Optimisation d’une pompe à chaleur géothermique à expansion directe(DX) par la méthode Taguchi

Abstract

Dans ce travail, nous réalisons une optimisation des paramètres contrôlables d’un type de pompe à chaleur géothermique à expansion directe(DX) dans un processus de chauffage domestique en appliquant la méthode de Taguchi. Les paramètres étudiés sont : la température d’entrée et le débit de l’eau au condenseur et la longueur des puits géothermiques, chacun ayant trois niveaux. Afin de déterminer les conditions optimales de fonctionnement et les effets de ces paramètres sur le coefficient de performance du système et sur la puissance extraite au condenseur, la méthode du plan d’expérience et l’analyse des données proposées par Genichi Taguchi ont été utilisées. L’analyse révèle que le paramètre le plus influant sur les réponses étudiées est la longueur de l’échangeur souterrain suivi par le débit d’eau et la température d’entrée de l’eau au condenseur. L’étude prouve par ailleurs que lorsque la température d’entrée de l’eau au condenseur augmente, le COP diminue et n’est pas une fonction croissante de la longueur de l’échangeur souterrain comme on pourrait l’imaginer. Les paramètres optimaux identifiés ont été testés expérimentalement. Les résultats obtenus ont été comparés avec ceux prédits par la méthode de Taguchi. Des expressions simplifiées de dimensionnement de la pompe à chaleur DX ont été proposées par analyse de régression des données expérimentales.