multi loops tests with borehole/pac/gas backup/rdc/rplus1

[alexandrecuer]

5 loops

One loop for each generator or energy storage

• sol
• pac
• gaz

One loop for each zone

• rdc
• rplus1

Chaque boucle dispose de sa propre pompe, hormis rplus1 qui en a 2, mais en parallèle

Hx use

• On met 2 échangeurs sur la boucle pac, qui alimentent rdc et plus1
• pour rplus1, on rajoute un échangeur de backup avec sa propre pompe de backup, en parallèle avec l'échangeur venant de la pac

Situations 1 et 2

Situation 3

[alexandrecuer]

pilotage Schedule ems

contrôle borehole classique en réduisant les débits de pompes, y compris la pac

soil_pump_program,
IF borehole_t < -5,
SET soil_pump_availability = 0.3,
ENDIF,
IF borehole_t >= -2,
SET soil_pump_availability = 0.8,
ENDIF;

pac_variable_pump_program,
IF borehole_t < -5,
SET pac_variable_pump_availability = 0.3,
ENDIF,
IF borehole_t >= -2,
SET pac_variable_pump_availability = 0.8,
ENDIF;

pour rplus1, bascule entre pompe backup et pompe de zone dans les mêmes conditions

RPLUS1_variable_pump_program,
IF borehole_t < -5,
SET RPLUS1_variable_pump_availability = 0,
ENDIF,
IF borehole_t >= -2,
SET RPLUS1_variable_pump_availability = 1,
ENDIF;

gas_variable_pump_program,
IF borehole_t < -5,
SET gas_variable_pump_availability = 1,
ENDIF,
IF borehole_t >= -2,
SET gas_variable_pump_availability = 0,
ENDIF;

RPLUS1_bckp_variable_pump_program,
IF borehole_t < -5,
SET RPLUS1_bckp_variable_pump_availability = 1,
ENDIF,
IF borehole_t >= -2,
SET RPLUS1_bckp_variable_pump_availability = 0,
ENDIF;

analyse

le contrôle ems pour la bascule ne semble pas opérer du tout. Il est vrai que ce sont des pompes à débit variable et que fixer des valeurs de débit pour des pompes variables peut être écrasé par le solveur

le backup gas ne démarre pas du tout

situation	nom du jeu	description	inconfort RDC	inconfort RPLUS1
1	borehole_5loops_gas_bckp_500ml_4525RP1	bascule backup	853	475
2	borehole_5loops_1_gas_bckp_500ml_4525RP1	plus de bascule, même archi avec du parallèle sur le supply du RPLUS1	926	370
3	borehole_5loops_2_gas_bckp_500ml_4525RP1	plus de bascule, plus de parallèle sur le supply du RPLUS1, tout est sérialisé	1415	747

même en enlevant la bascule, le gas ne démarre toujours pas

dimensionnement dans les situations 1 et 2

échangeur	UA W/C
RPLUS1 HX	3906
RPLUS1 HX BCKP	3906
RDC HX	4698

pompe	puissance W	débit m3/s
SOIL PUMP	325	0,001270
PAC PUMP	523	0,002050
RPLUS1 PUMP	119	0,000465
RPLUS1 PUMP BCKP	119	0,000465
RDC PUMP	286	0,001119
GAS PUMP	238	0,000931

générateur	puissance W	débit load	débit source	electric power
boiler gas	38291.73
PAC	84349.83	0.002050	0.002541	33739.93

[alexandrecuer]

3 loops

borehole flow control

sur les 3 pompes en simultané

soil_pump_program,
IF borehole_t < -5,
SET soil_pump_availability = 0.3,
ENDIF,
IF borehole_t >= -2,
SET soil_pump_availability =0.8,
ENDIF

pac_variable_pump_program,
IF borehole_t < -5,
SET pac_variable_pump_availability = 0.3,
ENDIF,
IF borehole_t >= -2,
SET pac_variable_pump_availability = 0.8,
ENDIF

,zone_variable_pump_program,
IF borehole_t < -5,
SET zone_variable_pump_availability = 0.3,
ENDIF,
IF borehole_t >= -2,
SET zone_variable_pump_availability = 0.8,
ENDIF

Situation	description	inconfort RDC	inconfort RPLUS1	conso
3loops_500ml	2 wl : 6040 sur pac et 5030 sur zone distribution, borehole flow ctrl, HX sur zone supply, zone pump sur zone demand	943	563	13.71
3loops_500ml_1	idem mais zone pump sur zone supply : zone_pump > HX	947	566	13.69
3loops_1WLonly	idem mais 5535 pac et zone	681	385	14.99
3loops_RAW	5535 pac et zone. No borehole flow ctrl	692	448	21.12

dimensionnement

pompe	flow	power
PAC_VARIABLE_PUMP	0.002050	523.74
ZONE_VARIABLE_PUMP	0.002050	523.74
SOIL_PUMP	0.001270	324.59

heatpump	puissance	load flow	source flow	electric power
HPWTW	84349.83	0.002050	0.002541	33739.93

HX	loop supply side flow	loop demand side flow	UA
EXCHANGER	0.002050	0.002050	8604.74

cascading

Avec une pompe de 88 KW, le cascading est inutile, la consigne sera toujours atteinte

On va donc tester la configuration suivante :

• une PAC de 45 KW de puissance thermique
• une loi d'eau 70/40 pour la boucle de production et une loi d'eau 60/40 pour la distribution
• no borehole CTRL, car celà rajoute de la complexité et trouble la lisibilité des courbes

situation	description	inconfort RDC	inconfort RPLUS1	conso
borehole_3loops_500ml_RAW_40KWPAC	5535	1084	817	20.68
borehole_3loops_500ml_RAW_45KWPAC_prod7040_zone6040		496	335	20.28
borehole_3loops_500ml_RAW_50KWPAC_prod7040_zone6040		388	261	20.56

on voit bien l'écart à la consigne, mais les températures entrée sortie des forages ne sont peut-être pas très réalistes (-20 ???)

[alexandrecuer]

4 loops

on se rapproche d'une configuration terrain

2 HX sur PAC LOOP :

• avec RDC
• avec RPLUS1

borehole control = modulation 0.3/0.8 du débit de toutes les pompes
semi borehole control = modulation 0.3/0.8 du débit des pompes sol et pac
controle HX = contrôle ON/OFF des échangeurs sous les mêmes conditions (OFF si Tborehole < -5, ON si Tborehole > >2)
arrêt pompe RPLUS1 si trop froid = modulation 0.0/1.0 du débit de la pompe RPLUS1

numéro	situation	description	inconfort RDC	inconfort RPLUS1	conso
1	borehole_4loops_500ml_1WL_only	PAC LOOP WL 6040, distribution WL 5535, borehole control	1781	1538	15.13
2	borehole_4loops_500ml_2WL	PAC LOOP WL 5535, distribution WL 4525, borehole control, 2 HX avec UA=7000 W/K	2855	3028	19.90
3	borehole_4loops_500ml_3WL_HX_ctrl	PAC LOOP WL 5535 distribution WL 5030, semi borehole control, controle HX	1406	762	24.80
4	borehole_4loops_500ml_oneFloor_iftoocold	PAC LOOP WL 5535 distribution WL 5030, semi borehole control, arrêt pompe RPLUS1 si trop froid	1393	3901	20.74

sauf quant on fixe le UA, les échangeurs sortent dimensionnés ainsi :

nom	Loop Supply Side Design Fluid Flow Rate [m3/s]	Loop Demand Side Design Fluid Flow Rate [m3/s]	Heat Exchanger U-Factor Times Area Value [W/C]
RDC_HX	0.001119	0.001119	4698.50
RPLUS1_HX	0.000931	0.000931	3906.24

dans tous les cas, le dimensionnement des pompes est le suivant :

nom	Design Flow Rate [m3/s]	Design Power Consumption [W]
PAC_VARIABLE_PUMP	0.002050	523.74
RDC_VARIABLE_PUMP	0.001119	285.98
RPLUS1_VARIABLE_PUMP	0.000931	237.76

architecture des situations 1 & 2

architecture des situations 3 & 4

on rajoute des bypass sous les échangeurs côté distribution ?

visualisations épisode un peu froid situation 4