Systèmes de chauffage géothermique pour une maison de campagne: caractéristiques d'aménagement à faire soi-même

Principe de fonctionnement

Un phénomène tel que le chauffage géothermique, dont le principe ressemble à un réfrigérateur conventionnel, mais en sens inverse, devient de plus en plus populaire. La terre retient constamment la chaleur, il est possible de chauffer des objets situés à sa surface. L'essentiel est que le magma chaud chauffe la terre de l'intérieur et, grâce au sol, il ne gèle pas d'en haut.

Et le principe de fonctionnement ici est le suivant: une pompe à chaleur est placée sur le dessus, un échangeur de chaleur est abaissé dans un puits en terre spécial. L'eau souterraine passe par la pompe et est chauffée. Ainsi, la chaleur obtenue dans ce cas est utilisée à des fins industrielles ou domestiques. C'est ainsi que fonctionne le chauffage au sol.

Schéma de principe de la pompe à chaleur

A noter que le principal avantage d'un tel système est qu'avec un coût d'électricité de 1 kW, on obtient une énergie thermique utile de l'ordre de 4 à 6 kW. A titre de comparaison, un climatiseur conventionnel n'est pas capable de convertir 1 kW d'électricité en 1 kW d'énergie thermique (la loi de conservation de l'énergie, puisque les pertes lors de la conversion d'un type d'énergie à un autre, hélas, n'a pas encore été annulée ). Le chauffage à partir de la chaleur de la terre portera ses fruits assez rapidement avec la bonne approche de la mise en œuvre du chauffage géothermique.

Coûts approximatifs et retour sur investissement du système

Lors du choix d'un chauffage thermique, dont le principe de fonctionnement est déjà connu, les propriétaires doivent être conscients que certains investissements seront nécessaires. La marque d'équipement est sélectionnée en fonction des exigences de l'utilisateur, le prix des unités dépend de nombreux facteurs, par exemple la puissance.

Les appareils pour 4-5 kW sont estimés entre 3 000 et 7 000 $, pour 5-10 kW ils coûtent entre 4 000 et 8 000 $, pour 10-15 kW déjà entre 5 000 et 10 000 $. De plus, 40 à 50% du montant sera le coût des travaux d'installation et le lancement du système. Le résultat est une quantité très impressionnante de coûts. Mais tous seront amortis dans environ 3 à 5 ans, et il ne restera alors que les factures d'électricité que la pompe à chaleur consommera.

Le principe de l'obtention de l'énergie géothermique

Le fonctionnement des centrales de chauffage géothermiques est souvent comparé au principe de fonctionnement des systèmes de climatisation ou d'un réfrigérateur conventionnel. Chacun des schémas consiste en deux circuits d'échange de chaleur. Il est généralement admis que dans le circuit situé dans le sol, le porteur est chauffé (le plus souvent le fréon non gelant joue ce rôle), qui est ensuite transféré au «circuit domestique» dans l'évaporateur de l'échangeur de chaleur.

Le liquide qui s'est refroidi après avoir circulé dans la maison doit être réchauffé à environ + 7 ° C pour répéter le cycle. Dans le même temps, en été, le système fonctionne sur le principe opposé, refroidissant l'air de la maison, il serait donc plus correct de l'appeler non pas chauffage, mais climatisation.

Utilisation d'une pompe à chaleur

La durabilité du système dépend des caractéristiques et des conditions dans lesquelles la pompe à chaleur fonctionne. Dans les installations géothermiques, il est capable de fonctionner environ 1800 heures par an. Il s'agit d'une valeur moyenne pour les latitudes sans sources souterraines thermiques.

Comment fonctionne une pompe à chaleur

Le principe de fonctionnement du système de chauffage thermique est identique et n'a rien à voir avec le pays d'origine ou la marque. Les pompes géothermiques peuvent varier en termes de conception, de taille, d'apparence, mais le coefficient de production de chaleur sera toujours le même pour les pompes de différentes entreprises et de différents pays. Cela est dû précisément à la particularité de transformer l'énergie naturelle en énergie thermique.

Les conséquences de telles erreurs de calcul ont finalement des conséquences désastreuses - le sol s'affaisse de manière inégale, à certains endroits, il s'enfonce très profondément, ce qui endommage les tuyaux de protection en plastique. Si la maison est située à proximité, une déformation de la fondation ou des murs peut se produire en raison de changements géologiques.

Périodiquement, il est nécessaire de prendre des mesures pour "régénérer" le sol, pour lequel une énergie thermique supplémentaire est fournie à l'échangeur de chaleur. Il peut s'agir d'énergie solaire ou d'un chauffage par sonde lorsque la pompe à chaleur est utilisée en mode de refroidissement de volume.

En conclusion, il convient de noter que l'installation géothermique n'est pas encore accessible à tous.Dans certains cas, la période de récupération peut durer plus de 10 ans, mais au final, ce sont ces méthodes de chauffage d'une maison qui deviendront bientôt non seulement alternatives, mais les seules possibles.

VIDÉO : Pompes à chaleur géothermiques

Chauffage géothermique : nous analysons le principe de fonctionnement

Le principe de fonctionnement de ce type de chauffage est assez simple et réside dans la propriété de la terre de ne pas geler même à des températures assez basses. Par exemple, à une température de l'air d'environ moins quinze, la terre gèlera à seulement cinq à sept degrés. Et maintenant, répondons à la question, est-il possible d'extraire avec succès le bénéfice de cette propriété du terrain et de chauffer la maison à l'aide d'une telle ressource? La réponse est évidente : bien sûr, oui ! alors pourquoi ne pas le faire? Le truc, c'est que tout n'est pas si simple. Pour installer un tel chauffage, il est nécessaire de résoudre les petits problèmes associés, qui sont énumérés ci-dessous.

Installation de chauffage géothermique

• Pour tirer le maximum de chaleur de la terre, vous devez accumuler cette énergie thermique et la concentrer sur le chauffage de la maison, et cela vaut la peine de faire des efforts.
• Il est nécessaire de maintenir la température du conducteur. La colonne montante chauffée doit conduire la chaleur dans les fluides qui traverseront le système de chauffage central.
• Si ce conducteur s'est refroidi, sa température doit être immédiatement rétablie par chauffage. Pour résoudre ce problème, des pompes à chaleur géothermiques spéciales ont été inventées, qui aident à faire face à la tâche.Cet appareil permet d'extraire la quantité de chaleur nécessaire au chauffage normal de la maison, qui peut être utilisée pour une variété de besoins. Soit dit en passant, ces pompes sont capables de faire face à des volumes de travail assez importants. Les possibilités de conception dépendent directement de son emplacement dans la maison.

Si auparavant un phénomène tel que chauffer une maison à l'aide de l'énergie thermique de la terre pouvait être trouvé exclusivement en dehors de notre pays, aujourd'hui de tels appareils ne sont pas un miracle ni une rareté.

Le schéma de fonctionnement des structures thermiques

Dans le même temps, veuillez noter qu'ils ne sont pas installés uniquement dans les parties chaudes du sud, comme vous pourriez le penser. Dans les régions du Nord, c'est encore plus courant.

Examinons de plus près le type de schéma de travail des structures. Il y a longtemps, les gens se demandaient pourquoi, lorsque certains liquides s'évaporent d'une surface, la surface se refroidit et pourquoi l'énergie est emportée. Dès que la réponse à cette question a été donnée, la pensée a surgi pourquoi ne pas faire fonctionner ce mécanisme dans l'ordre inverse, c'est-à-dire pourquoi ne pas obtenir de l'air chaud au lieu de la glace. Un exemple est le fonctionnement des systèmes de climatisation modernes : beaucoup d'entre eux peuvent non seulement refroidir, mais aussi chauffer l'air. Le seul inconvénient de tels dispositifs est leur fonctionnement limité à basse température. À une certaine température, ils ne peuvent tout simplement pas fonctionner. Contrairement à eux, le chauffage géothermique d'une maison de campagne est totalement dépourvu d'un tel inconvénient, bien que le principe de fonctionnement pour eux et pour l'appareil susmentionné soit à peu près le même.

Chauffage géothermique d'une maison de campagne

Pose d'échangeur de chaleur

Les types d'installation actuels sont :

• vertical, lorsque vous devez forer plusieurs puits;
• horizontal, où des tranchées sont creusées sous la profondeur de congélation;
• sous l'eau, lorsque la pose est effectuée au fond du réservoir le plus proche.

C'est intéressant : Découvrons ensemble - quel est le système de chauffage monotube ou bitube le plus efficace ?

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.

• 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.

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:

1. 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 circuit est immergé dans les puits (l'option la plus fiable est les tuyaux en polyéthylène réticulé).

2. Inconvénients : Coûts financiers importants 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.

3. 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.

4. 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.

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.

Exigences pour le chauffage géothermique à la maison de vos propres mains

A première vue, il peut sembler que les coûts d'installation sont trop élevés, cependant, en utilisant l'installation sur une longue période, chacun pourra s'assurer que ce chauffage s'amortit rapidement et ne nécessite aucun investissement.

Le géochauffage nécessitera :

• Investissement ponctuel d'une grande quantité de fonds;
• Forces considérables pour l'agencement;
• Préparation correcte et compétente.

De plus, on peut noter l'augmentation régulière des prix des ressources telles que le gaz et l'électricité, qui se produit presque tous les mois, mais le système géothermique ne dépend pas de ces prix.

Une partie du système a un emplacement souterrain, grâce auquel la terre est utilisée comme source de chaleur. Un chauffage de ce type nécessitera un puits, une sonde et un échangeur de chaleur. Seul un appareil est installé sur le territoire de la maison, grâce auquel de la chaleur est générée et, en règle générale, il ne nécessite pas trop d'espace. Grâce à cet appareil, la température est régulée et l'énergie thermique est fournie. Lors de l'installation du système, une petite ramification de tuyaux et un radiateur sont nécessaires, et si le bâtiment est petit, le générateur est installé au sous-sol.

Nous installons nous-mêmes le chauffage géothermique

Le coût du projet et des travaux d'installation d'une structure géothermique est assez important, l'achat de tout l'équipement nécessaire, l'implication d'une équipe de spécialistes, ainsi que le besoin d'excavation à long terme ne peuvent pas être bon marché.

Cependant, en raison de la rentabilité de l'installation de ce type de chauffage dans la maison, le délai de récupération est assez rapide. Des économies supplémentaires peuvent être réalisées en installant d'autres sources de production d'énergie alternative, comme des panneaux solaires pouvant alimenter un réseau géothermique. Même avec des hausses importantes des prix des ressources fossiles et du gaz, elles n'affecteront pas le coût du chauffage.

La partie principale du réseau de fils est cachée profondément sous terre, un réservoir de réfrigérant, qui est placé dans un puits, alimente la maison en carburant.De plus, au sous-sol ou dans une autre pièce de service, vous devrez placer un générateur de chaleur. La plupart de ces appareils sont assez compacts. Pour réchauffer les locaux, il faudra installer plusieurs radiateurs.

Sur le générateur installé, il est possible de régler la température dans la maison et la consommation d'énergie. L'installation s'accompagne de l'installation d'équipements pour chauffer les salles, embranchement de la canalisation. Dans la plupart des locaux, le générateur de chaleur est placé dans une pièce séparée afin que le bruit du travail ne gêne pas les résidents qui font leurs propres affaires.

Comment faire du chauffage géothermique de vos propres mains à la maison

Schéma d'installation d'une pompe géothermique.

C'est l'un des types de chauffage les plus coûteux et les plus chronophages. Vous devez réaliser des travaux de terrassement de grande envergure, le coût des équipements constituera l'essentiel des coûts. Avant de commencer à créer un tel chauffage de vos propres mains, vous devez déterminer quels systèmes sont utilisés et quelles sont les caractéristiques de leur appareil.

Matériel requis pour l'installation du chauffage géothermique :

• tuyaux en polyéthylène;
• Pompe à chaleur;
• radiateurs de chauffage.

Classement par type :

• l'échangeur de chaleur horizontal est utilisé le plus souvent, avec des tuyaux posés dans le sol à une profondeur dépassant le niveau de congélation du sol de votre région. Ce type de chauffage présente un inconvénient important - le circuit occupe une grande surface. Si la superficie de votre maison est de 250 m², alors pour la chauffer, vous devrez poser des tuyaux sur une superficie d'environ 600 m², et cela ne peut pas être fait dans toutes les zones. Il est particulièrement gênant de faire un tel chauffage à la maison dans le cas où le territoire est déjà ennobli, par exemple, le collecteur ne doit pas être à moins de 1,5 m de l'arbre;
• l'échangeur de chaleur vertical a des dimensions beaucoup plus petites, mais son coût est plus élevé. Pour l'installer, vous avez besoin d'un peu d'espace, mais vous devrez utiliser du matériel de forage.

Le puits peut mesurer de 50 à 200 m, mais il servira jusqu'à 100 ans. Cette méthode est pratique lorsque le territoire d'une maison de campagne est déjà équipé, il ne sera pas nécessaire de modifier le paysage existant. L'installation complète de ce type de chauffage géothermique de vos propres mains ne fonctionnera pas, car vous aurez besoin d'un équipement spécial pour forer un puits - un échangeur à eau est le moyen le plus économique, il utilise l'énergie thermique de l'eau. Son utilisation est possible si la distance au réservoir ne dépasse pas 100 m.Un contour en spirale est constitué de tuyaux et posé à une profondeur dépassant la zone de congélation, la superficie du réservoir doit être supérieure à 200 m² . Lors de la mise en œuvre de cette méthode, il n'est pas nécessaire d'effectuer des travaux de terrassement à grande échelle et donc tout peut être fait à la main.

Si nous parlons de la complexité de la mise en œuvre de ce projet, alors il est assez important, et si vous décidez de tout faire vous-même, la troisième méthode sera la plus accessible. Si vous achetez un équipement coûteux, l'installation doit être effectuée avec une qualité élevée, sinon le système ne fonctionnera pas normalement.

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.

Un volcan n'est pas nécessaire pour utiliser efficacement l'énergie thermique de la terre. Il suffit d'utiliser ces ressources qui ne sont qu'à 200 mètres de la surface de la terre

Mais pour l'utilisation de sources à basse température, nous avons tous les prérequis nécessaires. A cet effet, les masses d'air environnantes, la terre ou l'eau conviennent. Une pompe à chaleur est utilisée pour extraire l'énergie nécessaire. Avec son aide, la procédure de conversion de la température ambiante en énergie thermique est effectuée non seulement pour le chauffage, mais également pour l'approvisionnement en eau chaude d'un ménage privé.

avantages

Le fonctionnement de tels systèmes de chauffage est effectué avec un combustible qualitativement nouveau et inhabituel - l'énergie des entrailles de la terre est utilisée pour la climatisation, ainsi que pour chauffer une maison privée. Cette énergie crée des conditions de vie optimales et confortables et ne pollue pas l'environnement avec des substances nocives et des déchets. Le chauffage de la maison est réalisé à l'aide d'énergie gratuite, pour 1 kW d'électricité le système restitue 4-5 kW de chaleur

Un avantage tout aussi important est qu'il n'est pas nécessaire d'acheter des hottes et des cheminées supplémentaires, qui peuvent être nécessaires pour assurer le bon fonctionnement d'autres types de systèmes de chauffage. Pendant le chauffage, les fumées et les odeurs nocives ne sont pas émises par le sol, un tel système ne fait pas de bruit excessif et, de plus, il ne prend pas beaucoup de place.Les unités géothermiques, contrairement aux systèmes à combustible solide et à combustible liquide, sont pratiquement invisibles pour les personnes, elles ne détruisent pas l'intégrité de la façade et de l'intérieur de la maison

Il n'est pas nécessaire de perdre du temps à penser à des questions telles que le stockage, la livraison et l'achat de carburant, car l'énergie de la planète est inépuisable

Les unités géothermiques, contrairement aux systèmes à combustible solide et à combustible liquide, sont pratiquement invisibles pour les personnes, elles ne détruisent pas l'intégrité de la façade et de l'intérieur de la maison. Inutile de perdre du temps à réfléchir à des questions telles que le stockage, la livraison et l'achat de carburant, car l'énergie de la planète est inépuisable.

Si vous avez besoin de chauffer votre maison avec la chaleur de la terre, vous devez également tenir compte de son aspect financier. Immédiatement, nous notons que le processus d'installation d'un tel système nécessitera des coûts élevés par rapport aux équipements diesel et gaz.

En revanche, on peut noter que le niveau de consommation d'électricité est bien moindre, de sorte qu'à long terme, la faisabilité économique de l'acquisition d'équipements géothermiques est visible à l'œil nu. Selon les développeurs, jusqu'à cinq kilowatts d'énergie thermique seront restitués pour chaque kilowatt d'énergie électrique dépensé.