Comprendre la pompe à chaleur géothermique
Une pompe à chaleur géothermique est un système de chauffage et de climatisation fondé sur un cycle de compression et de détente, qui puise l'énergie thermique directement dans le sol entourant le bâtiment pour le chauffer ou le rafraîchir. En raison d'une limite physique, une pompe à chaleur classique ne peut élever la température que d'environ 17 °C au-dessus de la température ambiante. C'est pourquoi les modèles standards ne sont réellement efficaces que dans les climats subtropicaux, où les températures descendent rarement en dessous de 4 °C.
Un système à capteurs enterrés, quant à lui, utilise le sol comme source de chaleur. Or, la température du sol reste stable toute l'année, généralement entre 10 et 15 °C selon les régions. Cette constance permet d'exploiter la pompe à chaleur géothermique même dans des climats plus froids et plus tempérés, avec un rendement nettement supérieur.
Le matériel nécessaire
- Pelle ou tractopelle
- Tuyaux flexibles en acier inoxydable haute pression
- Vanne de détente
- Échangeur de chaleur radiant
- Orifice de remplissage de fluide frigorigène
- Compresseur
- Brasure
- Chalumeau
- Fluide frigorigène
Les étapes d'installation
Étape 1 : creuser l'excavation
Creusez une grande fosse près du bâtiment, à la pelle ou à la tractopelle si l'ampleur des travaux l'exige. L'excavation doit couvrir environ la moitié de l'emprise au sol du bâtiment et descendre au moins 60 cm sous la ligne de gel locale. Dans la plupart des régions tempérées, cette ligne se situe entre 90 cm et 1,20 m de profondeur ; il est toutefois recommandé de contacter votre administration locale pour connaître la valeur exacte applicable à votre zone.
Étape 2 : disposer les capteurs enterrés
Déroulez les tuyaux flexibles en acier en formant un zigzag au fond de la fouille, en veillant à maintenir environ 60 cm d'écart entre les sections parallèles. Le fond du trou doit être constitué de terre : l'argile et le sable conviennent parfaitement. En revanche, si le sous-sol est rocheux, choisissez un autre emplacement, ou bien ajoutez 60 cm de terre avant de poser les capteurs, puis recouvrez-les ultérieurement de 1,50 à 1,80 m de terre.
Étape 3 : raccorder au circuit de ventilation
Acheminez une extrémité de la tuyauterie souple jusqu'au bâtiment, puis à l'intérieur, jusqu'au système de ventilation. Fixez la vanne de détente sur l'autre extrémité et reliez-y un second tronçon de tuyau qui rejoindra également la ventilation. Dans les bâtiments commerciaux, le système de ventilation se trouve généralement dans un local technique ; dans une maison, le ventilateur est souvent situé au sous-sol ou dans les combles. Si vous ne le localisez pas, suivez simplement les gaines depuis les bouches d'aération.
Étape 4 : installer l'échangeur de chaleur
Positionnez l'échangeur de chaleur juste devant le ventilateur de ventilation. Il doit épouser parfaitement les gaines, sans aucun espace, afin d'éviter toute fuite d'air. Raccordez ensuite les gaines à l'échangeur pour reconstituer un circuit totalement étanche.
Étape 5 : brancher la vanne de détente
Raccordez le tuyau relié à la vanne de détente à la sortie de l'échangeur de chaleur.
Étape 6 : brancher le compresseur
Reliez l'autre tuyauterie à l'orifice de remplissage de fluide frigorigène, puis à l'entrée du compresseur.
Étape 7 : fermer le circuit frigorifique
Reliez la sortie du compresseur à l'entrée de l'échangeur de chaleur à l'aide d'un court tronçon de tuyau. Le compresseur comprime le fluide frigorigène, ce qui élève fortement sa température. La chaleur est alors cédée au bâtiment via l'échangeur, avant que le fluide ne soit détendu, ce qui abaisse sa température en dessous de celle du sol.
Étape 8 : souder toutes les jonctions
Soudez soigneusement tous les raccords de la tuyauterie à l'aide de la brasure et du chalumeau. Si vous utilisez des raccords à verrouillage mécanique haute pression, la soudure n'est pas nécessaire.
Étape 9 : charger le fluide et reboucher la fouille
Injectez le fluide frigorigène par l'orifice de remplissage, puis comblez l'excavation avec la terre extraite. Le fluide circule alors dans les capteurs enterrés, où il se réchauffe jusqu'à la température du sol. Il est ensuite comprimé, ce qui porte le liquide à haute température. Ce liquide chaud est refroidi par le flux d'air du ventilateur traversant l'échangeur, diffusant ainsi la chaleur dans l'ensemble du bâtiment. Le liquide refroidi est enfin dépressurisé, ce qui abaisse sa température en dessous de celle du sol, et le cycle recommence indéfiniment : c'est une boucle fermée continue.
Conseils et précautions indispensables
La manipulation de fluides frigorigènes est encadrée par la réglementation dans de nombreux pays et exige souvent une attestation de capacité. Avant de commencer les travaux de terrassement, faites réaliser un diagnostic des réseaux enterrés (gaz, eau, électricité) auprès des services compétents afin d'éviter tout accident. Enfin, faites impérativement contrôler l'étanchéité du circuit par un professionnel avant la première mise en service : une fuite de fluide frigorigène compromettrait à la fois le rendement du système et l'environnement.
Source : https://jardin.98905.com/building-remodeling/energy-efficient-homes/1007119412.html