On the proper integration of pre-heating tanks in ground source heat pump systems combined with photovoltaic-thermal panels
Notice bibliographique
Résumé
• Pre-heating tanks are investigated to improve the system efficiency. • Pre-heating tank performance depends on the initial borehole field size. • Pre-heating tank is more beneficial for buildings with higher insulation levels. • Pre-heating tanks boost energy efficiency and cut costs in PVT + GSHP systems. Ground Source Heat Pump (GSHP) systems are an energy-efficient solution for meeting heating demands in buildings. However, in cold climates with heating-dominated loads, the net extraction of heat from the ground causes a thermal imbalance, reducing ground temperature and the seasonal performance factor (SPF) of the heat pump over time. Photovoltaic-thermal (PVT) panels can help regenerate ground temperature, improving energy efficiency and potentially reducing the required borehole field size. While the scientific literature has recently clarified the design and potential of GSHP + PVT, limited research has been done on the use of pre-heating tanks to improve the system performance. This study evaluates three GSHP + PVT system layouts using TRNSYS simulations for a multi-family house in Oslo over a 50-year period. The results show that integrating a pre-heating tank on the condenser side increases the 50-year-averaged system SPF 4 from 3.85 (baseline) to 4.11 (+6.8 %), demonstrating enhanced energy efficiency. However, the SPF 4 reduction over time is larger with the pre-heating tank (−7.47 %) due to reduced ground regeneration. In contrast, placing the pre-heating tank on the evaporator side yields a moderate SPF 4 increase to 3.95 (+2.6 %). Additionally, the optimal configurations lead to a 3.6 % reduction in electricity import from the grid, while the impact on PVT electricity generation remains minimal. These findings highlight that pre-heating tanks can effectively enhance GSHP + PVT efficiency, but their placement must be carefully considered to balance short-term efficiency gains with long-term performance.
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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) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 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 ».