Chauffage géothermique

La pompe à chaleur géothermique, aussi appelée géothermie domestique, utilise la chaleur contenue dans le sol pour alimenter un réseau de chauffage comme un plancher chauffant ou des radiateurs.

Ce principe connu depuis une vingtaine d'années, a subi de notables évolutions techniques qui lui permettent de rivaliser avec les moyens de chauffage "traditionnels".

Une PAC dite réversible permet notamment au plancher de devenir rafraîchissant en période estivale.

La pompe à chaleur à eau utilise une source d'eau: puits, rivière, lac, ruisseau, eaux souterraines, il faut vérifier que cette source est disponible en quantité suffisante, que son utilisation est autorisée (administration des eaux et services sanitaires) et que le rejet ou retour d'eau refroidie s'effectue dans des conditions acceptables pour l'environnement.

La pompe à chaleur à air utilise l'air ambiant, toujours disponible en abondance et sans problèmes de rejet, mais son brassage peut être bruyant et sa température est très variable, et justement défavorable quand les besoins de chauffage sont les plus grands.

Circuit de captage

Pour les habitations individuelles ou les petits immeubles, la plupart des pompes à chaleur géothermiques captent l'énergie du sol par un circuit constitué de tuyaux de polyéthylène. Il existe deux types de captage :

capteurs horizontaux : enterré à environ 1 mètre sous le sol, le circuit est constitué de boucles (par exemple sous le jardin). La surface occupée par les capteurs depend de la nature du sol, Il peut occuper environ deux fois la surface à chauffer, soit par exemple 400m² pour une surface à chauffer de 200m². Cet espace peut être planté de gazon ou de petits arbustes, mais ne peut accepter d'arbres aux longues racines.

capteurs verticaux : le circuit comporte un tuyau formant une seule boucle verticale. Il nécessite un forage en profondeur (environ 80m). Plus coûteux, il présente l'avantage d'occuper moins de surface au sol. Les capteurs verticaux sont également appelés sondes géothermiques. Le circuit de captage de la pompe à chaleur à air est généralement absent quand la pompe est extérieure: elle aspire et rejette dans son environnement; certains modèles intérieurs ou dans des locaux techniques aspirent et rejettent par des conduits. Le circuit de captage de la pompe à chaleur à eau est constitué d'une pompe de circulation, d'un point de prélèvement avec crépine et éventuellement des filtres, et d'un rejet.

L'appareil de la PAC

L'appareil, qui prélève de la chaleur à la source froide grâce au circuit de captage, dispose de 4 organes principaux (cf. schéma ci-contre):

1) le condenseur : le fluide frigorigène libère sa chaleur au fluide secondaire (eau, air...) en passant de l'état gazeux à l'état liquide,.
2) le détendeur : il détend le fluide frigorigène en abaissant sa pression et en le faisant changer d'état.
3) l'évaporateur : la chaleur est prélevé au fluide secondaire pour vaporiser le fluide frigorigène.
4) le compresseur : actionné par un moteur électrique, il élève la pression et température du fluide frigorigène en le comprimant Il existe deux technologies différentes :
la détente directe : elle se compose d'un seul circuit. Le fluide frigorigène passe directement dans le sol chauffant ou les convecteurs. Le circuit de captage joue le rôle d'évaporateur et celui de chauffage assure la condensation.
les fluides intermédiaires : elle possède un circuit séparé pour le captage, la pompe à chaleur et le chauffage. Ce système est un peu plus coûteux, mais plus performant, notamment pour le rafraîchissement, et il utilise moins de fluide frigorigène. Il existe également des systèmes mixtes.

Circuit de chauffage

On utilise principalement trois types d'émetteurs de chauffage :

Le plancher rayonnant basse température

Les ventilo-convecteurs

Les radiateurs basse température

Il est important de retenir que les pompes à chaleur n'offrent un rendement intéressant qu'à la condition d'être reliées à des émetteurs dimensionnés pour des températures basses. En effet, les coefficients de performance annoncés par certaines publicités à des températures d'eau élevées sont purement fantaisistes. Les radiateurs peuvent parfois être ré-utilisés s'ils sont adaptés au chauffage à basse température; ce peut être le cas pour des installations anciennes dimensionnées pour un fonctionnement en thermosiphon : les dimensions de canalisations et de radiateurs peuvent permettre de chauffer à basse température avec un débit très supérieur à celui du thermosiphon grâce aux accélérateurs modernes. Il est également possible de redimensionner certains radiateurs en fonction du besoin propre au local concerné afin de compenser la baisse de température par une surface d'émission supérieure. C'est la solution retenue le plus couramment en cas de rénovation d'une installation existante.

Contenu soumis à la GFDL. Source : Article Pompe à chaleur de Wikipédia en français (auteurs)

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