Energy, Economic, and Environmental Assessment of an Energy Pile-Based Solar-Assisted Residential Ground Source Heat Pump System in a Canadian Cold Climate
Notice bibliographique
Résumé
Abstract The building sector’s high energy consumption and related emissions signify the urgency for cleaner space conditioning technologies. While ground source heat pumps (GSHPs) and solar-assisted ground source heat pumps (SAGSHPs) offer cleaner and more efficient solutions, their wide adoption is hindered by the high initial costs. This study investigates the energy, economic, and environmental aspects of energy pile-based GSHP and SAGSHP systems in a Canadian cold climate. A finite volume numerical model of the energy pile is developed, validated and coupled with a realistic building energy load profile and photovoltaic/thermal solar collector model to evaluate the energy performance of the systems. The economic and environmental performance of the system is compared with two conventional space conditioning technologies, i.e. electric baseboard heater + air conditioner and natural gas furnace + air conditioner. The results indicate that the payback period of the GSHP and the SAGSHP systems is in the range of 6–17 years when the ground heat exchanger is incorporated into the building foundation during construction. This highlights the potential of energy piles to drastically cut down the initial cost of ground-coupled heat pump systems. Moreover, based on Alberta’s grid emission factors as of 2023, the GSHP and SAGSHP systems lower emissions by 50.2–68.2% and 88.6–91.8% compared to baseboard heater + air conditioner and 47.6–66.6% and 82.1–87.2 % compared to natural gas furnace + air conditioner, respectively.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,002 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».