Systèmes de chauffage géothermique d'une maison de campagne: caractéristiques de la fabrication vous-même

Nous savons que la géothermie est la chaleur de la Terre, et le terme «géothermie» est souvent associé aux volcans et aux geysers de notre pays. En Russie, l'énergie géothermique est utilisée principalement à l'échelle industrielle, par exemple, il existe des centrales électriques d'Extrême-Orient qui fonctionnent sur la base de la chaleur de notre planète.

Beaucoup de gens sont convaincus que faire du chauffage géothermique à la maison est quelque chose du domaine de la fantaisie. Non? Mais c'est complètement faux! Avec le développement des technologies modernes, l'utilisation domestique de «l'énergie verte» est devenue bien réelle.

Nous parlerons des principes du chauffage alternatif, de ses avantages et inconvénients, comparables aux systèmes de chauffage traditionnels. Vous découvrirez également l'emplacement de l'échangeur de chaleur et comment monter vous-même le chauffage géothermique.

Quelques faits historiques

Lorsque la crise pétrolière a éclaté dans les années 70 du siècle dernier, un besoin brûlant est apparu en Occident sources d'énergie alternatives. C'est à cette époque que les premiers systèmes de chauffage géothermique ont commencé à être créés.

Aujourd'hui, ils sont largement utilisés aux États-Unis, au Canada et dans les pays d'Europe occidentale.

Par exemple, en Suède, l'eau de la mer Baltique est activement utilisée, dont la température est de + 4 ° C. En Allemagne, l'introduction de systèmes de chauffage géothermique est même parrainée au niveau de l'État.

A propos des sources d'énergie géothermique, on imagine toujours une vallée de geysers ou de volcans, mais les sources dont nous avons besoin sont beaucoup plus proches. Et ils nous aideront à rester au chaud en hiver et au frais en été

En Russie, Pauzhetskaya, Verkhne-Mutnovskaya, Okeanskaya et d'autres centrales géothermiques fonctionnent. Mais les faits d'utiliser l'énergie de la Terre dans notre secteur privé sont très peu nombreux.

Les vrais avantages et inconvénients

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

L'utilisation d'un système de chauffage géothermique est une solution rentable. Il y a plusieurs raisons à cela. Parmi eux, l'installation rapide d'équipements capables de fonctionner longtemps sans interruption.

Si vous n'utilisez pas d'eau, mais de l'antigel de haute qualité dans le système de chauffage, 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 pas endommager le boîtier. En outre, un certain nombre d'autres aspects liés à la présence de carburant sont exclus: il n'est désormais plus nécessaire de chercher un lieu pour son stockage, de s'engager dans sa préparation ou sa livraison.
• Bénéfices économiques importants. 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 sûr, pendant le fonctionnement de la pompe à chaleur, l'énergie électrique est dépensée, mais en même temps, le volume d'énergie produit dépasse considérablement la consommation.
• Facteur environnemental. Le chauffage géothermique d'une maison de campagne privée est une solution écologique. L'absence de processus de combustion exclut l'entrée de produits de combustion dans l'atmosphère. Si de nombreuses personnes s'en rendent compte et qu'un tel système d'alimentation en chaleur recevra une distribution largement répandue, l'impact négatif des personnes sur la nature sera considérablement réduit.
• Système compact. Vous n'avez pas besoin d'organiser une chaufferie séparée dans votre maison. Tout ce qui sera nécessaire est une pompe à chaleur, qui peut être placée, par exemple, au sous-sol. Le contour le plus volumineux du système sera situé sous terre ou sous l'eau, à la surface de votre site vous ne le verrez pas.
• 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 remplacera pour vous non seulement un radiateur, mais aussi un climatiseur.
• Confort acoustique. La pompe à chaleur fonctionne presque silencieusement.

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

Soit dit en passant, l'inconvénient du système est précisément les coûts que vous devez assumer pour installer le système et le préparer au travail. Il sera nécessaire d'acheter la pompe elle-même et certains matériaux, pour terminer 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 s'autofinancer en quelques années sera toujours économiquement avantageux pour son propriétaire

Cependant, ces coûts sont payants au cours des premières années de fonctionnement. L'utilisation ultérieure d'un collecteur posé dans le sol ou immergé dans l'eau peut faire économiser des coûts importants.

De plus, le processus d'installation lui-même n'est pas assez compliqué au point d'inviter des spécialistes extérieurs pour sa mise en œuvre. Si vous ne percez pas, tout le reste peut être fait indépendamment.

Il convient de noter que certains artisans, dans un effort pour économiser de l'argent, ont appris à collecter la géothermie propre pompe à chaleur.

À propos des sources de chauffage géothermique

Pour le chauffage géothermique, vous pouvez utiliser les sources d'énergie thermique terrestre suivantes:

• température élevée;
• basse température.

Les sources à haute température comprennent, par exemple, les sources thermales. Vous pouvez les utiliser, mais la portée de leur application est limitée à l'emplacement réel de ces sources.

Si ce type d'énergie est activement utilisé en Islande, en Russie, les eaux thermales sont loin des colonies. Dans la mesure du possible, ils sont concentrés au Kamchatka, où l'eau souterraine est utilisée comme liquide de refroidissement et acheminée vers les systèmes d'alimentation en eau chaude.

Pour l'utilisation efficace de l'énergie thermique de la terre n'a pas besoin d'un volcan. Il suffit d'utiliser ces ressources qui ne sont qu'à 200 mètres de la surface de la terre.

Mais pour l'utilisation de sources à basse température, nous avons tous les prérequis nécessaires. À cette fin, les masses d'air environnantes, la terre ou l'eau conviennent.

Pour extraire l'énergie nécessaire à l'aide d'une pompe à chaleur. Avec son aide, la procédure de conversion de la température ambiante en énergie thermique non seulement du chauffage, mais également de l'approvisionnement en eau chaude d'une résidence privée a lieu.

Le principe de fonctionnement d'un tel chauffage

Si vous savez comment cela fonctionne climatiseur ou frigo, alors la similitude de ces processus avec le principe de fonctionnement du chauffage géothermique est évidente. La base du système est une pompe à chaleur, qui est incluse dans deux circuits - externe et interne.

Pour organiser un système de chauffage traditionnel dans n'importe quelle maison, il est nécessaire d'y monter des tuyaux pour le transport du liquide de refroidissement et des radiateurs, lorsqu'ils sont chauffés, la chaleur entrera dans les locaux. Dans notre cas, des tuyaux et des radiateurs sont également nécessaires. Ils forment le circuit interne du système. Peut être ajouté au circuit sols chauds.

Le circuit externe semble beaucoup plus grand que le circuit interne, bien que ses dimensions ne puissent être estimées que pendant la période de planification et d'installation. Pendant le fonctionnement, il est invisible car il est sous terre ou sous l'eau. De l'eau ordinaire ou un antigel à base d'éthylène glycol circule à l'intérieur de ce circuit, ce qui est de loin préférable.

La structure du système de chauffage géothermique comprend deux circuits - interne et externe, ainsi que le cœur du système de chauffage - une pompe à chaleur, qui, en compressant le liquide de refroidissement, augmente sa température (+)

Ainsi, l'élément clé qui revitalise l'ensemble du système est la pompe à chaleur. Si votre maison a une machine à laver ordinaire, sachez que cette pompe occupera approximativement la même surface.

Pour travailler, il a besoin d'électricité, mais, ne consommant que 1 kW, il fournit la génération de 4-5 kW de chaleur. Et ce n'est pas un miracle, car la source d'énergie «supplémentaire» est connue - c'est l'environnement.

Deux types d'agencement d'échangeurs de chaleur

Il existe deux options pour chauffer une maison privée en utilisant des éléments énergétiques à basse température de l'environnement. La base du système dans les trois cas est une pompe géothermique.

Le circuit interne reste inchangé pour toute méthode de chauffage, et la principale différence est l'emplacement du circuit externe.

Le chauffage géothermique se produit avec un échangeur de chaleur situé:

• debout - situés dans des puits qui révèlent ou n'ouvrent pas l'aquifère;
• horizontalement - les échangeurs de chaleur des systèmes sont placés dans une fosse ou un étang ouvert sous la forme d'une sorte de serpentin.

Chacun des types de chauffage présentés ici se caractérise par ses caractéristiques, ses inconvénients et ses avantages.

Si vous avez l'intention de créer un tel système de chauffage de vos propres mains, vous serez intéressé à en savoir plus sur chaque type.

Option n ° 1. Placement vertical d'un collecteur externe

Ce type de chauffage est basé sur un phénomène naturel intéressant: à une profondeur de 50 à 100 m ou plus de sa surface, la terre a la même température constante de 10 à 12 ° C toute l'année.

Pour pouvoir utiliser cette énergie de la terre, il faut forer des puits verticaux. La technologie est presque la même que la préparation d'une source d'eau.

Afin de maximiser la préservation du paysage, vous pouvez percer plusieurs tuyaux à partir du même point de départ, mais sous des angles différents.

Le circuit externe du système sera monté directement dans ces puits. Cela enlèvera efficacement sa chaleur de la terre. Bien sûr, cette méthode peut difficilement être qualifiée de simple et à petit budget.

Pour créer un système vertical de chauffage géothermique, il est nécessaire d'utiliser des équipements de forage de puits, sans l'utilisation d'une foreuse, résoudre les problèmes d'installation du système sera assez laborieux (+)

Il est pertinent dans le cas où le territoire adjacent à la maison est déjà équipé et que la violation de son paysage est inappropriée. La profondeur du forage de puits peut atteindre de 50 à 200 mètres.

Les paramètres spécifiques du puits dépendent de la situation géologique du site et des paramètres de la future structure. La durée de vie de cette conception est d'environ 100 ans.

Pour installer une version verticale d'un système avec un échangeur de chaleur qui extrait l'énergie de l'eau souterraine, il sera nécessaire de forer deux aquifères.

L'un d'entre eux, appelé débit, à l'aide d'une pompe, prélève de l'eau qui, après transfert de chaleur, se fond dans la seconde, qui reçoit la génération.

Le moins du système géothermique à deux puits est insuffisant pour chauffer une maison de campagne. La pompe de circulation dépense trop d'énergie. Mais pour l'alimentation en liquide de refroidissement, le contour du sol chaud reçu en énergie thermique est suffisant

Option n ° 2. Disposition horizontale du collecteur de sol

Pour poser le contour extérieur avec un type de chauffage horizontal, vous devez savoir à quelle profondeur le sol gèle dans votre région.

Les tuyaux sont posés en dessous du niveau de congélation dans des tranchées préparées, tout en capturant un espace assez grand: pour chauffer une maison d'une superficie de 200-250 mètres carrés. m, vous devez utiliser environ 600 mètres carrés. m d'échangeur de chaleur. Cela fait six cents parties.

L'inconvénient de cette conception est la grande surface qu'elle occupe. Si vous avez besoin d'une pelouse recouverte d'herbe et de fleurs sur le terrain, c'est votre option. Et il vaut mieux éloigner les tuyaux collecteurs des arbres fruitiers (+)

Il est clair que dans de telles conditions, le volume de terrassement sera important.De plus, vous devez tenir compte de l'emplacement des arbres et autres végétaux sur le site, afin de ne pas les geler. Par exemple, il est impossible de placer les tuyaux collecteurs à moins d'un mètre et demi des arbres.

Cette méthode d'installation est généralement utilisée dans les cas où le site est en cours de maîtrise pour la construction. Tous les calculs et plans pour la construction du chalet, l'organisation de son chauffage et l'aménagement du terrain sont mieux faits simultanément.

Immersion d'un échangeur de chaleur horizontal dans un étang

Cette méthode nécessite un arrangement spécial de propriété - à une distance d'environ 100 m d'un réservoir de profondeur suffisante. De plus, le réservoir spécifié ne doit pas geler au fond, où le circuit externe du système sera situé. Et pour cela, la superficie du réservoir ne peut être inférieure à 200 mètres carrés. m

Cette option pour placer un échangeur de chaleur est considérée comme la moins coûteuse, mais un arrangement similaire de propriété de la maison n'est toujours pas courant. De plus, des difficultés peuvent survenir si le réservoir appartient à des installations publiques

L'avantage évident de cette méthode est l'absence d'excavation obligatoire à forte intensité de main-d'œuvre, même si vous devez encore bricoler l'emplacement sous-marin du collecteur. Et un permis spécial pour de tels travaux sera également nécessaire.

Cependant, une installation géothermique utilisant l'énergie de l'eau est toujours la plus économique.

Faites-le vous-même: quoi et comment

Si vous installez déjà votre propre chauffage géothermique, il est préférable d'acheter le circuit externe prêt à l'emploi. Bien sûr, nous ne considérons que les moyens de disposition horizontale de l'échangeur de chaleur externe: sous la surface du sol ou sous l'eau.

Il est beaucoup plus difficile de monter vous-même un collecteur de forage vertical si vous n'avez pas l'équipement et les compétences de forage.

La pompe à chaleur n'est pas un équipement trop grand. Dans votre maison, cela ne prend pas beaucoup de place. Après tout, sa taille est comparable, par exemple, à une chaudière à combustible solide conventionnelle. Connecter le contour interne de votre maison à celui-ci est une tâche simple.

En fait, tout se fait exactement de la même manière que lors de l'organisation et câblage de chauffage en utilisant des sources de chaleur traditionnelles. La principale difficulté est la disposition du circuit externe.

Cette disposition de la maison par rapport à l'étang est plus courante. L'essentiel est que le réservoir ne soit pas à plus de 100 mètres du chalet

La meilleure option serait d'utiliser un plan d'eau s'il y en a un à une distance ne dépassant pas 100 m, il faut que sa superficie dépasse 200 m². m et profondeur - 3 m (paramètre de congélation moyen). Si ce réservoir ne vous appartient pas, un problème peut être d'obtenir l'autorisation de l'utiliser.

Si le réservoir est un étang en votre possession, la question est simplifiée. L'eau de l'étang peut être temporairement pompée. Ensuite, le travail sur son fond peut se faire facilement: il faudra poser les tuyaux en spirale, en les fixant dans cette position.

Le terrassement ne sera nécessaire que pour creuser une tranchée, ce qui sera nécessaire pour connecter le circuit externe à la pompe à chaleur.

Une fois tous les travaux terminés, l'étang peut être à nouveau rempli d'eau. Au cours des prochaines années, un échangeur de chaleur externe devrait fonctionner correctement et ne pas causer de problèmes à son propriétaire.

Si vous avez à votre disposition un terrain sur lequel il vous suffit de construire des logements et de faire pousser un jardin, il est judicieux de prévoir un échangeur de chaleur de type sol horizontal.

Pour cela, un calcul préalable de la surface du futur collecteur doit être effectué, sur la base des paramètres déjà indiqués ci-dessus: 250-300 sq. m de collecteur pour 100 mètres carrés. m de surface chauffée de la maison.

Si vous avez un site sans bâtiments et sans végétation que vous souhaitez conserver, vous pouvez simplement enlever le sol lors de la construction du contour extérieur horizontal du sol: c'est plus facile que de creuser des tranchées

Les tranchées dans lesquelles poser les tuyaux du circuit doivent être creusées en dessous du niveau de gel du sol.

Et encore mieux - il suffit de retirer le sol jusqu'à la profondeur de sa congélation, de poser les tuyaux, puis de remettre le sol à sa place. Le travail prend du temps, est difficile, mais avec un grand désir et une grande détermination, vous pouvez le terminer.

Coûts et perspectives de récupération

Les coûts de l'équipement et de son installation lors de la construction du chauffage géothermique dépendent de la capacité de l'unité et du fabricant.

Chacun choisit un fabricant, guidé par ses propres considérations et informations sur la réputation et la fiabilité d'une marque particulière. Mais la puissance dépend de la zone de la pièce à entretenir.

Ce chiffre reflète brièvement l'essence des avantages découlant de l'utilisation d'un système de chauffage géothermique. C'est ce rapport d'énergie entrante et sortante qui permet au système de payer rapidement en premier, puis d'économiser l'argent de son propriétaire (+)

Si l'on prend en compte précisément la puissance, alors le coût des pompes à chaleur varie dans les gammes suivantes:

• 4-5 kW - 3000-7000 unités conventionnelles;
• 5-10 kW - 4000-8000 unités conventionnelles;
• 10-15 kW - 5000-10000 unités conventionnelles.

Si nous ajoutons à ce montant les coûts nécessaires pour terminer le travail d'installation (20-40%), nous obtiendrons un montant qui pour beaucoup semble complètement irréaliste.

Mais tous ces coûts seront payants en termes tout à fait raisonnables. À l'avenir, vous ne devrez payer que des dépenses minimes pour l'électricité nécessaire au fonctionnement de la pompe. Et c'est tout!

En raison de l'efficacité insuffisante des systèmes géothermiques pour le chauffage des bâtiments résidentiels, ils sont utilisés en complément des principaux réseaux de chauffage ou sont construits en combinaison avec deux échangeurs de chaleur ou plus

Comme le montre la pratique, le chauffage géothermique est particulièrement avantageux pour les maisons d'une superficie totale chauffée de 150 mètres carrés. m. Pendant cinq à huit ans, tous les coûts d'aménagement des systèmes de chauffage dans ces maisons sont entièrement payants.

Si le chauffage géothermique n'est pas particulièrement demandé par les propriétaires de maisons privées, alors l'efficacité des systèmes de gel a déjà été appréciée par les habitants des régions du sud. La technologie installations de chauffage solaire assez simple, et sa rentabilité et sa praticité est confirmée par de nombreuses années d'expérience dans l'utilisation par les pays occidentaux et nos compatriotes.

Des informations supplémentaires sur les sources d'énergie alternatives sont fournies dans cet article.

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

S'il vous est plus facile de percevoir les informations visuelles, cette vidéo vous permettra de voir de vos propres yeux comment fonctionne le système géothermique, ainsi que d'en savoir plus sur qui et pourquoi ce type de chauffage est bénéfique.

Nous vous invitons à regarder une courte vidéo dans laquelle le propriétaire d'un collecteur de sous-sol horizontal fera part de ses impressions sur son fonctionnement.De plus, en regardant cette vidéo, vous découvrirez les coûts de fonctionnement associés à l'exploitation d'un système de chauffage géothermique.

Chaque propriétaire d'une maison privée choisit pour lui-même d'acheter les services d'organisations fournissant des ressources ou de ne compter que sur lui-même. Ce faisant, il est guidé par une liste de considérations.

L'objectif que nous nous sommes fixé n'est pas de vous pousser à une conclusion toute faite, mais de partager des informations sur les options pour résoudre le problème auquel vous êtes confronté.

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