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Thermally driven adsorption heat pumps for substitution of electricity and fossil fuels: tests, simulation and validation of applications (sub-project 4)

Titel Englisch Thermally driven adsorption heat pumps for substitution of electricity and fossil fuels: tests, simulation and validation of applications (sub-project 4)
Gesuchsteller/in Citherlet Stéphane
Nummer 153949
Förderungsinstrument NFP 70 Energiewende
Forschungseinrichtung Laboratoire d'énergétique solaire et de physique du bâtiment LESBAT HEIG-VD
Hochschule Fachhochschule Westschweiz - HES-SO
Hauptdisziplin Andere Gebiete der Ingenieurwissenschaften
Beginn/Ende 01.12.2014 - 31.10.2018
Bewilligter Betrag 269'541.00
Alle Daten anzeigen

Keywords (6)

energy efficiency; waste heat valorization; heating ; adsorption heat pump; air conditioning ; solar thermal energy

Lay Summary (Französisch)

Lead
En Suisse, le chauffage et la climatisation des bâtiments représente une part importante de la consommation d’énergie et des émissions de CO2. Or dans sa « stratégie énergétique 2050 », le conseil fédéral ambitionne de réduire à la fois l’utilisation de l’énergie nucléaire et les émissions de CO2. Dans le cadre du projet collaboratif THRIVE (no 407040_153989), une pompe à chaleur à adsorption (PACAd) innovante sera développée capable de convertir efficacement les rejets de chaleur industriels et les sources de chaleur renouvelables pour satisfaire les besoins de chauffage et de climatisation des bâtiments. THRIVE est subdivisé en cinq sous-projets : (1) développement de matériaux poreux (no 407040_154008), (2) intégration du matériau poreux dans un échangeur de chaleur (no 407040_153940), (3) développement d’une PACAd compacte (no 407040_153975), (4) test et modélisation de la PACAd (no 407040_153949), (5) écobilan et analyse de durabilité de la PACAd (no 407040_1153937).
Lay summary

La pompe à chaleur à adsorption et le projet THRIVE :

La pompe à chaleur à adsorption (PACAd) constitue une technologie attrayante pour la valorisation des rejets de chaleurs industrielles. En effet, la PACAd permet de produire à la fois du froid et de la chaleur tout en consommant très peu d’électricité. Par conséquent, cette technologie peut potentiellement résoudre les problèmes environnementaux générés par les technologies actuelles de chauffage et de climatisation. En outre, elle pourrait aussi permettre de valoriser efficacement les rejets de chaleurs industrielles.

Le présent projet fait partie d'un des cinq sous-projets qui composent le projet THRIVE (Thermally driven adsorption heat pumps for substitution of electricity and fossil fuels). THRIVE est piloté par le centre de recherche d’IBM de Zürich et rassemble plusieurs importantes institutions de recherche suisses (PSI, ETHZ, EMPA et HEIG-VD). L’objectif de ce projet est de développer, tester et optimiser une nouvelle génération innovante de PACAd. Chacun des sous-projets de THRIVE couvre un maillon de la chaîne de valeur technologique allant du développement, au test et à l’optimisation d’une PACAd innovante.

Objectifs du présent projet :

Le laboratoire de physique du bâtiment et d’énergétique solaire (LESBAT) de la haute école d’ingénierie et de gestion du canton de Vaud (HEIG-VD) est responsable d’un de ces sous-projets. Le premier objectif de ce sous-projet est d’identifier les scénarios d’implémentation de la pompe à chaleur à adsorption les plus prometteurs. Dans un deuxième temps, le prototype de PACAd développé dans le cadre des trois premiers sous-projets de TRHIVE sera testé et optimisé. Finalement, un modèle numérique de PACAd sera développé. Ce modèle sera utilisé pour optimiser le fonctionnement du prototype de PACAd. Il pourra aussi être utilisé pour évaluer les performances de la PACAd dans différents contextes d’implémentation. 

Direktlink auf Lay Summary Letzte Aktualisierung: 05.03.2015

Verantw. Gesuchsteller/in und weitere Gesuchstellende

Mitarbeitende

Zusammenarbeit

Gruppe / Person Land
Formen der Zusammenarbeit
IBM Research, Dr. Bruno Michel Schweiz (Europa)
- vertiefter/weiterführender Austausch von Ansätzen, Methoden oder Resultaten
- Publikation
Paul Scherrer Institut, Dr. Peter Burgherr Schweiz (Europa)
- vertiefter/weiterführender Austausch von Ansätzen, Methoden oder Resultaten
- Publikation
ETH Zurich, Prof. André Studart Schweiz (Europa)
- vertiefter/weiterführender Austausch von Ansätzen, Methoden oder Resultaten
- Publikation
Empa, Dr. Matthias Koebel Schweiz (Europa)
- vertiefter/weiterführender Austausch von Ansätzen, Methoden oder Resultaten
- Publikation
Hochschule für Technik Rapperswil, Dr. Elimar Frank Schweiz (Europa)
- vertiefter/weiterführender Austausch von Ansätzen, Methoden oder Resultaten
- Publikation

Kommunikation mit der Öffentlichkeit

Kommunikation Titel Medien Ort Jahr
Neue Medien (Web, Blogs, Podcasts, NewsFeed, usw.) Project THRIVE: Heat utilisation with solid sorption technology YouTube International 2016

Abstract

The energy required for cooling in Switzerland represents 14% of the Swiss electricity consumption. An important share of this electricity consumption (1’200GWh) is used for air conditioning. The situation is even worse for space heating which represents 50% of the Swiss final energy consumption. A large portion of this energy (>70%) is produced with fossil fuels. On the other hand, industrial waste heat has a very important and untapped potential. In Switzerland, it represents around 170TWh every year. For comparison, the 2011 Swiss space heating and cooling demand amounted to 65 and 28TWh respectively.Adsorption heat pumps constitute a very attractive technology for the valorisation of waste and renewable heat. They can produce both cooling and heating with very low electricity consumption. So this technology can potentially address simultaneously the heating and cooling energy consumption issue as well as the waste heat issue. Therefore a joint project has been set up involving several Swiss research institutions to develop an innovative thermally driven adsorption heat pumps. This device will be able to upgrade low-grade thermal energy to satisfy the space heating and cooling demand of residential and administrative buildings. This joint project gathers 5 sub-projects including this one. Each of these sub-projects will cover a part of the technological value chain for the development, testing and optimization of an innovative adsorption heat pump.This sub-project has been structured in four steps. During the first step, different implementation scenarios of adsorption heat pump will be investigated. The objective is mainly to identify the most promising applications in Switzerland and abroad. During the second and third step, the adsorption heat pump developed within the joint project will be tested and optimized. In the last step, a Trnsys model of the adsorption heat pump will be developed and validated using experimental measurements. This model could then be used to explore new application fields for this technology in a cost effective way.
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