Pompe à chaleur eau glycolée

Pompe à chaleur eau glycolée

La pompe à chaleur eau glycolée

Notre sol est un merveilleux réservoir de chaleur. L’énergie solaire, la pluie et les influences météorologiques, la chaleur générée lors des processus de décomposition naturels et enfin et surtout la chaleur du noyau terrestre y sont stockées. Vous n’avez pas besoin de creuser profondément pour trouver un niveau de température constant. À première vue, cependant, les températures qui règnent toute l’année en dessous de la ligne de gel, c’est-à-dire à une profondeur de 0,8 à 1,5 mètre, semblent relativement basses. Cependant, les 7 à 12 degrés Celsius sont tout à fait suffisants pour élever le niveau de température avec de la saumure, de la pression et un peu d’énergie externe sous forme d’électricité afin qu’il soit adapté à des fins de chauffage.

Pompe à chaleur eau glycolée/eau avec ballon de stockage dans la chaufferie © Federal Heat Pump Association
Pompe à chaleur eau glycolée/eau avec ballon de stockage dans la chaufferie © Federal Heat Pump Association

Le principe de fonctionnement de la pompe à chaleur eau glycolée

Ceci est nécessaire pour le chauffage et le chauffage de l’eau sanitaire principe de la pompe à chaleur saumure-eau utilise non seulement la chaleur stockée dans le sol, mais également une source d’énergie externe et un système sophistiqué à 3 circuits. Quel que soit le type de pompe à chaleur saumure-eau dont il s’agit – capteur de sol ou sonde de sol – les deux nécessitent un circuit fermé. Un mélange de sel, d’eau et d’antigel (saumure) y circule afin d’absorber la chaleur du sol. La pompe à chaleur transfère ensuite l’énergie géothermique captée vers le deuxième circuit, un circuit frigorifique (généralement du propane ou de l’ammoniac respectueux de l’environnement). En changeant l’état d’agrégation de ce réfrigérant à l’aide de la pression, l’eau dans l’échangeur de chaleur est ensuite chauffée dans le troisième cycle – le chauffage des locaux.

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Schéma d'une pompe à chaleur saumure-eau
Schéma d’une pompe à chaleur saumure-eau
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Chaleur géothermique des couches profondes

Contrairement aux capteurs de surface, les Relativement peu d’espace est requis pour une pompe à chaleur eau glycolée/eau basée sur des sondes géothermiques. Les sondes sont insérées verticalement dans le sol au moyen de forages profonds afin de profiter des températures chaudes qui y règnent. En règle générale, les sondes géothermiques sont insérées à des profondeurs de 40 à 100 mètres.

Forage forage avec dispositif spécial © Federal Heat Pump Association
Forage forage avec dispositif spécial © Federal Heat Pump Association

Rarement à plus de 100 mètres de profondeur, car cela nécessite une autorisation spéciale de l’autorité minière. Néanmoins, le forage profond pour les collecteurs au sol relève de cette droit minier, doit être signalée à l’autorité minière conformément à l’article 127 de la loi sur les mines. De même, le forage profond pour les sondes nécessite un emplacement hydrogéologiquement parfait, qui est basé sur la loi sur les ressources en eau ou les lois sur l’eau spécifiques à l’État. Si la Lower Water Authority considère que les eaux souterraines sont potentiellement menacées par les travaux de forage ou les solutions de rinçage utilisées, un permis ne sera pas accordé.

Pompe à chaleur géothermique
Schéma d’une pompe à chaleur saumure-eau dans des couches plus profondes, source de l’image : Association allemande des pompes à chaleur

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Pompe à chaleur géothermique de surface

Avec cette variante d’utilisation de l’énergie géothermique, la chaleur stockée dans les couches supérieures de la terre est utilisée. Environ 20 cm sous la ligne de gel, soit en dessous de 0,8 à 1,5 mètre sous notre latitude, les capteurs de la pompe à chaleur eau glycolée/eau sont posés dans le sol de manière serpentine. La surface du capteur dépend de la pièce à chauffer. En règle générale, pour chauffer une surface habitable de 100 mètres carrés, il faut deux fois la surface pour les capteurs au sol, dans ce cas 200 mètres carrés. En fonction de la profondeur de pose des capteurs, de la « convivialité du stockage » du sol et de la période de l’année, les températures dans cette zone se situent entre -5 et +25 degrés Celsius. Contrairement aux sondes géothermiques, ce système ne nécessite pas l’approbation des autorités minières, mais celles-ci doivent néanmoins être informées à l’avance des travaux de terrassement à venir.

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Pompe à chaleur géothermique
Schéma d’une pompe à chaleur saumure-eau avec capteurs géothermiques, source de l’image : Association allemande des pompes à chaleur

Exigences structurelles

Qu’il s’agisse d’une sonde géothermique ou d’un capteur de surface, l’objet à chauffer doit répondre à certains critères, de sorte que l’utilisation du chauffage géothermique est possible de manière efficace. Les radiateurs doivent être conçus de manière à pouvoir supporter une faible température de départ – idéalement un maximum de 40 degrés Celsius. Le chauffage de surface se débrouille avec des températures de départ d’environ 30 degrés et se distingue donc particulièrement bien en termes d’efficacité.

Une bonne isolation thermique l’enveloppe du bâtiment constitue alors la cerise sur le gâteau et ne réduit pas seulement les coûts de chauffage. Plus l’énergie de chauffage pouvant être obtenue à partir de l’énergie électrique requise est importante, plus la pompe à chaleur fonctionne de manière économique. Un rapport de 1 à 4 est considéré comme optimal – seulement 1 partie d’électricité est nécessaire pour produire 4 parties d’énergie thermique. C’est ce que l’on appelle le chiffre de performance, le COP (coefficient de performance). De plus, les pompes à chaleur eau glycolée/eau peuvent également être installées ultérieurement dans des bâtiments anciens après une rénovation énergétique. En fonction du système sélectionné, un encombrement correspondant est bien sûr supposé.

Une zone collectrice peut être plantée normalement
Une zone collectrice peut être plantée normalement
Les pompes à chaleur peuvent extraire la chaleur du sol, de l'air ou de l'eau