Chauffer une maison est-il efficace en utilisant la chaleur et l'énergie de la terre : analyse et conseils d'aménagement. Chauffage géothermique d'une maison à faire soi-même : revue comparative des méthodes de conception Chauffage autonome depuis le sol

Absolument tout le monde rêve d’une maison agréable et confortable. Et l'une des principales composantes d'un rêve est la bonne atmosphère dans la pièce, c'est-à-dire lorsque heure d'hiver chaud et en été, vous vous sentez à l'aise et frais. Sur ce moment Il existe de nombreux types de systèmes de chauffage, vous avez donc le choix. Quelque part, ils chauffent encore leur maison en brûlant du bois, quelque part ils préfèrent la tourbe ou le charbon, tandis que d'autres utilisent le gaz naturel ou l'électricité à ces fins. Sur différentes sortes le chauffage et les prix sont différents. Il y a des problèmes de sécurité système de chauffage, ainsi que les questions environnementales.

Alternative à la tradition

On entend souvent dire que la meilleure option pour chauffer une maison est l’utilisation du gaz naturel. Elle est moins chère que les autres sources de chaleur, mais elle présente également certains problèmes. Tout le monde n’a pas accès au gaz naturel, car les gazoducs ne sont pas encore installés partout. Geyser nécessite une surveillance et un entretien constants. De plus, il est nécessaire de respecter les mesures de sécurité et d'obtenir l'autorisation préalable des bureaux spéciaux.

Il existe une alternative comme le chauffage géothermique. Cette idée est basée sur le principe du transfert physique vers le réfrigérant depuis environnement l'énérgie thermique. L'avantage le plus important l'énergie géothermique c'est qu'elle est totalement indépendante de l'environnement, de la saison et de l'heure de la journée, et qu'elle est également presque inépuisable. Il lui manque même ces propriétés énergie solaire, qui fait également référence aux ressources renouvelables. Cette technologie a été utilisée avec succès dans les années 80 du siècle dernier en Union soviétique. Mais à cette époque, c’était inaccessible et très cher. À l’heure actuelle, la situation est devenue complètement différente.

Développements russes dans le domaine des ressources renouvelables

À l’heure actuelle, la Russie ne peut pas se vanter d’avoir des développements uniques dans ce domaine. Après tout, ils ont aussi besoin d'intelligence, de certaines études. Chauffage géothermique, basé sur l'utilisation de l'énergie du même nom, présente des avantages fondamentaux tels qu'une indépendance totale et une inépuisabilité pratique. Nous ne pouvons désormais parler que des possibilités incroyablement énormes d’utiliser la chaleur des profondeurs terrestres comme perspective fondamentale. L'eau ou un mélange de vapeur et d'eau peut être utilisé pour le chauffage et l'approvisionnement en eau chaude, ainsi que pour produire énergie électrique conçu à des fins différentes. Tout dépend de la température.

La chaleur à haute température doit être utilisée pour générer de l’énergie électrique et de la chaleur. La station a une structure spécifique en fonction des sources d'énergie géothermique qui y sont utilisées. S'il existe une source d'eau thermale souterraine dans la région, elle peut être utilisée pour l'approvisionnement en chaleur.

Les systèmes de chauffage géothermique sont de plus en plus utilisés chaque jour, car un tel chauffage présente de nombreux avantages, notamment la sécurité, le respect de l'environnement et l'efficacité. L’un des principaux problèmes réside dans la nécessité de réinjecter l’eau dans les aquifères souterrains. Généralement, les eaux thermales contiennent beaucoup de sels, ainsi que des métaux toxiques et divers composants chimiques. De ce fait, il est impossible de rejeter ces eaux dans les systèmes d’eau de surface.

Jusqu'à présent, il n'y a pas beaucoup de stations géothermiques en Russie. Cependant, d'année en année, de plus en plus de partisans et d'utilisateurs préfèrent le chauffage géothermique.

Comment ça fonctionne?

Il est très difficile de présenter le principe de fonctionnement d'une telle installation sous une forme accessible, car elle présente de nombreuses conception complexe. C’est plus facile à expliquer en recourant à un exemple abstrait. Cela vaut la peine d’imaginer le système sous la forme d’un réfrigérateur, mais à l’envers. Ici, le rôle de congélateur est joué par un évaporateur situé dans les profondeurs de la terre. Un condenseur constitué d'un serpentin en cuivre amène la température de l'air au niveau souhaité. Et la température de l’évaporateur est bien inférieure à celle de la surface. Dans de tels systèmes, l’énergie terrestre est utilisée non seulement pour le chauffage, mais aussi pour la climatisation.

Le chauffage géothermique implique l'utilisation de compresseurs fiables et durables basés sur technologies innovantes systèmes de réfrigérateur, ce qui vous permet de créer de tels méthodes inhabituelles transformation de la chaleur des profondeurs de la terre en chaleur de haute qualité, qui est ensuite utilisée pour chauffer la pièce. La pompe à chaleur d’un tel système est l’un des composants les plus importants.

Base du système

Comme principe de base Le fonctionnement d’un tel système utilise le transfert physique d’énergie thermique vers le réfrigérant depuis l’environnement. Cela peut être vu dans n’importe quel réfrigérateur. La géothermie suppose que plus de 75 % du volume thermique total libéré lors du fonctionnement de tels systèmes est de l'énergie environnementale, qui s'accumule et pénètre dans la maison. C'est pourquoi énergie donnée Il possède d’excellentes propriétés telles que l’auto-guérison. Il s’avère que le chauffage géothermique des maisons est sûr à utiliser et n’est pas susceptible de nuire à l’équilibre énergétique ou environnemental de la planète.

Développement de la technologie

Les systèmes de chauffage géothermique ont commencé à se développer après les crises énergétiques des années 70 du siècle dernier. Lorsque des installations innovantes sont apparues, seules les familles très riches pouvaient les utiliser chez elles. Cependant, par la suite, ces systèmes se sont généralisés, rendant leur coût plus abordable. Désormais, même une famille avec un revenu moyen peut utiliser le chauffage géothermique, dont le prix varie de 35 000 à 40 000 roubles et est devenu abordable pour beaucoup. Naturellement, des travaux sont en cours pour améliorer les équipements conçus à cet effet. Chaque année, de plus en plus d'unités économiques et pratiques apparaissent.

Respect de l'environnement

Le chauffage géothermique d'une habitation privée, dont le prix devient chaque année plus abordable, repose sur un combustible qualitativement différent, inhabituel pour nous. Le chauffage et la climatisation d'une maison individuelle sont réalisés grâce à l'énergie de la terre, à l'aide de laquelle il est possible de créer conditions optimales pour la vie. De plus, un tel chauffage est respectueux de l'environnement, car son utilisation n'entraîne pas de pollution de l'environnement par des émissions toxiques et des déchets nocifs.

Sécurité opérationnelle

Les installations de chauffage géothermique fonctionnent sans recours à des procédés de combustion. C'est grâce à cela que toute condition préalable à une explosion ou à un incendie est totalement exclue. L'absence de nécessité d'acheter et d'installer des hottes et des cheminées supplémentaires, ce qui est nécessaire pour les systèmes de chauffage fonctionnant selon d'autres principes, est souvent citée comme des avantages importants. Lors du fonctionnement d'un tel système, aucun odeurs nocives ou des fumées. De plus, il convient de mentionner le fonctionnement silencieux d'un tel système de chauffage, ainsi que sa compacité.

Si l'on compare les installations géothermiques avec les systèmes à combustible solide ou à combustible liquide, il convient de noter que non seulement elles ne perturbent pas l'intérieur de la maison, mais qu'elles ne nécessitent pas non plus de temps pour résoudre les problèmes liés à l'acquisition, à la livraison et au stockage ultérieur du combustible. , puisque l'énergie de la terre peut être qualifiée d'inépuisable.

Problème de prix

Lorsqu'il s'agit de choisir des appareils et des systèmes de chauffage, les questions financières viennent toujours en premier. L'installation d'un système de chauffage géothermique nécessitera des coûts nettement plus élevés que ceux du diesel ou du équipement à gaz. Cependant, il ne faut pas oublier ici le niveau de consommation d'énergie nettement inférieur. Ainsi, sur le plan économique à long terme, l'achat et l'installation d'un tel système s'avèrent plus économiques.

Gain de place

Il existe plusieurs façons de réduire considérablement l’espace occupé par les pompes à chaleur si vous faites votre propre chauffage géothermique :

• utiliser des sondes souterraines spéciales, pour lesquelles un circuit rempli d'antigel est descendu dans le puits ;
• l'utilisation d'eaux souterraines chaudes, qui nécessitent le forage d'un puits profond, et l'eau pompée par une pompe sera entraînée à travers un échangeur de chaleur ;
• Les sondes sont posées horizontalement à un niveau inférieur au niveau glaciaire du fond des réservoirs en hiver.

Actuellement, de nombreux propriétaires de logements privés et maisons de campagne Ils pensent que le chauffage géothermique d’une maison relève du domaine de la science-fiction étrangère et qu’un tel miracle ne peut être installé que là où il y a une certaine activité volcanique ou des sources chaudes. Et comme ce genre de phénomène n'est pas typique de la Russie, on sait peu de choses sur le chauffage géothermique des maisons, et cette connaissance n'est que superficielle.
Cependant, cette opinion est erronée, car en fait la pompe produit de la chaleur avec succès, même si la température est basse. Cette source de chauffage encore alternative peut donc être utilisée dans les climats tempérés. Est-il possible d'installer soi-même un chauffage géothermique ? La réponse à cette question est oui, mais avant de le faire, cela vaut la peine d'étudier matériels supplémentaires sur les caractéristiques du système, ses avantages, mais aussi sur les « pièges » qui dans ce cas ne concernent que les ressources financières.

Chauffage géothermique

Types par type de construction

Le chauffage géothermique d’un chalet fonctionne selon un principe quelque peu similaire à celui d’un réfrigérateur. L'élément principal ici est une pompe à chaleur, qui est allumée simultanément sur deux circuits. Le circuit interne est un système de chauffage traditionnel composé de canalisations et de radiateurs. Et l'extérieur est un grand échangeur de chaleur, placé soit sous la colonne d'eau, soit sous terre.

Généralement, un liquide contenant de l'antigel circule à l'intérieur de l'échangeur thermique. Ce type de liquide de refroidissement prend régime de température l'environnement, qui ensuite, déjà chauffé, va à la pompe à chaleur. La chaleur précédemment accumulée va dans le circuit interne, après quoi l'eau des tuyaux et des radiateurs est chauffée.

Ainsi, le chauffage géothermique clé en main d'une maison comprend un élément essentiel- Pompe à chaleur. Il s'agit d'un appareil compact qui prend peu de place.

Notez que le système est assez coûteux et demande beaucoup de main d’œuvre à installer. Pour acheter du matériel spécial et réaliser des travaux d'excavation à grande échelle, il faudra beaucoup de ressources financières.

Il va sans dire que l’installation d’un tel système sera également coûteuse. Par conséquent, de nombreux propriétaires de maisons privées et de maisons de campagne décident de chauffer eux-mêmes leurs maisons privées avec la chaleur de la terre.

Tout d'abord, il faut tenir compte du fait qu'il existe trois types d'échangeurs de chaleur : horizontaux, verticaux et à base d'eau.

• Échangeur de chaleur horizontal. Ce type est utilisé assez souvent. Lors de son utilisation, les tuyaux sont placés dans des tranchées spécialement aménagées à une profondeur légèrement supérieure au niveau de gel de la couverture du sol de la zone. Cependant, ce système présente un inconvénient : il nécessite une grande surface pour placer le collecteur, et tout le monde ne peut pas se permettre une telle conception. Et s'il y a des arbres sur votre territoire, alors l'équipement doit être placé à une distance d'environ 1,5 mètre d'eux.

• Échangeur de chaleur vertical. Un tel appareil est plus compact, mais en même temps plus cher. Afin d'équiper votre maison en chauffage géothermique avec un tel appareil, vous n'avez pas besoin d'une grande surface, mais vous aurez besoin de matériel de forage. En effet, dans ce cas, la profondeur du puits doit nécessairement être comprise entre 50 et 200 mètres. Notez que c’est la méthode la plus coûteuse, mais elle peut durer jusqu’à 100 ans ! Si vous souhaitez géochauffer une maison située en dehors de la ville, alors le système est adapté. Et le paysage reste intact.

• Échangeur de chaleur à base d'eau. Ce type est le plus économique car il utilise la chaleur de l’eau. Il est recommandé d'installer le système à une distance d'un plan d'eau ne dépassant pas 100 mètres. Le contour du pipeline est posé sur le fond sous la forme d'une spirale et la profondeur ne doit pas dépasser 3 mètres. Quant au réservoir, il est recommandé que sa superficie soit d'au moins 200 mètres carrés. Avec un tel système, aucun travail à forte intensité de main-d'œuvre et aucune autorisation ne sont nécessaires.

Ainsi, on peut noter que réaliser du chauffage géothermique maison de campagne le faire soi-même est assez difficile. Cependant, vous pouvez mettre en œuvre votre plan avec au moins un assistant. La troisième méthode est la meilleure option, mais il y a plusieurs points nécessaires sans lesquels cela ne fonctionnera pas, et notamment un étang.

Notez que, même si l'installation d'un système qui reçoit la chaleur de la terre pour chauffer une maison coûte assez cher, ne lésinez pas sur l'installation. Après tout, l’efficacité du chauffage dépendra de la qualité de l’installation.

Pourquoi le chauffage géothermique est-il si efficace ?

Les avantages du chauffage géothermique comprennent plusieurs points qui conduisent à la diffusion d'un tel système :

• L'énergie terrestre nécessaire au chauffage d'une maison ne peut pas être épuisée.
• Il n'y a aucun risque d'incendie ici.
• Il n’est pas nécessaire d’acheter du carburant et de le stocker.
• Le système est totalement écologique et sûr.
• Fonctionne de manière autonome.
• Vous n'avez pas à dépenser d'argent pour l'entretien du chauffage.
• La productivité est élevée.

Chauffer une maison à l’énergie de la terre se marie bien avec un chauffage au sol. Si vous utilisez cette combinaison de deux systèmes de chauffage, vous aurez une température uniformément répartie dans toutes les pièces et il n'y aura pas de zones de surchauffe. Si vous étudiez les avis, vous constaterez que les coûts d'installation du système sont amortis en moyenne au bout de trois ans.

Considérations d'installation

Malgré le fait que le chauffage thermique d'une maison en Russie n'est encore qu'une source d'énergie thermique supplémentaire ou alternative, un tel système se généralise. Bien que le mode de chauffage d'une maison soit assez inhabituel pour nous, les éléments du système vous rappelleront beaucoup chauffage à l'eau. Après tout, la pièce sera également chauffée par des radiateurs, où la chaleur circulera dans le pipeline.

Chauffage géothermique d'une maison privée à obligatoire suppose que la partie principale du système sera située sous terre lorsque vous utilisez des échangeurs de chaleur verticaux ou horizontaux. Et l'appareil lui-même est installé dans les locaux, générant l'énérgie thermique.

Résumons-le

Le chauffage d'une maison à partir du sol peut être installé indépendamment ; presque tous les propriétaires d'une maison privée ou de campagne en mesure d'acheter du matériel en sont capables. Chauffer une maison de campagne depuis le sol est de plus en plus courant de nos jours. Et aujourd'hui, vous pouvez même trouver des universités spécialement créées qui étudient un tel système en vue de sa modernisation ultérieure.

Le chauffage géothermique est une manière innovante de chauffer votre maison, qui existe cependant depuis relativement longtemps.

Aujourd'hui, le chauffage souterrain d'une maison privée est en cours d'amélioration, la méthode d'installation la plus simple, mais en même temps fonctionnelle, est en cours de développement. Dans ce cas, on suppose qu'il est possible de calculer indépendamment tous les paramètres, etc. Le chauffage au sol d'une maison de campagne deviendra très bientôt le principal moyen de chauffer votre maison, et vous pouvez trouver ci-dessous une vidéo sur l'installation d'un tel système.

Actuellement, il existe de nombreuses façons de s'organiser. La plupart d'entre eux se caractérisent par un faible rendement et ne sont utilisés que comme système auxiliaire. Cependant, il existe véritablement méthode efficace apport de chaleur de sources alternatives la chaleur de la terre. Comment réaliser du chauffage géothermique à la maison de vos propres mains : principes de fonctionnement, pompes, avis aideront à résoudre ce problème.

Comment fonctionne le chauffage géothermique

En fonction de la composition du sol, on observe une augmentation naturelle de la température de +3°C tous les 100 m. C'est sur ce phénomène que se base le chauffage géothermique en Europe, utilisé depuis des décennies. Mais comment utiliser cet effet en pratique ?

Le principe de fonctionnement du chauffage géothermique d'une maison est le transfert d'énergie thermique à l'aide de plusieurs types de fluide caloporteur. Cela nécessite plusieurs circuits, dont chacun remplit sa propre fonction :

• Extérieur. Les canalisations sont situées dans un environnement où la température varie de +7°C à +10°C. Cette énergie est transférée au liquide de refroidissement entrant dans le circuit suivant.
• Échange de chaleur. L'élément principal est une pompe à chaleur. Un réfrigérant y circule dans lequel, à mesure que la pression augmente, la température augmente. Chauffé par le liquide de refroidissement du circuit extérieur, il entre dans le compresseur. La température passe ainsi de +7°C à +65°C. Pour répéter le cycle, le liquide entre dans l'évaporateur par le papillon. C’est le principe de fonctionnement de base du chauffage géothermique.
• Circuit intérieur. Dans celui-ci, à l'aide d'un échangeur de chaleur, l'énergie thermique est transférée du réfrigérant au liquide de refroidissement dans le système de chauffage principal de la maison.

Pour le faire correctement, vous devez d’abord sélectionner le schéma du circuit primaire et la pompe à chaleur appropriée.

Le chauffage géothermique peut être combiné avec des types d'approvisionnement en chaleur traditionnels - avec une chaudière à gaz, électrique ou à combustible solide. De cette façon, vous pouvez réduire les coûts de fonctionnement du liquide de refroidissement.

Types de chauffage géothermique à la maison

Avant de réaliser le chauffage géothermique d'une maison de campagne de vos propres mains, vous devez effectuer un certain nombre de mesures préliminaires. Tout d’abord, trouvez la manière optimale de disposer les canalisations du circuit primaire.

La condition principale pour cela est la température de l'environnement où seront situées les lignes. Elle ne doit pas être inférieure à +7°C. En pratique, il s’agit d’installer des canalisations dans le sol. Dans certains cas, l’environnement principal peut être un étang ou une rivière. Cependant, les examens du chauffage géothermique pour ce type de maison indiquent souvent une faible efficacité en hiver.

Pour bonne organisation approvisionnement en chaleur alternatif, vous devez effectuer les étapes suivantes :

1. Calculer la puissance optimale. Si le chauffage géothermique d'une maison privée est le principal, sa puissance nominale doit assurer le chauffage de l'air dans tout le bâtiment.
2. Analyser la composition du sol et la profondeur de son gel. Le choix de la disposition des canalisations du circuit primaire en dépend.
3. Déterminer l'emplacement pompe à chaleur . Pour minimiser les pertes de chaleur, des systèmes de chauffage géothermique à faire soi-même sont installés dans une pièce séparée - un sous-sol ou dépendance. Il est important que la température ne soit pas inférieure à +14°C.

Le non-respect de ces règles simples peut entraîner un dysfonctionnement du système. Les avis des propriétaires de systèmes de chauffage géothermique indiquent souvent l'importance de l'analyse initiale et de la sélection du bon équipement.

Pour assurer un fonctionnement ininterrompu du système, il est nécessaire d'installer une source d'alimentation autonome - un générateur.

Avec placement horizontal

La méthode la moins exigeante en main-d'œuvre pour installer les tuyaux du circuit primaire est l'horizontale. Ils sont situés à une profondeur de 0,5 à 3 m. Pour réduire la superficie de l'autoroute, ils sont disposés en virages. Mais en même temps, la distance entre chacun doit être d'au moins 20 cm.

Avant de réaliser un chauffage géothermique, une première analyse de l’état du sol est réalisée. Tout d'abord, son transfert de chaleur est déterminé. Elle peut aller de 20 à W/m². Sur cette base, on calcule longueur totale circuit primaire.

De plus, vous devez effectuer les étapes suivantes :

• Vérification du niveau de congélation du sol. La profondeur des tuyaux doit être inférieure à cet indicateur ;
• Eaux souterraines. Pour les éliminer naturellement en période de grandes crues, une couche de sable est versée au fond de la fosse ;
• Sélection du matériau du pipeline. Il doit être suffisamment flexible et mécaniquement fiable. Pour le chauffage géothermique en Europe, les tuyaux en polyéthylène réticulé sont le plus souvent utilisés.

Si la question importante est de savoir combien coûte un système de chauffage géothermique, alors une disposition horizontale contribuera à réduire considérablement les coûts permanents d'installation du système. Lors de l'installation de plusieurs circuits primaires, il est nécessaire d'installer des collecteurs d'entrée et de sortie.

Avec canalisations verticales

Compte tenu des principes de base du fonctionnement du chauffage géothermique d'une maison, lors de la conception, il est nécessaire d'obtenir un chauffage maximal du liquide de refroidissement depuis le sol. Cela ne peut être fait que lors de l'installation de lignes verticales.

Pour organiser de vos propres mains le chauffage géothermique de type vertical d'une maison de campagne, vous devez réaliser des puits d'une profondeur de 30 à 100 m dans lesquels sont placées les canalisations du circuit primaire.

Ce schéma demande plus de main-d'œuvre que le schéma vertical, mais présente un certain nombre d'avantages :

• Grande profondeur d'autoroutes. Dans ce cas, le transfert de chaleur vers l'environnement augmente de 25 à 30 % - jusqu'à 70 W/m² ;
• Petite zone d'installation ;
• Il n’y a pratiquement aucune dépendance au gel du sol.

En plus de cette méthode, les principes de base du chauffage géothermique sont souvent utilisés pour l'approvisionnement en eau chaude en été. Pour ce faire, le circuit primaire est placé dans l’eau – un lac ou une rivière.

Avant de forer des puits, il est nécessaire de faire une analyse du sol et de déterminer profondeur optimale. La composition du sol affectera directement la complexité du processus.

Installation de chauffage géothermique à faire soi-même

En pratique, réaliser ce type d’apport de chaleur est une tâche difficile. Une caractéristique de la conception et de l'installation du chauffage géothermique de vos propres mains est la présence d'une pompe à chaleur - l'unité principale du système.

La conception de cet appareil comprend un circuit réfrigérant interne, un compresseur, un papillon et un évaporateur. Une unité électronique est nécessaire pour contrôler le fonctionnement. À quoi faut-il faire attention lors du choix d’une pompe à chaleur géothermique pour le chauffage ?

• Type d'appareil. Pour l'approvisionnement en chaleur, des modèles utilisant les eaux souterraines sont utilisés. En plus d'eux, il y a « eau-eau » et « air-eau » ;
• Nominal Energie thermique . Cela dépend directement des paramètres de conception. Il convient de noter que presque tous les modèles ont une valeur de cette caractéristique allant jusqu'à 18 kW ;
• Consommation d'énergie. C'est la somme de l'énergie électrique nécessaire au fonctionnement du compresseur, de la pompe et de l'unité de commande électronique. Dépend directement de la puissance nominale de l'appareil ;
• Paramètres du système de chauffage– conditions de température et indicateurs de pression optimaux. Pour tous les systèmes de chauffage géothermique à faire soi-même, ce dernier chiffre ne dépasse généralement pas 3 bars ;
• Prix. Actuellement, l’installation de chauffage géothermique dans une maison privée est la plus coûteuse. Et la plupart des coûts concernent l’achat d’une pompe à chaleur. Une attention particulière doit donc être portée le bon choix ce composant du système.

En plus d'une pompe à chaleur géothermique pour le chauffage, vous devez sélectionner les bons tuyaux pour le circuit extérieur. Ils doivent répondre à certaines exigences. Notamment, avoir une résistance minimale au transfert de chaleur. Idéalement, des lignes en acier seraient utilisées à cet effet. Cependant, leur fonctionnement dans cet environnement pose de multiples défis. Par conséquent, le chauffage géothermique est souvent réalisé à partir de canalisations flexibles en polymère.

Après avoir analysé les avis sur le chauffage géothermique à la maison, les éléments suivants peuvent être soulignés : traits positifs tuyaux en polymère pour ce type d'apport de chaleur :

• Flexibilité suffisante. Ceci est important lorsque vous organisez vous-même le chauffage géothermique horizontal d'une maison de campagne.
• Facile à installer et à connecter des circuits individuels. Des accouplements mécaniques sont utilisés à cet effet.
• Possibilité de remplacement rapide de la zone endommagée en cas d'urgence.

N'oubliez pas non plus le coût. Considérant que le principe de fonctionnement de l'approvisionnement en chaleur géothermique repose sur une pompe à chaleur, les coûts devraient être réduits afin d'acheter le modèle optimal de cet appareil.

Pour un fonctionnement complet du système, il est recommandé d'utiliser composition spéciale liquide de refroidissement dont le point de congélation est inférieur à 0°C.

Calcul du coût du chauffage géothermique

Pour le consommateur, l'un des facteurs déterminants de l'approvisionnement en chaleur est son prix et ses coûts d'entretien. Compte tenu de la vaste expérience européenne de l’utilisation du chauffage géothermique, vous devez d’abord calculer le budget optimal.

Pour créer soi-même un chauffage géothermique, il est déconseillé de fabriquer soi-même une pompe à chaleur. Cela est dû à la complexité de la conception et aux calculs techniques obligatoires de ses paramètres. La meilleure option– achat d’une pompe à chaleur géothermique prête à l’emploi.

Il existe de nombreux modèles sur le marché Fabricants européens. Il existe une évaluation d'entre eux qui vous aidera à décider de la meilleure option :

• HÉLIOTHERME ;
• NEURA ;
• OCHSNER;

Tous les modèles de ces sociétés diffèrent non seulement bonne qualité, mais aussi à un prix élevé. Ainsi, avant d’envisager le chauffage géothermique pour une maison privée, il est recommandé d’analyser les offres du marché.

En plus de ces coûts, vous devez prendre en compte le coût d'autres composants - tuyaux, éléments de raccordement et câblage du chauffage interne de la maison. Des économies importantes peuvent être réalisées en auto-installation système de chauffage géothermique. Cependant, lors du choix d'un schéma d'installation vertical pour le circuit primaire, vous ne pouvez pas vous passer d'équipements spéciaux. Le coût moyen d'un projet clé en main varie actuellement de 700 000 à 1,2 million de roubles. Tout dépend de la capacité et du budget prévus.

Avant d'acheter une pompe, assurez-vous de lire les avis des propriétaires de chauffage géothermique. Cela vous aidera à découvrir le réel performanceéquipement.

Le sujet de cet article est l’utilisation de la chaleur terrestre pour le chauffage. Est-il possible de capter l’énergie thermique des profondeurs ?

Et si oui, parlons-nous exclusivement de conceptions de haute technologie complexes et coûteuses, ou peut-on faire quelque chose de ses propres mains ?

Conditions préalables

Pourquoi, en fait, avez-vous besoin de chauffage par le sol ? Après tout marché moderne offre beaucoup solutions toutes faites sur l'électricité, le gaz, le solaire et les combustibles solides...

C'est simple. Les prix de l’énergie augmentent, dépassant largement la croissance des revenus des Russes. Dans le même temps, il n’est pas difficile de prévoir une nouvelle croissance exponentielle : puisque les réserves de gaz et de pétrole s’épuiseront d’ici la vie de notre génération, leurs restes seront vendus à des prix exorbitants.

Il est logique de passer aux sources renouvelables d’énergie thermique. Mais lesquels ?

Évaluons les possibilités.

• Le soleil est une excellente source de chaleur. Mais c'est trop capricieux : plusieurs semaines de temps clair peuvent laisser place à la neige et à un voile gris au-dessus.
  De plus, la nuit vous obligera soit à accumuler de la chaleur, soit à l'utiliser uniquement comme source d'énergie auxiliaire.

Utile : dans un climat chaud et ensoleillé, le chauffage par capteurs solaires est, en principe, réalisable, mais avec une surface immense et en présence d'un accumulateur de chaleur de grande capacité.
Toutefois, une source de chaleur d'appoint en cas d'intempéries prolongées est toujours nécessaire.

• Le vent est aussi trop capricieux. De plus, il ne peut pas être utilisé partout : les vallées et les replis du terrain créent de nombreuses zones au calme constant.

Mais chauffer une maison avec la chaleur de la terre grâce à l’énergie géothermique ne pose pas un tel problème. À une profondeur de un à cinq ou six mètres, le sol a partout et toujours une température constante, qui augmente avec la profondeur.

Pompe géothermique

Comment utiliser la chaleur de la terre pour se chauffer ?

Des solutions toutes faites existent depuis quelques décennies. Ce sont des géothermies. Comment sont-ils construits ?

Imaginez comment fonctionne un réfrigérateur.

• Le gaz réfrigérant est comprimé par le compresseur et devient très chaud.
• Il passe ensuite à travers un échangeur de chaleur, dissipant l’excès de chaleur et refroidissant à température ambiante.
• Le réfrigérant refroidi entre dans le circuit de refroidissement congélateur, où il se dilate et, comme toute substance lorsque son état d'agrégation passe de liquide à gazeux, il se refroidit brusquement et... refroidit l'espace qui l'entoure.
• Ensuite, le réfrigérant est à nouveau fourni au compresseur pour compression - et plus loin en cercle.

Nous sommes curieux de connaître deux faits :

1. Un réfrigérateur est capable de capter la chaleur d’un objet froid et de la transmettre à un objet chaud. Dans ce cas, la chaleur est transférée du congélateur de sa température de -18 °C à l'air de la pièce.
2. La quantité d'énergie thermique pompée est plusieurs fois supérieure à la consommation d'énergie nécessaire au fonctionnement du compresseur.

Remplacez maintenant le congélateur par de la terre à faible profondeur avec sa température constante - et vous obtiendrez un modèle fonctionnel de pompe à chaleur géothermique. A noter qu’il utilise en grande partie l’énergie de la terre pour chauffer votre maison. Les coûts de l'électricité ne couvrent pas plus de 30 pour cent de sa capacité thermique.

Il est clair que le chauffage du sol nécessite non seulement un radiateur pour évacuer la chaleur, mais également un échangeur de chaleur sur le deuxième côté du circuit, qui va évacuer la chaleur du sol. Comment pourrait-il être ?

Collecteur vertical

Le plus souvent, les transferts thermiques sont réalisés par des sondes verticales immergées à plusieurs dizaines de mètres de profondeur. Plusieurs puits sont forés à une courte distance de la maison, dans lesquels sont immergés des tuyaux (généralement en polyéthylène réticulé). Une grande profondeur signifie une température absolument stable et élevée ; De plus, les échangeurs de chaleur ne nécessitent pas de placer une grande surface.

Un inconvénient important du chauffage d'une maison avec l'énergie terrestre dans cette mise en œuvre est le coût élevé des travaux d'installation. Plus précisément, le prix du forage : il commence à partir de 2000 roubles par mètre linéaire de puits. Le coût total de 2 à 4 puits d'une profondeur de 50 à 60 mètres est facile à calculer.

Collecteur horizontal

Cependant, dans les régions du pays où l'hiver n'est pas trop rigoureux et où la profondeur de gel du sol ne dépasse pas un mètre à un mètre et demi, des collecteurs horizontaux sont souvent utilisés. Les mêmes tuyaux de l'échangeur de chaleur sont posés dans une tranchée facile à creuser soi-même. Il est clair que le coût d'installation sera réduit plusieurs fois.

Attention : ne sous-estimez pas l’ampleur des travaux. Par exemple, la longueur totale des tuyaux collecteurs pour une maison d'une superficie de 275 m2 sera d'environ 1 200 mètres.

En plus des callosités à la pelle, chauffer la terre avec de la chaleur dans cette mise en œuvre vous promet un autre problème. Le collecteur occupera une grande surface, plusieurs fois plus grande que la superficie totale de la maison. De plus, vous ne pourrez pas l'utiliser pour un potager ou un jardin : les racines des plantes seront gelées par le ramasseur.

La photo montre l'installation d'un échangeur de chaleur horizontal.

Collecteur d'air

Heureusement, en plus du coût de dizaines de milliers d'unités à feuilles persistantes, vous pouvez trouver d'autres moyens de mettre en œuvre le chauffage d'une maison de campagne à partir du sol. L'un des plus simples est le collecteur air-terre.

N'oubliez pas : pour chauffer l'air à un niveau acceptable dans une pièce à vivre, il faut une certaine quantité d'énergie thermique. De plus, plus la température initiale de l’air est basse, plus les coûts sont élevés.

Mais augmentez la température d'entrée d'air système de ventilation complétement gratuit. Température du sol constante, tu te souviens ?

Les instructions d’utilisation du chauffage géothermique sont extrêmement simples :

• Nous amenons la prise d'air de ventilation dans le sol en dessous du point de congélation.
• Nous posons des collecteurs droits, courbes ou multitubes à l'aide de canalisations d'égout ordinaires. La forme est déterminée par votre intrigue personnelle. La longueur totale approximative du collecteur est de 1,5 mètres par mètre carré zone de la maison.
• Nous réalisons la prise d'air à l'extrémité du collecteur la plus éloignée de la maison, en amenant le tuyau à une hauteur d'au moins un mètre et demi du sol et en l'équipant d'un parapluie-déflecteur. Il est clair qu’il faudra forcer l’air à entrer dans la maison.

Ne vous y trompez pas : le chauffage décrit par la chaleur de la terre ne résoudra pas complètement et gratuitement vos problèmes d'énergie thermique.

Mais cela vous permettra de mettre en œuvre l'un des schémas simples et peu coûteux :

• L'air entrant avec une température d'environ 10°C peut être chauffé par n'importe quel radiateur (électrique, gaz, solaire, etc.) et distribué dans les pièces par des conduits de ventilation. Les coûts par rapport à la nécessité de chauffer l’air froid de la rue seront considérablement réduits.
• Une solution alternative consiste à utiliser l’air forcé du sous-sol pour souffler sur l’unité extérieure d’une pompe à chaleur air-eau ou d’un climatiseur conventionnel. À +10 °C, TOUTE unité externe de n'importe quel appareil de cette classe peut fonctionner efficacement. Principal problème technique— fournir le débit d'air requis.

Conclusion

Et enfin - un peu expérience personnelle. L'auteur de l'article vit dans une maison privée dans une région au climat assez chaud. Sous la maison il y a un sous-sol avec sol en béton de 75 m2, avec toute l'année la température est la même 10-12 degrés. Il est clair qu'avec une telle zone d'échangeur de chaleur, la température de l'air au sous-sol est assez stable.

L'un des appareils de chauffage de la maison est un climatiseur domestique ordinaire avec unité externe au sous-sol et intérieur au premier étage. Grâce à cette disposition, même lorsque la température extérieure est sensiblement inférieure à zéro, le climatiseur fonctionne avec une efficacité maximale, captant la chaleur de l'air du sous-sol et plus loin du sol.

L'unité extérieure du système split est traditionnellement située dans la rue. Cependant, si votre sous-sol est à une température stable, pourquoi ne pas l’y déplacer ?

Comme d'habitude, vous pouvez retrouver quelques informations complémentaires dans la vidéo jointe à l'article. Des hivers chauds !

Une méthode progressive de chauffage géothermique d’une maison utilise le principe de fonctionnement consistant à utiliser la chaleur de la terre pour chauffer la pièce. Puisque les carburants traditionnels sont épuisables ressources naturelles, alors vous devriez vous soucier à l'avance de la transition vers les dernières sources d'énergie inépuisables.

Les pays scandinaves sont leaders dans la production et l'exploitation de systèmes de chauffage géothermique pour les maisons. Ils vulgarisent cette option d'installation et la proposent aux régions qui disposent d'un large potentiel pour son utilisation.

Application de l'équipement

Il est faux de supposer que le chauffage au sol ne peut être utilisé que là où il y a de l’eau chaude. sources d'eau, il y a des geysers chauds et d'autres sources de chauffage souterraines naturelles. Technologies les plus récentes permettent de faire fonctionner avec succès le chauffage géothermique chez soi et sous les latitudes tempérées.

Aujourd'hui, dans notre pays, ce type de chauffage est encore classé comme moyens alternatifs recevoir de la chaleur. Cependant, dans la plupart des cas, il est presque idéal pour les maisons de campagne ou les maisons de campagne. Le chauffage géothermique installé à la maison par vos propres mains peut fonctionner selon deux modes :

• chauffage en hiver ;
• refroidissement par temps chaud.

Cela crée l'atmosphère la plus favorable dans la pièce.

VIDÉO : Comment fonctionne le chauffage géothermique

Opération Système

Une pompe à chaleur doit être installée dans la maison. Il prélèvera de l'énergie dans le sol ou dans les eaux souterraines pour la transmettre au liquide de refroidissement circulant dans la maison à travers les canalisations. Ce principe de fonctionnement a été identifié au XIXe siècle par le physicien français Sadi Carnot.

Les composants du nœud de base sont :

• compresseur;
• évaporateur;
• condensateur;
• la soupape d'étranglement.

Le compresseur est chargé de « comprimer » la chaleur et de la transmettre aux consommateurs. L'appareil lui-même nécessite une source d'alimentation externe.

La pompe à chaleur fonctionne selon l'algorithme suivant :

1. Le collecteur d'apport de chaleur doit contenir à l'intérieur un liquide ayant basse température gelé. Souvent, lors du chauffage géothermique de vos propres mains, de l'eau à haute teneur en sel, de l'alcool dilué avec de l'eau et des mélanges de glycol sont versés à l'intérieur.
2. Dans le module évaporateur, la chaleur est transférée au réfrigérant, qui a un point d'ébullition bas, moment auquel il bout et se transforme en vapeur.
3. Le compresseur installé dans le circuit augmente la pression de la vapeur, ce qui entraîne une augmentation de la température de la substance jusqu'à 78-80 0 C.
4. Une fois que la substance réfrigérante entre dans le condenseur, elle entre dans la phase liquide et en même temps, de l'énergie est libérée pour le circuit de chauffage.
5. Le liquide résultant est renvoyé au compresseur via le papillon des gaz.

Puisqu’une pompe à chaleur pour chauffer une maison fonctionne sur le principe d’un réfrigérateur, on l’appelle souvent « réfrigérateur inversé ». Dans de nombreux cas, l’énergie du sol est utilisée pour installer un chauffage par le sol.

Des calculs correctement effectués et une installation bien exécutée de l'échangeur de chaleur peuvent multiplier par cinq la puissance de sortie à partir d'un kilowatt consommé par la pompe.

VIDÉO : Comment fonctionne une pompe à chaleur géothermique

Installation d'un échangeur de chaleur

Les types d'installation actuels sont les suivants :

• vertical, lorsqu'il faut forer plusieurs puits ;
• horizontal, où les tranchées sont creusées en dessous de la profondeur de congélation ;
• sous l'eau, lorsque la pose est effectuée au fond du plan d'eau le plus proche.

Forage des puits

Pour utilisation efficaceénergie thermique de la terre, si la zone à proximité du bâtiment est petite, il est nécessaire de forer puits profonds. Une température positive stable persiste à plusieurs mètres de profondeur dans la terre. L'utilisation de tels puits géothermiques fournit de la chaleur au circuit de l'échangeur de chaleur. Cette chaleur est ensuite transférée vers un deuxième circuit interne situé dans la pièce.

Souvent, forer plusieurs puits coûte encore moins cher que de les poser au fond d’un réservoir. Grâce à cela, le processus devient accessible à plus disposé.

Le processus est réalisé avec une plate-forme de forage de petite taille et une petite quantité d’équipement auxiliaire. Cela n'affecte pratiquement pas les environs. La construction d'un puits est autorisée même dans l'eau, mais elle ne doit pas être à moins de 2-3 m d'un immeuble résidentiel.

La profondeur maximale utilisable peut atteindre 200 m, mais l'efficacité apparaît souvent à partir d'un niveau de 50 m. A l'étape suivante, le puits est équipé. Un tube en plastique d'un diamètre de 40 mm est placé à l'intérieur de la cavité. De une à quatre boucles collectrices y sont passées.

La cavité entre le sol et la paroi extérieure du tube doit être remplie d'un matériau conducteur de chaleur. Le réseau de chauffage est câblé et connecté à la pompe à chaleur.

Cette option est la plus rationnelle en termes de coût, puisqu'elle ne nécessite pas la préparation de tranchées, de fosses, etc. terrassements. Mais cette capacité n'est pas accessible à tout le monde : le volume minimum du réservoir est suffisant pour chauffer une maison de 100 m². doit mesurer au moins 200 mètres cubes et être situé à moins de 100 mètres du bâtiment d'habitation.

Des canalisations sont posées au fond des réservoirs pour éviter qu'ils ne gèlent lors des pics de gel.

Effectuer des calculs

Pour effectuer un calcul système, il est nécessaire de prendre en compte les paramètres de base :

• à une profondeur dépassant voie du milieu Russie 15-20 m, la température est maintenue à +8-+10 0 C ;
• Pour structures verticales Il est d'usage de prendre en compte dans les calculs la valeur de puissance résultante de 50 W pour 1 m de hauteur, et des valeurs plus précises dépendent du degré d'humidité de la roche, de la présence d'eaux souterraines, etc.
• la roche sèche donne 20-25 W/m ;
• argile ou grès humidifiés 45-55 W/m ;
• les roches de granit dur fourniront jusqu'à 85 W/m ;
• Disponibilité eaux souterraines donne jusqu'à 110 W/m.

Utiliser une pompe à chaleur

La longévité du système dépend des caractéristiques et des conditions dans lesquelles fonctionne la pompe à chaleur. Dans les installations géothermiques, il est capable de fonctionner environ 1 800 heures par an. Il s’agit de la valeur moyenne pour les latitudes sans sources thermales souterraines.

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, apparence, mais le coefficient de production de chaleur sera toujours le même pour les pompes différentes entreprises Et différents pays. Cela est dû précisément aux particularités du traitement énergie naturelle au thermique.

La pompe ne doit pas être trop utilisée, car ce processus peut entraîner une diminution significative de la température du sol autour du puits, et parfois conduire à son gel.

Les conséquences de tels erreurs de calcul conduisent finalement à des conséquences désastreuses - le sol s'affaisse de manière inégale, à certains endroits il s'enfonce très profondément, ce qui endommage le système de protection. tuyaux en plastique. Si la maison est située à proximité, une déformation des fondations 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 de l'énergie thermique supplémentaire est fournie à l'échangeur de chaleur. Cela pourrait être de l'énergie collecteur solaire ou chauffage de la sonde lorsqu'une pompe à chaleur est utilisée en mode refroidissement d'espace.

En conclusion, il convient de noter que installation géothermique pas encore accessible à tout le monde. Dans certains cas, la période d'amortissement peut durer plus de 10 ans, mais à la fin, ces méthodes de chauffage d'une maison deviendront dans un avenir proche non seulement une alternative, mais la seule possible.

VIDÉO : Pompes à chaleur géothermiques