l’optimisation de l’évaporateur hybride visera à limiter les temps de calcul liés aux simulations dynamiques annuelles. Nous optimiserons avec une approche multicritère une PAC air-eau, fournissant les besoins de chaleur (chauffage et ECS) et de rafraîchissement. Les paramètres de décision correspondront au dimensionnement de l’aérotherme et de l’évaporateur hybride. Les fonctions de performance seront notamment la réduction du débit d’air (nuisance sonore), le coût, le SCOP et l’encombrement.