Chauffage géothermique à faire soi-même à la maison: un aperçu comparatif des méthodes d'appareil

Nous installons nous-mêmes le chauffage géothermique

Immédiatement, nous notons une telle caractéristique: ceux qui décident d'équiper le chauffage avec la chaleur de la terre devront investir énormément dans cette fois. Bien sûr, avec le temps, ce coût sera payant, car nous ne construisons pas de logements pour nous-mêmes pendant un an ou deux. De plus, les prix du gaz et de l'électricité augmentent chaque année, et avec un système géothermique, vous ne savez pas quelles sont ces hausses de prix.

Cependant, dans ce système, la majeure partie sera cachée sous terre. Le chauffage à l'énergie du sol est la présence d'un puits et d'un échangeur de chaleur. Dans le logement, il vous suffit de mettre un appareil qui génère de la chaleur - généralement, il ne prend pas beaucoup de place.

Comment fonctionne une pompe à chaleur

Sur un tel appareil, l'utilisateur pourra contrôler la température et fournir de l'énergie thermique. L'installation du système de chauffage lui-même dans le logement se fait comme d'habitude - avec une ramification de la canalisation et des radiateurs. Si vous avez une maison privée ou si le bâtiment lui-même est petit, dans ce cas, le générateur du système est affiché dans une pièce séparée ou au sous-sol.

Caractéristiques du système

Bien sûr, il n'est pas si facile de faire du chauffage géothermique de ses propres mains, mais c'est tout à fait possible. Et pour commencer, une mine est en cours de fabrication. Les paramètres de la mine sont calculés pour chaque cas séparément. Ses dimensions dépendront du climat de votre région, du type de sol, des caractéristiques structurelles de la croûte terrestre de la région et de la région où un tel système sera installé. En règle générale, la profondeur de la mine est de 25 à 100 m.

Forage de puits pour une pompe à chaleur

En outre, l'installation d'un chauffage géothermique implique une étape telle que l'abaissement des tuyaux absorbant la chaleur dans la mine terrestre. Les fonctions de ces canalisations sont les suivantes : elles vont fournir de la chaleur à la pompe, qui va élever la température du liquide et l'amener à chauffer. Notez que si vous décidez de fabriquer vous-même des systèmes de chauffage géothermique, vous aurez besoin d'un assistant, car les tuyaux peuvent être très lourds.

Classement par type de construction

Le principe de fonctionnement du chauffage géothermique est similaire à le principe de fonctionnement d'un climatiseur ou d'un réfrigérateur. L'élément principal est une pompe à chaleur incluse dans deux circuits.

Le principe de fonctionnement d'une pompe géothermique (à chaleur)

Le circuit interne est un système de chauffage traditionnel, composé de tuyaux et de radiateurs. Externe - un échangeur de chaleur de taille impressionnante situé sous terre ou dans la colonne d'eau. À l'intérieur, un liquide spécial avec de l'antigel et de l'eau ordinaire peut circuler. Le caloporteur prend la température de l'environnement et "réchauffé" entre dans la pompe à chaleur, la chaleur accumulée est transférée au circuit interne. Ainsi, l'eau est chauffée dans les tuyaux et les radiateurs.

La pompe géothermique (à chaleur) est un élément clé du système. C'est une unité compacte, elle ne prend pas plus de place qu'une machine à laver familière à nos yeux. Si nous parlons de performances, alors pour chaque 1 kW d'électricité consommée, la pompe "donne" jusqu'à 4-5 kW d'énergie thermique. Alors qu'un climatiseur classique, qui a un principe de fonctionnement similaire, pour 1 kW d'électricité consommé, 1 kW de chaleur « répondra ».

Schéma d'un appareil de chauffage géothermique dans une maison privée

Il faut bien admettre que le dispositif de ce type de chauffage est aujourd'hui le plus coûteux et le plus chronophage. La part du lion de son coût est l'achat d'équipements et, bien sûr, les travaux de terrassement. Naturellement, pense un propriétaire économe, est-il possible d'économiser de l'argent, par exemple, sur l'installation et de faire du chauffage géothermique de ses propres mains? Afin de répondre à cette question, il est nécessaire de comprendre quels systèmes sont les plus utilisés et de comprendre les fonctionnalités de leur appareil.

Échangeur de chaleur horizontal

Assez souvent, un contour horizontal est utilisé, au cours duquel des tuyaux sont posés dans des tranchées à une profondeur supérieure au niveau de gel du sol dans une zone donnée.

Défaut systèmes de chauffage géothermique avec horizontal contour - une grande surface occupée par le collecteur

L'inconvénient est que la surface occupée par le circuit doit être beaucoup plus grande que la maison elle-même, donc, pour chauffer un bâtiment d'une superficie de 250 m², environ 600 m² « sortiront » sous les tuyaux. Tous les développeurs ne peuvent pas se permettre un tel luxe.

De plus, il y a des inconvénients si le site est déjà anobli, il faut observer par exemple la distance des arbres (1,5 m) et bien d'autres nuances.

Échangeur de chaleur vertical

Une option plus compacte, mais aussi plus chère, est un échangeur de chaleur vertical. Son installation ne nécessite pas une grande surface, mais elle nécessitera un équipement de forage spécial.

L'installation d'un échangeur de chaleur vertical nécessite l'utilisation d'un équipement de forage spécial

La profondeur du puits, selon la technologie, peut atteindre 50 à 200 m, mais sa durée de vie peut atteindre 100 ans. Cette méthode est particulièrement pertinente lors de la planification d'une géothermie chauffage maison de campagne avec un territoire adjacent équipé, il vous permet de sauver le paysage presque dans sa forme originale.

Échangeur de chaleur placé à l'eau

L'installation géothermique la plus économique utilise l'énergie thermique de l'eau. Il est recommandé si la distance au plan d'eau le plus proche ne dépasse pas 100 m.

L'échangeur à eau est le plus avantageux et donc le plus adapté à l'appareil.

Un contour de tuyaux en forme de spirale est posé sur le fond, la profondeur d'occurrence doit être inférieure à 2,5-3 m, c'est-à-dire plus profonde que la zone de congélation. La superficie du réservoir est de 200 m². Le principal avantage est qu'il n'est pas nécessaire d'effectuer des travaux de terrassement laborieux, mais il est nécessaire d'obtenir l'autorisation de services spéciaux.Après avoir dépensé des fonds importants pour des équipements coûteux, vous ne devriez pas économiser sur une installation de haute qualité. Après tout, la qualité et l'efficacité de l'ensemble du système en dépendront.

Comme vous pouvez le voir, installer le chauffage géothermique à la maison de vos propres mains n'est pas si simple. De tous les types répertoriés, peut-être que seule la dernière option sera assez facile à mettre en œuvre par vous-même. Mais même dans ce cas, cela vaut la peine de peser le pour et le contre.

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.

Qu'est-ce que le chauffage géothermique ?

C'est de la chaleur extraite de la terre ou de l'eau. À certaines profondeurs du sol, une température constante positive est maintenue et il n'y a pas de gouttes même en cas de fortes gelées, de même avec l'eau. La tâche d'une personne est de prélever la chaleur de la terre ou de l'eau, en l'envoyant pour assurer le confort des pièces à vivre.

Le chauffage géothermique est un réfrigérateur conventionnel, mais inversement - le système ne produit pas de froid, mais de la chaleur.L'algorithme de la pompe est basé sur le transfert de chaleur d'une source à faible potentiel d'énergie thermique vers un caloporteur, et le sol ou l'eau agissent comme des sources de chaleur actives.

Avantages et inconvénients du système

Le chauffage géothermique présente plusieurs avantages :

1. La libération d'énergie thermique est plusieurs fois supérieure au coût de l'électricité consommée par la pompe.
2. Propreté et sécurité écologiques. Le système n'émet pas de substances nocives, il n'y a pas d'émissions, de scories après la combustion du carburant.
3. Il n'est pas nécessaire d'acheter du carburant, du gaz, tout le travail de la structure est construit sans l'utilisation de produits chimiques et d'autres substances, donc le chauffage avec la chaleur de la terre ou de l'eau est considéré comme le plus sûr.
4. Sous réserve de la technologie d'installation et d'exploitation, l'équipement et l'ensemble du système de chauffage dureront au moins 50 ans sans support technique.
5. La pompe à chaleur fonctionne silencieusement, il n'y a pas d'effets acoustiques.

L'avantage économique maximal est obtenu par l'absence d'investissements supplémentaires. L'utilisateur doit acheter tout l'équipement une fois, mettre en place la conception et ne plus avoir à interférer avec le fonctionnement du système. Un avantage supplémentaire est l'emplacement de tous les éléments à l'extérieur du bâtiment - le chauffage à partir du sol ou de l'eau ne nécessite pas la mise en place d'installations globales dans la maison, de sorte que la méthode d'extraction et de fourniture de chaleur convient aux maisons de toutes tailles.

L'inconvénient est une grande quantité de coûts ponctuels pour l'achat d'équipement, l'installation et la mise en service du système. Pour former la structure, une pompe, une certaine quantité de matériaux, l'installation d'un collecteur externe et d'un circuit interne sont nécessaires.

Options pour organiser le chauffage géothermique

Méthodes d'agencement du contour externe

Pour que l'énergie de la terre chauffe la maison était utilisé au maximum - vous devez choisir le bon schéma de circuit externe. En fait, n'importe quel milieu peut être une source d'énergie thermique - sous terre, eau ou air.

Mais il est important de prendre en compte les changements saisonniers des conditions météorologiques, comme indiqué ci-dessus.

Actuellement, deux types de systèmes sont couramment utilisés pour chauffer une maison en raison de la chaleur de la terre - horizontal et vertical. Le facteur de sélection clé est la superficie du terrain. La disposition des tuyaux pour chauffer la maison avec l'énergie de la terre en dépend.

En plus de cela, les facteurs suivants sont pris en compte:

• Composition du sol. Dans les zones rocheuses et limoneuses, il est difficile de réaliser des puits verticaux pour la pose des autoroutes ;
• niveau de congélation du sol. Il déterminera la profondeur optimale des tuyaux;
• Emplacement des eaux souterraines. Plus ils sont élevés, mieux c'est pour le chauffage géothermique. Dans ce cas, la température augmentera avec la profondeur, condition optimale pour le chauffage à partir de l'énergie de la terre.

Vous devez également connaître la possibilité d'un transfert d'énergie inverse en été. Ensuite, le chauffage d'une maison privée à partir du sol ne fonctionnera pas et l'excès de chaleur passera de la maison au sol. Tous les systèmes de réfrigération fonctionnent sur le même principe. Mais pour cela, vous devez installer un équipement supplémentaire.

Schéma de chauffage géothermique horizontal

Disposition horizontale des tuyaux extérieurs

La façon la plus courante d'installer des autoroutes extérieures. Il est pratique pour la facilité d'installation et la possibilité de remplacer relativement rapidement les sections défectueuses du pipeline.

Pour l'installation selon ce schéma, un système de collecteur est utilisé.Pour cela, plusieurs contours sont réalisés, situés à une distance minimale de 0,3 m les uns des autres. Ils sont connectés à l'aide d'un collecteur, qui fournit le liquide de refroidissement à la pompe à chaleur. Cela garantira l'approvisionnement maximal en énergie pour le chauffage à partir de la chaleur de la terre.

Cependant, il y a des choses importantes à garder à l'esprit :

• Grande cour. Pour une maison d'environ 150 m², elle doit être d'au moins 300 m² ;
• Les tuyaux doivent être fixés à une profondeur inférieure au niveau de congélation du sol ;
• Avec le mouvement possible du sol lors des crues printanières, la probabilité de déplacement des autoroutes augmente.

L'avantage déterminant du chauffage à partir de la chaleur de la terre de type horizontal est la possibilité d'auto-arrangement. Dans la plupart des cas, cela ne nécessitera pas l'intervention d'un équipement spécial.

Schéma vertical du chauffage géothermique

Système géothermique vertical

C'est un moyen plus long d'organiser le chauffage d'une maison privée à partir du sol. Les pipelines sont situés verticalement, dans des puits spéciaux

Il est important de savoir qu'un tel schéma est beaucoup plus efficace qu'un schéma vertical.

Son principal avantage est d'augmenter le degré de chauffage de l'eau dans le circuit externe. Ceux. plus les tuyaux sont profonds, plus la quantité de chaleur de la terre pour chauffer la maison entrera dans le système. Un autre facteur est la petite superficie de terrain. Dans certains cas, l'aménagement du circuit de chauffage géothermique externe est réalisé avant même la construction de la maison à proximité immédiate de la fondation.

Quelles difficultés peuvent être rencontrées pour obtenir de l'énergie du sol pour chauffer une maison selon ce schéma?

• Du quantitatif à la qualité. Pour une disposition verticale, la longueur des autoroutes est beaucoup plus élevée. Elle est compensée par une température du sol plus élevée. Pour ce faire, il faut creuser des puits jusqu'à 50 m de profondeur, ce qui est un travail laborieux ;
• Composition du sol. Pour les sols rocheux, il est nécessaire d'utiliser des foreuses spéciales. Dans le loam, pour éviter la perte du puits, une coque de protection en béton armé ou en plastique à paroi épaisse est montée;
• En cas de dysfonctionnements ou de perte d'étanchéité, le processus de réparation devient plus compliqué. Dans ce cas, des pannes à long terme dans le fonctionnement du chauffage de la maison pour l'énergie thermique de la terre sont possibles.

Mais malgré les coûts initiaux élevés et la complexité de l'installation, la disposition verticale des autoroutes est optimale. Les experts conseillent d'utiliser un tel schéma d'installation.

Caractéristiques du système de chauffage

Contrairement à une chaudière à gaz, une pompe à chaleur n'a pas besoin de chauffer le caloporteur du système de chauffage à une température élevée, car la formation de condensat lors d'un «retour» froid ne la menace pas. De plus, un fonctionnement à basse température nécessitera moins de consommation d'énergie.

Pour compenser la basse température du liquide de refroidissement, la surface des radiateurs devrait être considérablement augmentée, il est donc préférable d'utiliser le système "plancher chaud". Ce type de chauffage est aussi le plus rationnel, puisque l'air chauffé entre d'abord, pour ainsi dire, dans l'espace de vie, et non sous le plafond.

Chaleur du sol

Un autre argument en faveur du «plancher chaud» est la perte de chaleur minimale.Après tout, leur valeur dépend avant tout de la différence de température, et c'est la plus petite dans des conditions de basse température. Le deuxième facteur est la zone de contact de l'air chauffé avec les murs extérieurs. L'air qui monte du "sol chaud" ne touche pas les murs extérieurs (lors de l'utilisation de radiateurs conventionnels, il lave littéralement le vitrage de la fenêtre et les sections adjacentes du mur extérieur).

Le principal inconvénient du "plancher chaud" - la dépendance énergétique - n'est pas pertinent dans ce cas, car la pompe à chaleur ne pourra pas non plus fonctionner sans électricité.

Le danger de fuite latente peut également être ignoré si le circuit est constitué de tuyaux flexibles en polymère.

Avantages et inconvénients réels

Si en Russie le chauffage géothermique du secteur privé a reçu une diffusion relativement faible, cela signifie-t-il que l'idée ne vaut pas le coût de sa mise en œuvre ? Peut-être que ce n'est pas la peine de régler ce problème ? Il s'est avéré que ce n'était pas le cas.

L'utilisation d'un système de chauffage domestique géothermique est une solution rentable. Et il y a plusieurs raisons à cela. Parmi eux, l'installation rapide des équipements, qui peut fonctionner longtemps sans aucune interruption.

Si vous n'utilisez pas d'eau dans le système de chauffage, mais un antigel de haute qualité, il ne gèlera pas et son usure sera minime.

Nous énumérons d'autres avantages de ce type de chauffage.

• La procédure de combustion du carburant est exclue. Nous créons un système absolument ignifuge qui, pendant son fonctionnement, ne pourra causer aucun dommage au logement. De plus, un certain nombre d'autres problèmes liés à la présence de carburant sont exclus : il n'est désormais plus nécessaire de chercher un endroit pour le stocker, se le procurer ou le livrer.
• Avantage économique substantiel.Pendant le fonctionnement du système, aucun investissement supplémentaire n'est requis. Le chauffage annuel est assuré par les forces de la nature, que nous n'achetons pas. Bien entendu, lors du fonctionnement d'une pompe à chaleur, de l'énergie électrique est consommée, mais en même temps, la quantité d'énergie produite dépasse largement la consommation.
• facteur environnemental. Le chauffage géothermique d'une maison de campagne privée est une solution respectueuse de l'environnement. L'absence de processus de combustion exclut l'entrée de produits de combustion dans l'atmosphère. Si cela est réalisé par beaucoup et qu'un tel système d'approvisionnement en chaleur sera correctement répandu, l'impact négatif des personnes sur la nature diminuera plusieurs fois.
• La compacité du système. Vous n'avez pas besoin d'organiser une chaufferie séparée dans votre maison. Il suffira d'une pompe à chaleur, qui pourra être placée, par exemple, au sous-sol. Le contour le plus volumineux du système sera situé sous terre ou sous l'eau, vous ne le verrez pas à la surface de votre site.
• Multifonctionnalité. Le système peut fonctionner à la fois pour le chauffage pendant la saison froide et pour le refroidissement pendant la chaleur estivale. Autrement dit, il vous remplacera non seulement par un appareil de chauffage, mais également par un climatiseur.
• confort acoustique. La pompe à chaleur fonctionne presque silencieusement.

Choisir un système de chauffage géothermique est rentable, malgré le fait que vous devez dépenser de l'argent pour l'achat et l'installation d'équipements.

Soit dit en passant, en tant qu'inconvénient du système, ce sont précisément les coûts que vous devez payer pour installer le système et le préparer au travail.Il sera nécessaire d'acheter la pompe elle-même et certains matériaux, pour effectuer l'installation du collecteur externe et du circuit interne.

Ce n'est un secret pour personne que les ressources deviennent de plus en plus chères d'année en année, donc un système de chauffage autonome qui peut être amorti en quelques années sera toujours économiquement avantageux pour son propriétaire.

Cependant, ces coûts ne sont amortis qu'au cours des premières années d'exploitation. L'utilisation ultérieure d'un collecteur posé dans le sol ou immergé dans l'eau permet de réaliser d'importantes économies.

De plus, le processus d'installation lui-même n'est pas compliqué au point d'inviter des spécialistes tiers à l'exécuter. Si vous ne vous engagez pas dans le forage, tout le reste peut être fait indépendamment.

Il est à noter que certains artisans, dans un souci d'économie, ont appris à collecter pompe à chaleur géothermique personnellement.

Collecteurs d'air

Le chauffage souterrain d'une maison privée peut également être réalisé à l'aide de collecteurs d'air. C'est un moyen très simple de chauffage à air dans une maison privée par rapport aux 2 précédents.

Pour réchauffer l'air de la pièce à la température optimale, une certaine quantité de chaleur est nécessaire. Plus la température initiale est basse, plus les coûts sont élevés. Avec de l'aide systèmes de ventilation et de chauffageobtenu à partir du sol, vous pouvez augmenter gratuitement la température de l'air dans la maison. Le chauffage avec la chaleur de la terre dans ce cas est très simple.

Pour l'organisation des systèmes de chauffage, il faut:

• enlever la prise d'air de ventilation sous le niveau de congélation du sol ;
• réaliser un collecteur courbe, droit ou multitube à l'aide de tuyaux d'égout ordinaires (la forme est choisie en fonction du site, pour chaque mètre carré de la surface de la maison, il devrait y avoir 1,5 mètre de collecteur);
• effectuer une ventilation à l'extrémité la plus éloignée du collecteur de la maison, en amenant le tuyau à une hauteur d'au moins 1,5 mètre du sol et en l'équipant d'un parapluie-déflecteur (bien sûr, le flux d'air dans la maison sera forcé .

Dans ce cas, le chauffage au sol ne pourra pas entièrement fournir de la chaleur à la maison.

Tout de même, cela vous permet de mettre en œuvre deux idées :

1. L'air entrant par la ventilation peut être réchauffé par n'importe quel appareil de chauffage (gaz, solaire, électrique, etc.) puis dilué dans les pièces à l'aide de conduits de ventilation. Un tel chauffage par le sol ne sera pas totalement gratuit, mais tout de même, les coûts diminueront : ce ne sera pas l'air froid de la rue qui se réchauffera, mais celui qui s'est déjà réchauffé à environ +10 degrés. Vous pouvez économiser assez bien si les hivers de la région sont froids.
2. L'air réchauffé par la chaleur du sol peut être utilisé pour souffler l'unité extérieure d'un climatiseur classique ou d'une pompe à chaleur air-air. Tout appareil de cette classe pourra bien fonctionner à une température d'environ +10 degrés. La complexité de mise en œuvre réside uniquement dans la fourniture du débit d'air nécessaire. De ce fait, l'air est chauffé par la chaleur du sol, pénètre dans la pompe à chaleur et est rejeté à l'extérieur de la maison.

Le chauffage au sol est un bon substitut aux méthodes de chauffage conventionnelles, mais il n'est actuellement pas considéré comme très populaire (voir aussi : "Chauffage alternatif pour une maison privée - le choix est très large").Cela est généralement dû à la complexité du processus d'installation et aux coûts initiaux élevés. Forer des puits et y placer des tuyaux est considéré comme une excellente option, mais ce type de système de chauffage est très coûteux. D'autre part, cela permet de chauffer la maison à l'aide d'une source de chaleur gratuite.

Vous devez également toujours vous rappeler qu'une telle option d'apport de chaleur est écologique et très efficace, car la température du sol à une profondeur de plus de dix mètres reste constante. Vidéo sur la façon d'utiliser la chaleur de la terre pour chauffer la maison :

Caractéristiques du système de chauffage géothermique

Le chauffage géothermique d'une maison de campagne fait référence à une manière alternative, presque idéale, de fournir de la chaleur à un bâtiment résidentiel. Pour le fonctionnement du système, l'énergie géothermique est utilisée, qui peut être extraite de diverses sources naturelles.

Le principe de fonctionnement du chauffage géothermique a beaucoup en commun avec le fonctionnement des systèmes de réfrigération. Dans le même temps, la principale différence est que dans le réfrigérateur, le réfrigérateur produit de l'air réfrigéré et que les installations géothermiques génèrent de l'énergie thermique.

Avec le chauffage thermique, l'air est refroidi pendant la chaleur de l'été et chauffé pendant l'hiver glacial. Dans le même temps, les coûts financiers de l'organisation d'une telle option d'approvisionnement en chaleur sont bien inférieurs par rapport aux coûts d'autres systèmes thermiques. Le chauffage géothermique de la maison contribue à la création de conditions de vie confortables.