Principe de fonctionnement du chauffage domestique géothermique. Chauffage géothermique à faire soi-même à la maison. Distribution de système de chauffage géothermique

La combustion des réserves naturelles d'hydrocarbures - pétrole et gaz - a atteint des proportions telles que le spectre d'une catastrophe écologique et énergétique commence à prendre des formes bien réelles.

Consciente enfin de la gravité de la situation, l'humanité développe de plus en plus les énergies renouvelables (ou alternatives).

Nikola Tesla a fait valoir que notre monde est rempli d'énergie gratuite, il vous suffit d'apprendre à l'extraire. Les scientifiques du monde entier font beaucoup d'efforts pour donner vie à cette thèse.

Leurs travaux n'ont pas été vains : en plus des éoliennes traditionnelles et des panneaux solaires, une autre source d'énergie gratuite a été ajoutée : le chauffage géothermique. Son essence ressort clairement de son nom : la chaleur de la Terre est utilisée pour le chauffage.

Mythe un : des sources chaudes sont nécessaires.

En effet, à l'évocation du terme « chaleur de la Terre », l'imagination du citoyen moyen dessine immédiatement des geysers sifflants et des lacs d'eau bouillante sur fond de volcan en éveil.

Nous sommes d'accord : les sources chaudes peuvent également être utilisées dans le chauffage géothermique, mais c'est rare, car elles ne sont situées que dans certaines régions.

Dans d'autres cas, le terme "chaleur de la Terre" signifie une température de 5 à 7 degrés, qui est maintenue de manière stable dans le sol ou l'eau en dessous de la profondeur de congélation.

Oui, oui, c'est la froideur que les scientifiques impudents appellent «chaleur» et parviennent même à en chauffer l'eau dans le système de chauffage.

Mythe deux : le chauffage géothermique est quelque chose comme une machine à mouvement perpétuel, et ne peut donc pas exister.

La raison de l'émergence de cette idée fausse était l'étonnante efficacité des systèmes de chauffage géothermiques : avec un coût énergétique de 1 kW, il est possible d'obtenir de 3 à 5 kW.

Et ceci, comme déjà mentionné, en l'absence totale de sources de chaleur visibles : geysers bouillonnants, volcans cracheurs de feu, ou du moins un poêle à bois ou à charbon brûlant.

Mais, comme vous le savez, l'énergie ne peut venir de nulle part et disparaître dans nulle part. Malheureusement, l'existence d'une machine à mouvement perpétuel est vraiment impossible.

Mais le système de chauffage géothermique n'a rien à voir là-dedans. Et les raisons de son efficacité résident dans l'application habile des lois bien connues de la physique.

Appareil et principe de fonctionnement

Le système de chauffage géothermique se compose de trois circuits et d'une pompe à chaleur, qui maintient la circulation du fluide dans les circuits et l'échange de chaleur entre eux. La pompe à chaleur est de taille similaire à une machine à laver moderne. Considérons chacun des circuits plus en détail.

Boucle extérieure

A travers le circuit externe, l'ensemble du système perçoit l'énergie thermique du sol ou du réservoir dans lequel se trouve ce circuit.

Une condition préalable est que le contour doit être inférieur à la profondeur de congélation caractéristique de cette région.

Un liquide de refroidissement circule à l'intérieur du circuit - saumure ou autre liquide non gelant. L'énergie thermique accumulée à travers l'échangeur de chaleur installé dans la pompe à chaleur est transférée au fréon contenu dans le deuxième circuit.

Circuit fréon

Ce circuit est entièrement situé dans le boîtier de la pompe à chaleur et est rempli de fréon. Une caractéristique du fréon est son point d'ébullition bas, au cours duquel le fréon s'évapore et se transforme en gaz.

Contour intérieur

Il s'agit en fait d'un circuit de chauffage, composé de tuyaux et de radiateurs de chauffage. Dans une version plus complexe, le circuit interne peut être divisé en circuits de chauffage, alimentation en eau chaude, chauffage de porche (dégivreur), etc.

Traditionnellement, le circuit interne est rempli d'eau, mais d'autres types de fluides caloporteurs peuvent également être utilisés.

Comment ça fonctionne

Le principe de fonctionnement d'un système de chauffage géothermique est le suivant :

La saumure située dans le circuit extérieur reçoit l'énergie thermique du sol ou de l'eau, ce qui fait augmenter sa température d'environ 5 degrés et devient égale, par exemple, à +3 degrés.
À l'intérieur de la pompe à chaleur, la saumure est pompée à travers un échangeur de chaleur, dans lequel une partie de son énergie thermique est transférée au fréon. La saumure qui s'est ensuite refroidie entre à nouveau dans le circuit externe.
Après avoir reçu de la chaleur de la saumure, le fréon du deuxième circuit s'évapore. Le gaz résultant entre dans le compresseur, où il est comprimé. En conséquence, la température du fréon monte à 100 degrés. Le gaz chaud est fourni à l'échangeur de chaleur, dans lequel il cède une partie de son énergie thermique au caloporteur du troisième circuit - interne.
Chauffé à une température de 50 à 70 degrés, le liquide de refroidissement du circuit interne est fourni aux radiateurs de chauffage, de sorte qu'une température confortable soit maintenue dans la maison. Le fréon, dont la température à la suite d'un échange de chaleur chute à 70 degrés, pénètre dans l'écran d'expansion, où sa pression et sa température chutent à leurs valeurs d'origine.
Tout le cycle est répété à nouveau.

Parmi les autres systèmes de chauffage peu courants, il mérite l'attention.

Avantages et inconvénients

Côté positif

Ce système présente de nombreux avantages :

L'efficacité du système varie de 300% à 500%.
L'énergie utilisée pour le chauffage est inépuisable et renouvelable.
Il n'y a aucun risque d'incendie.
Il n'est pas nécessaire de livrer et de stocker des matériaux combustibles.
Sécurité environnementale absolue : le fonctionnement du système de chauffage géothermique ne s'accompagne pas d'émissions de substances nocives ni de formation de déchets.
Mode de fonctionnement entièrement autonome.
Coûts d'exploitation minimaux.

Côté négatif

Le principal inconvénient du système de chauffage géothermique d'une maison de campagne est son coût. Ainsi, le prix d'une pompe à chaleur peut varier de 3 à 10 mille euros.

Le coût des travaux d'installation est en moyenne la moitié du coût de la pompe, mais en cas de circonstances malheureuses, il peut le dépasser.

Schémas de construction d'un système de chauffage

Malgré la simplicité du système, l'installation d'un chauffage géothermique pour une maison de campagne est un processus assez coûteux et chronophage.

Cela n'est pas tant dû au coût élevé de la pompe à chaleur qu'à l'ampleur du circuit externe : en moyenne, sa surface devrait dépasser de 2,5 fois la surface chauffée. Disposez le contour extérieur de l'une des trois manières suivantes :

Horizontalement dans le sol

Les tuyaux du circuit sont situés sous la surface de la terre sous la profondeur de congélation.

Lors du chauffage d'une maison d'une superficie de 200 m². m pour le placement horizontal du contour extérieur, vous aurez besoin d'un terrain d'une superficie de 500 m². M.

Les inconvénients de cette méthode sont évidents: vous devrez déterrer un terrain solide, détruisant complètement le paysage qui s'y trouve.

Si des arbres poussent sur le site, la tâche devient plus compliquée: les tuyaux du circuit du plan ne doivent pas être à moins de 1,5 m de l'arbre.

Tous les travaux sur le placement horizontal du contour extérieur dans le sol peuvent être effectués indépendamment, et ce sont les principaux avantages de cette méthode. Le processus est relativement simple, bien que laborieux : creuser des tranchées, souder et poser des tuyaux.

Pose horizontale au fond du réservoir

S'il y a un réservoir près de votre maison, vous pouvez vous passer d'excavation, tout en conservant l'aménagement paysager existant du site près de la maison. Les exigences pour le réservoir sont les suivantes: il doit être situé à moins de 100 m de la maison et avoir une superficie d'au moins 200 mètres carrés. M.

Si vous ne le possédez pas, vous aurez très probablement besoin de l'autorisation des autorités locales pour placer la boucle extérieure de votre système géothermique dans le réservoir.

La profondeur optimale à laquelle les tuyaux doivent être placés est de 2,2 à 2,5 m.

Vous pouvez également placer vous-même le contour extérieur dans le réservoir; un tel travail ne nécessite pas d'expérience particulière ni de hautes qualifications. S'il est possible de vidanger l'eau du réservoir lors de l'installation, la tâche nécessitera encore moins d'efforts.

Pose verticale dans le sol

Dans ce cas, un puits est construit pour accueillir le contour extérieur. La construction elle-même et l'installation des conduites en boucle dans le puits nécessiteront l'intervention de spécialistes et d'équipements de forage. Mais toutes les plantations et éléments paysagers existants restent intacts.

De plus, placer le circuit dans le puits rend le système de chauffage plus efficace, car le sol à grande profondeur (la profondeur du puits est de 50 à 200 m) maintient une température constante de 10-12 degrés toute l'année.

Un avantage supplémentaire est la longue durée de vie du puits, qui peut atteindre 100 ans.

Il existe un autre type de système de chauffage géothermique pour une maison de campagne, appelé ouvert. Il n'y a pas de circuit externe et le rôle du liquide de refroidissement est joué par l'eau, qui est pompée dans la pompe à chaleur à partir d'un puits artésien.

Pour évacuer l'eau à la même profondeur, un deuxième puits est en cours de construction. Une partie de l'eau artésienne peut être utilisée pour alimenter la maison en eau, ce type de chauffage géothermique est donc plus courant dans les régions où il n'y a pas d'approvisionnement en eau centralisé.

Parfois, le chauffage géothermique seul peut ne pas suffire et vous devez chauffer le liquide de refroidissement.

Pour de tels cas, par exemple, ou. Choisissez en fonction de la disponibilité du carburant.

En raison de la hausse constante des prix de l'énergie, les gens essaient de devenir indépendants en matière d'énergie. Ainsi, l'utilisation de sources de chaleur alternatives devient plus pertinente. Il s'agit d'un système de chauffage géothermique qui implique l'utilisation de pompes spéciales. Grâce à elle, il devient possible d'obtenir la chaleur directement du sol.

Le principe de fonctionnement du système de chauffage

Les gens ont toujours essayé d'obtenir la chaleur provenant des entrailles de la terre. Grâce à l'avènement du chauffage géothermique, cela est devenu possible.

Au centre de la terre le magma se trouve, réchauffant la terre. En raison de la présence de la couche supérieure du sol, il ne se refroidit pas. Il suffisait d'apprendre à appliquer une telle chaleur pour découvrir une source alternative de chaleur. Avec son utilisation appropriée, il sera possible de résoudre le problème de l'approvisionnement en chaleur de toutes les maisons de campagne.

Beaucoup de gens trouvent le principe de fonctionnement d'une pompe à chaleur géothermique assez compliqué. En fait, il suffit de traiter les caractéristiques du chauffage par le sol. Le fonctionnement du système est possible grâce à la présence d'un circuit externe jouant le rôle d'échangeur de chaleur. Il est situé dans l'eau ou sous terre. À l'intérieur de cet élément se trouve de l'eau ou tout autre liquide qui absorbe la chaleur. Le liquide de refroidissement pénètre dans la pompe géothermique, qui accumule de la chaleur. Cet équipement distribue l'énergie reçue dans tout le circuit interne.

Il convient de noter que ces pompes à chaleur correspondent à des tailles standard, mais leurs performances sont vraiment élevées.

Variétés de systèmes géothermiques

Il existe plusieurs types de tels systèmes de chauffage. Tous ne diffèrent que par l'échangeur de chaleur. Son choix dépend des caractéristiques du site et de certaines nuances de la région.

Beaucoup de gens ont du mal à faire un choix. Afin de ne pas se tromper, il convient de considérer les possibilités financières et certaines caractéristiques du terrain. S'il existe un réservoir près de la maison qui répond à toutes les exigences mentionnées, il sera alors possible d'organiser le chauffage géothermique de vos propres mains. Et autorisation d'utiliser des pompes à chaleur et d'effectuer des travaux de toute autorité n'est pas nécessaire. Si nous parlons de l'utilisation d'autres systèmes, un échangeur de chaleur vertical nécessitera des investissements financiers importants et un échangeur de chaleur horizontal nécessitera beaucoup de terrain inoccupé.

Les avantages de ce mode de chauffage

Il existe de nombreuses opinions contradictoires sur les sources de chaleur alternatives. Naturellement, le chauffage domestique géothermique ne fait pas exception. Cependant, les avantages objectifs d'un tel système sont vraiment nombreux.

Organisation indépendante du chauffage géothermique

Comme mentionné précédemment, un tel système est le plus abordable, ce qui signifie que chaque propriétaire peut utiliser les ressources énergétiques de la terre. Dans le même temps, l'organisation du chauffage géothermique ne nécessite pas d'investissements importants ni de ressources humaines. L'installation du système par vous-même est assez simple. Dans ce cas, l'essentiel est d'effectuer les calculs corrects.

Naturellement, l'installation des équipements et des pompes à chaleur elles-mêmes dépend du type d'échangeur de chaleur choisi.

La façon la plus simple de procéder à l'installation est que la maison est située près du réservoir. Dans ce cas, il suffit d'embaucher plusieurs assistants et équipements spéciaux pour poser le tuyau au fond. Après cela, il ne reste plus qu'à connecter la pompe à chaleur, après quoi la maison deviendra chaude.
Si vous avez choisi un échangeur de chaleur horizontal, alors vous devez creuser le site. Par la suite, il ne sera plus possible d'y organiser un jardin ou un potager.
Le plus difficile est l'installation d'un échangeur de chaleur vertical. L'exécution de tels travaux devrait être confiée à des spécialistes ayant une expérience pertinente et un équipement de forage professionnel.

En plus de la pose des tuyaux, il faut faire attention à l'installation de la pompe à chaleur elle-même. Un tel appareil doit être correctement installé, sinon le système sera inefficace.

Le chauffage géothermique n'est utilisé que depuis peu. Grâce à lui, il est possible d'obtenir une énergie bon marché avec un minimum de frais. Pour que cette alternative soit efficace, toutes les exigences doivent être prises en compte, ainsi que la pompe à chaleur doit être installée correctement.

Les méthodes alternatives de chauffage des logements sont en vogue. Pour de tels systèmes, il n'est pas nécessaire de placer la maison à proximité des conduites de gaz. Dans le même temps, aucune combustion de carburant n'est prévue dans les conceptions. Une option efficace est le chauffage domestique thermique. Les technologies en développement contribuent au fait que divers modèles de ce type de chauffage des locaux apparaissent sur le marché intérieur.

Application de l'énergie terrestre

Il faut garder à l'esprit que le sol, même en cas de gel sévère, ne gèle pas trop profondément dans la plupart des régions du pays. Cette propriété est exploitée même par les constructeurs qui sont engagés dans la pose de pipelines en dessous du niveau moyen de gel du sol. La valeur thermique a un indicateur au niveau de + 5- + 7 0 C. Cela vous permet d'utiliser l'énergie de la terre pour chauffer la maison.

La chaleur qui en résulte peut être accumulée grâce à une installation moderne. Le principe de fonctionnement du chauffage géothermique à la maison, selon les propriétaires, est similaire au principe de fonctionnement d'un réfrigérateur. L'algorithme du cycle de travail est le suivant :

vous avez besoin d'obtenir de la chaleur pour la stocker et la rediriger vers une batterie d'énergie ;
l'antigel est chauffé dans l'un des circuits du système et il transfère de l'énergie à l'eau circulant dans le deuxième circuit de chauffage et à l'alimentation en eau chaude ;
l'antigel refroidi est redirigé vers la zone de l'échangeur de chaleur pour se réchauffer à nouveau.

Cette approche vous permet d'utiliser la chaleur de la terre pour chauffer la maison. Les systèmes utilisent des pompes géothermiques. La chaleur extraite peut être suffisante à la fois pour faire fonctionner l'unité comme source principale de chaleur dans la pièce et pour la faire fonctionner comme circuit d'appoint ou auxiliaire.

VIDÉO : Un miracle de la technologie - la chaleur du sous-sol

Principe d'opération

Le chauffage par le sol n'est plus un développement fantastique ou isolé. Dans de nombreux pays européens, cette direction est une priorité. Dans notre pays, il gagne aussi ses fans.

On observe depuis longtemps que, lors de l'évaporation, certaines substances refroidissent la surface qu'elles quittent. Cette propriété a d'abord été utilisée dans les réfrigérateurs domestiques et industriels pour le refroidissement. Plus tard, l'idée est née d'utiliser l'effet inverse de ce phénomène, en obtenant de l'air chaud. Il a été introduit dans les climatiseurs qui fonctionnent pour le chauffage. Cependant, ils ne sont pas capables de fonctionner à des températures inférieures à -50C. Les dispositifs géothermiques sont dépourvus d'un tel inconvénient.

Schéma de fonctionnement de l'équipement

Le maillon de base du système est une pompe à chaleur utilisée en deux circuits :

le premier circuit est un système de chauffage classique avec un liquide de refroidissement à eau, composé de tuyaux principaux, de radiateurs et de vannes ;
le deuxième circuit est un échangeur de chaleur de grande taille situé dans le sol ou sous un grand réservoir ouvert.

À l'intérieur du deuxième circuit, de l'antigel spécial et de l'eau préparée sont utilisés. Il est chauffé par l'énergie de la chaleur interne de la terre et passe dans la pompe à chaleur. De là, la chaleur est transférée au circuit interne et pénètre dans les radiateurs.

Un détail important est la pompe à chaleur. Ses dimensions ne dépassent pas la taille d'une machine à laver. Consommant 1 kW, l'appareil produit 4 à 5 kW d'électricité pour le chauffage. A titre de comparaison, les climatiseurs fonctionnent approximativement en mode consommation / retour 1 à 1.

Aujourd'hui, le prix de la chaleur du sol pour chauffer une maison est encore élevé, mais il ne cesse de baisser.

Les principaux coûts du processus d'installation sont dépensés en équipements étrangers coûteux et en travail avec le sol. Il existe également des développements afin de concevoir indépendamment des pompes géothermiques qui créent de la chaleur dans la maison.

Avantages du système

Le chauffage géothermique a beaucoup de qualités positives qui le distinguent des autres systèmes, comme le gaz ou l'électricité. Les avantages incluent :

l'installation est absolument sûre en termes d'allumage, car il n'y a pas de flamme à l'intérieur;
pour l'installation, il n'est pas nécessaire de percer les cheminées;
pas d'émissions nocives, de bruit ou d'odeurs désagréables ;
l'équipement compact ne prend pas beaucoup de place;
il n'a pas besoin de livrer et de stocker de carburant ;
l'énergie inépuisable de la terre est utilisée ;
l'équipement peut fonctionner en hiver pour le chauffage et en été pour le refroidissement ;
hautes performances en fonctionnement autonome ;
bien que les coûts d'installation soient chers, mais les coûts de fonctionnement sont plusieurs fois inférieurs à ceux des sources de chauffage traditionnelles.

Variétés de mise en page

Il existe plusieurs options pour installer des systèmes géothermiques. Ils sont proches en efficacité et sont appliqués en fonction des possibilités du paysage à proximité et des conditions de température de la région.

Installations verticales

La principale différence réside dans l'installation de l'échangeur de chaleur. Le plus compact est sa disposition verticale. Cette option ne nécessite pas de surfaces foncières importantes. Cependant, il est nécessaire d'utiliser une plate-forme de forage, car des puits profonds seront nécessaires.

La profondeur approximative des puits pour les systèmes géothermiques est de 50 à 200 m pour un fonctionnement efficace.

Ce type est le plus coûteux à installer, mais sa durée de fonctionnement prévue peut atteindre 100 ans, selon les fabricants, ce qui est la plus longue période parmi des systèmes similaires. Le principal avantage de l'installation verticale est la préservation maximale du paysage environnant.

Montage horizontal

Pour les régions où le niveau de gel du sol est relativement faible, il est avantageux de placer l'échangeur de chaleur dans un plan horizontal. Les tuyaux dans une telle situation sont situés dans une tranchée creusée. Il occupe une surface assez importante, ce qui est souvent présenté comme un inconvénient de cette disposition. Cependant, dans cette situation, un forage coûteux n'est pas nécessaire.

Le collecteur sous forme de tubes est réparti en boucles sur la zone sélectionnée. Il est nécessaire de reculer de 1,5 à 2 m des racines des arbres afin qu'elles n'endommagent pas la structure. La surface approximative pour chauffer une maison de 250 m2 sera d'environ 600 m2. Tout le monde n'a pas les moyens d'héberger un collecteur géothermique.

Placement sous-marin

L'installation d'un capteur sous la colonne d'eau est l'un des moyens les plus efficaces pour chauffer une maison. Il est souhaitable que le réservoir ne soit pas situé à plus de 100 m de la construction de logements. Les spirales collectrices sont montées sous une profondeur d'au moins 2,5 à 3 m, ce qui leur permettra d'être en dessous du point de congélation. Le miroir du réservoir doit avoir une superficie d'au moins 200 m 2 .

Avec un collecteur d'eau, le besoin de travail de l'eau est considérablement réduit, alors qu'il n'y a pas de perte d'efficacité de l'usine.

À l'intérieur de la maison, un tel chauffage ressemblera à un système d'eau classique avec des radiateurs. Cependant, le chauffage du liquide de refroidissement sera effectué sans utiliser de carburant.

Bien entendu, un tel système reste très coûteux - 2 à 3 fois plus cher que le chauffage au gaz. Mais si vous calculez les économies de carburant, la fiabilité et la sécurité des équipements, la durée de fonctionnement - généralement les maisons ne sont pas construites pour 10 ou même 20 ans, mais pour une période beaucoup plus longue, il devient clair qu'un tel système est l'avenir. Vous pouvez essayer de faire l'installation dès maintenant, ou vous pouvez attendre quelques années de plus lorsque des développements nationaux apparaîtront sur le marché.

VIDÉO : Chauffage domestique économique, types de pompes à chaleur, schéma de raccordement

On sait que la géothermie est la chaleur de la Terre, et le concept de « géothermie » est souvent associé aux volcans et aux geysers. En Russie, l'énergie géothermique est principalement utilisée à l'échelle industrielle, par exemple, il existe des centrales électriques d'Extrême-Orient qui fonctionnent sur la base de la chaleur de notre planète.

Beaucoup sont sûrs que faire du chauffage géothermique à la maison de leurs propres mains est quelque chose qui sort du domaine de la fantaisie. N'est-ce pas? Mais ce n'est absolument pas vrai ! Avec le développement des technologies modernes, l'utilisation domestique de "l'énergie verte" est devenue bien réelle.

Nous parlerons des principes du chauffage alternatif, de ses avantages et de ses inconvénients, et le comparerons aux systèmes de chauffage traditionnels. Vous apprendrez également comment positionner l'échangeur de chaleur et comment installer le chauffage géothermique de vos propres mains.

Lorsque la crise pétrolière a éclaté dans les années 70 du siècle dernier, un besoin brûlant s'est fait sentir en Occident. C'est à cette époque que les premiers systèmes de chauffage géothermiques ont commencé à voir le jour.

Aujourd'hui, ils sont largement utilisés aux États-Unis, au Canada et dans les pays d'Europe occidentale.

Galerie d'images

À propos des sources de chauffage géothermique

Pour le chauffage géothermique, les sources d'énergie thermique terrestre suivantes peuvent être utilisées :

haute température;
basse température.

Les sources thermales, par exemple, appartiennent à celles à haute température. Vous pouvez les utiliser, mais leur portée est limitée par l'emplacement réel de ces sources.

Si en Islande ce type d'énergie est activement utilisé, alors en Russie les eaux thermales sont loin des colonies. Ils sont plus concentrés au Kamtchatka, où les eaux souterraines sont utilisées comme caloporteur et fournies aux systèmes d'eau chaude.

Le contour extérieur semble beaucoup plus grand que le contour intérieur, bien que ses dimensions ne puissent être estimées que pendant la période de planification et d'installation. Pendant le fonctionnement, il est invisible, car il est souterrain ou sous l'eau. A l'intérieur de ce circuit circule de l'eau ordinaire ou de l'antigel à base d'éthylène glycol, ce qui est de loin préférable.

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

S'il vous est plus facile de percevoir les informations visuelles, cette vidéo vous permettra de voir de vos propres yeux exactement comment fonctionne le système géothermique, ainsi que d'en savoir plus sur qui et pourquoi ce type de chauffage est bénéfique.

Nous vous invitons à visionner une courte vidéo dans laquelle le propriétaire d'un collecteur de sous-sol horizontal parlera de ses impressions sur son fonctionnement. De plus, après avoir visionné cette vidéo, vous découvrirez les coûts permanents associés à l'exploitation d'un système de chauffage géothermique.

Chaque propriétaire d'une maison privée choisit lui-même d'acheter les services d'organisations fournissant des ressources ou de ne compter que sur lui-même. Ce faisant, il est guidé par toute une liste de considérations.

Avez-vous quelque chose à ajouter ou avez-vous des questions sur le chauffage géothermique d'une maison privée ? Vous pouvez laisser des commentaires sur la publication. Le formulaire de contact se trouve dans le bloc du bas.

Contenu

Pour chauffer une habitation particulière, on utilise traditionnellement des appareils fonctionnant à l'électricité, aux combustibles solides, gaz ou liquides. Au cours des dernières décennies, les capteurs solaires et la chaleur de l'intérieur de la terre ont été utilisés comme source alternative d'énergie thermique. Chauffer une maison à l'aide de la chaleur de la terre s'appelle le chauffage domestique géothermique.

Chauffage géothermique de la maison grâce à l'énergie de la terre

Le chauffage à partir du sol est de plus en plus demandé car le coût des vecteurs énergétiques conventionnels augmente régulièrement, tandis que les approvisionnements en combustibles fossiles diminuent. Investir dans le chauffage au sol d'un chalet est assez rentable, compte tenu des perspectives économiques et des économies importantes sur l'approvisionnement en chaleur autonome pendant la période de chauffage.

Méthodes d'obtention d'énergie thermique naturelle

Les pompes à chaleur géothermiques diffèrent dans la manière dont elles extraient la chaleur :

Installations utilisant la chaleur des eaux souterraines profondes, geysers chauds, etc.
Systèmes comprenant un réservoir d'antigel installé dans le sol à une profondeur de 75 mètres. Le chauffage des entrailles de la terre est assuré par le chauffage naturel du récipient avec de l'antigel ; en conséquence, le réfrigérant, traversant l'échangeur de chaleur, dégage la chaleur reçue et retourne dans le réservoir.
Le circuit géothermique est posé le long du fond du réservoir, qui est un accumulateur de chaleur naturel. Dans ce cas, il faut tenir compte du fait que le réservoir peut complètement geler en hiver.

Types de pompes à chaleur géothermiques

Chauffer une maison avec l'énergie du sol nécessite des travaux d'installation à grande échelle, mais c'est un moyen écologique d'obtenir une énergie thermique pratiquement gratuite. Pour chauffer la maison, vous aurez besoin de dépenses insignifiantes pour l'électricité nécessaire au fonctionnement du système.

Principes de fonctionnement du chauffage géothermique

Le chauffage à partir de l'énergie de la terre est utilisé avec succès dans diverses zones climatiques : les systèmes sont capables de fonctionner dans les régions du sud et du nord.

Une installation géothermique, au cours de son fonctionnement, utilise une propriété physique de certains liquides telle que la capacité à s'évaporer, ce qui entraîne un refroidissement de surface. C'est ce phénomène qui sous-tend le fonctionnement des équipements frigorifiques.

Le principe de fonctionnement du chauffage géothermique est un processus de refroidissement lancé en sens inverse. C'est ainsi que fonctionnent les climatiseurs, capables non seulement de refroidir, mais aussi de chauffer l'air de la pièce.

Comment fonctionne une pompe à chaleur

Cependant, les climatiseurs ont une capacité limitée - ils ne peuvent pas fonctionner à des températures inférieures à -5°C. Et le système géothermique est capable de chauffer la maison, quelle que soit la température de l'air en surface. Cela est dû au fait que dans l'environnement dont il puise l'énergie thermique, des conditions de température stables sont naturellement maintenues.

Dispositif de système de chauffage géothermique

La géothermie (la science de l'état thermique de la Terre) a rendu possible l'application pratique de l'énergie thermique que la croûte terrestre reçoit du magma chaud au centre de la planète.

Une pompe à chaleur spécialement conçue pour le chauffage domestique est installée en surface et un échangeur de chaleur est monté dans le sol ou au fond du réservoir. L'énergie thermique est « pompée » à la surface et permet de chauffer le liquide de refroidissement dans le circuit de chauffage d'une maison ou d'un bâtiment non résidentiel.

Comment se passe le processus de chauffage

Le chauffage géothermique d'une maison privée est une option rentable. Si vous utilisez l'énergie de la terre pour chauffer une maison, alors pour chaque kilowatt d'électricité nécessaire au fonctionnement de l'équipement, il y a de 4 à 6 kW d'énergie thermique utile obtenue des entrailles de la planète.

En comparaison avec le fonctionnement du climatiseur, nous verrons que lors de son fonctionnement, il faut plus de 1 kW d'électricité pour obtenir 1 kW d'énergie thermique. Cela est dû aux pertes inévitables lors de la conversion d'une énergie en une autre, et ainsi de suite.

Il est très rentable de chauffer un bâtiment résidentiel en utilisant l'énergie thermique de l'intérieur de la terre, mais la période de récupération des coûts d'équipement et d'installation prendra un certain temps.

Utiliser la chaleur de la terre pour chauffer la maison ne nécessite pas l'installation d'une chaudière traditionnelle pour chauffer le liquide de refroidissement.

Dans ce cas, le système se compose de trois composants:

circuit de chauffage - source géothermique d'énergie thermique;
circuit de chauffage à l'intérieur de la maison - radiateur ou plancher à basse température;
station de pompage - une pompe à chaleur pour pomper de l'énergie thermique dans le circuit de chauffage à partir du circuit de chauffage dans le sol ou sous l'eau.

Le système de chauffage géothermique peut également être utilisé pour chauffer des serres, des bâtiments annexes, de l'eau de piscine, des allées de jardin, etc.

Matériel de chauffage géothermique

L'équipement géothermique pour un système de chauffage en profondeur vous permet d'accumuler l'énergie thermique extraite de l'environnement et de la transférer au liquide de refroidissement du circuit de chauffage.

La liste des équipements de chauffage au sol comprend:

Évaporateur. Le dispositif est situé en profondeur et sert à absorber l'énergie thermique située dans les eaux géothermiques ou le sol.
Condensateur. Permet de porter la température de l'antigel à la valeur nécessaire au fonctionnement du système.
Pompe à chaleur. Assure la circulation de l'antigel dans le circuit de chauffage, contrôle le fonctionnement de l'installation géothermique.
Réservoir tampon - un récipient pour collecter l'antigel chauffé. Vous permet de transférer l'énergie thermique de l'intérieur de la terre au liquide de refroidissement. Le réservoir traversé par le liquide de refroidissement est équipé d'un échangeur de chaleur sous forme de serpentin. L'antigel chauffé se déplace le long de celui-ci, dégageant de la chaleur.

Schéma d'un appareil pompe à chaleur

Mise en place du système

Le chauffage géothermique d'une bastide au stade d'aménagement nécessite un investissement financier solide. Le coût total élevé du système est en grande partie dû à l'important travail de terrain associé à l'installation du circuit de chauffage.

Au fil du temps, les coûts financiers sont payants, puisque l'énergie thermique utilisée pendant la saison de chauffage est extraite des profondeurs de la terre avec une consommation d'électricité minimale.

Installation d'un échangeur de chaleur horizontal pour un système de chauffage géothermique

Pour assurer le chauffage de la maison avec la chaleur de la terre, il est nécessaire d'installer un système:

la partie principale doit être située sous terre ou au fond du réservoir;
dans la maison elle-même, seuls des équipements assez compacts sont installés et un radiateur ou un circuit de chauffage par le sol est posé. L'équipement situé à l'intérieur de la maison vous permet de régler le niveau de chauffage du liquide de refroidissement.

À quoi ressemble un équipement géothermique dans une maison ?

Lors de la conception d'un chauffage dû à la chaleur du sol, il est nécessaire de déterminer l'option d'installation pour le circuit de travail et le type de collecteur.

Il existe deux types de collecteurs:

Vertical - plonge dans le sol sur plusieurs dizaines de mètres. Pour ce faire, à une courte distance de la maison, il est nécessaire de forer un certain nombre de puits. Un contour est immergé dans les puits (l'option la plus fiable est les tuyaux en polyéthylène réticulé).

Inconvénients : Coûts financiers élevés pour forer plusieurs puits dans le sol à une profondeur de 50 mètres ou plus.

Avantages : L'emplacement souterrain des tuyaux à une profondeur où la température du sol est stable, assure une grande efficacité du système. De plus, le collecteur vertical occupe une petite surface de terrain.

Horizontal. L'utilisation d'un tel collecteur est autorisée dans les régions à climat chaud et tempéré, car la profondeur de gel du sol ne doit pas dépasser 1,5 mètre.

Inconvénients: La nécessité d'utiliser une grande surface du site (le principal inconvénient). Ce terrain après la pose du contour ne peut pas être utilisé pour un jardin ou un potager, car le système fonctionne avec le dégagement de froid pendant le transport du réfrigérant, ce qui provoquera le gel des racines des plantes.

Avantages : Travail de terrain moins cher que vous pouvez même faire vous-même.

Type de collecteur horizontal et vertical

L'énergie géothermique peut être produite en posant un circuit géothermique horizontal au fond d'un réservoir hors gel. Cependant, cela est difficile à mettre en œuvre en pratique : le réservoir peut être situé en dehors de l'espace privé, il faudra alors coordonner l'installation de l'échangeur de chaleur. La distance entre l'objet chauffé et le réservoir ne doit pas dépasser 100 mètres.

Important! La température ambiante du capteur ne doit pas descendre en dessous de +5°C. La partie supérieure du capteur en contact avec le sol gelé doit être protégée par une isolation thermique pour éviter les pertes de chaleur.

Avantages et inconvénients

Le chauffage à l'énergie du sol présente de nombreux avantages :

Efficacité. Comparé au coût de l'électricité pour le fonctionnement d'une pompe à chaleur, le système permet d'obtenir plusieurs fois plus d'énergie calorifique.
Respect de l'environnement. Ce type de chauffage est totalement inoffensif pour l'environnement, il n'y a aucune émission dans l'atmosphère.
Sécurité. Il n'est pas nécessaire d'utiliser de carburant, de produits chimiques, etc., il n'y a aucun risque d'explosion ou d'incendie de l'équipement.
Besoin minimum de support technique. Un système correctement installé est capable de fonctionner sans aucune intervention pendant au moins 30 ans.
Rentabilité. Pendant le fonctionnement, il n'y a pas de frais de réparation, ce qui vous permet de rembourser l'installation de chauffage dans un délai de 5 à 8 ans.
Pas besoin de contrôler le fonctionnement du système.
Faible niveau de bruit pendant le fonctionnement de l'équipement.
Source inépuisable d'énergie thermique, il n'est pas nécessaire d'acheter et de stocker un vecteur énergétique.

Respect de l'environnement de l'utilisation de l'énergie thermique du sous-sol

Les inconvénients incluent:

coûts d'équipement initialement élevés ;
la nécessité d'effectuer des travaux de forage complexes dans la zone pour l'installation d'un circuit vertical ou de gâcher le paysage en préparant des tranchées pour un échangeur de chaleur horizontal.

Dans les climats tempérés, les installations géothermiques ont prouvé leur efficacité. Dans les régions du nord, ce type de chauffage convient aux petites maisons (jusqu'à 200 m 2 ).

Après avoir compris le fonctionnement du système et ses composants, vous pouvez déterminer la possibilité de l'installer sur votre propre site. La plupart du temps, le chauffage à partir de la terre est équipé au stade de la construction d'une maison - dans ce cas, il est plus facile d'effectuer des travaux de terrassement, car la planification du site et la création d'un aménagement paysager sont encore à venir.