Pompe à chaleur géothermique bricolage pour le chauffage domestique: appareil, conception, auto-assemblage

Vous pouvez organiser le chauffage et l'approvisionnement en eau chaude d'une maison privée de différentes manières, par exemple, vous connecter aux communications de l'alimentation en gaz centrale ou transférer les systèmes de chauffage à la consommation d'électricité. Êtes-vous d'accord?

Et vous pouvez assembler une pompe à chaleur géothermique de vos propres mains et utiliser efficacement la chaleur de la terre pour créer des conditions de vie confortables. Bien sûr, c'est un processus qui prend beaucoup de temps, mais pour ceux qui sont au moins un peu versés dans la technologie, ce ne sera pas un gros problème.

Dans notre article, nous parlerons des principes de fonctionnement et des types d'installations géothermiques. Nous vous expliquerons comment construire vous-même une pompe à chaleur à partir de matériaux improvisés. De plus, dans l'article, vous trouverez des conseils d'experts sur le choix des géo-agrégats. Et les vidéos publiées dévoileront les secrets de l'installation et les principes de fonctionnement des pompes géothermiques.

Comment fonctionne une unité géo thermique?

L'algorithme de fonctionnement de la pompe à chaleur géothermique est basé sur le transfert de chaleur d'une source à faible potentiel d'énergie thermique vers un caloporteur. La terre ici joue le rôle d'un radiateur en été et est une source active de chaleur en hiver.

Les différences de température du sol contribuent à améliorer l'efficacité globale du système et à réduire les coûts d'exploitation réels.

La base de la pompe à chaleur géothermique est le phénomène d'inertie thermique. La température de la terre à une profondeur de 6 mètres et moins correspond presque exactement à la température moyenne annuelle de l'air dans la région et change très peu tout au long de l'année civile

En pratique, le liquide de refroidissement existant pénètre dans la canalisation située dans le sol et y est chauffé de plusieurs degrés. Ensuite, la composition va à l'unité d'échange de chaleur (ou évaporateur) et transfère l'énergie thermique accumulée au circuit du système interne.

Le principe de fonctionnement des installations géothermiques est similaire au fonctionnement des systèmes de réfrigération. C'est pourquoi certains types de pompes à chaleur en été sont utilisés avec succès comme climatiseurs et, avec leur aide, ils refroidissent l'air dans les locaux résidentiels

Le réfrigérant fonctionnant dans le circuit externe est chauffé dans l'évaporateur, converti en gaz et pénètre dans le compresseur. Là, il se contracte sous l'influence de la haute pression et devient encore plus chaud.

Le gaz chaud passe dans le dispositif de condensation et dégage de l'énergie thermique vers le liquide de refroidissement de travail du système interne responsable du chauffage de la maison. À la fin du processus, le réfrigérant qui a perdu de la chaleur revient à son point de départ à l'état liquide.

Que sont les installations géothermiques?

Les pompes à chaleur géothermiques diffèrent les unes des autres par le type de caloporteur sur les contours internes et externes de la structure. L'énergie de l'appareil provient du sol, de l'eau (nappe phréatique ou réservoir naturel ouvert) ou de l'air.

À l'intérieur des locaux, la ressource calorifique est utilisée pour le chauffage des pièces, le chauffage de l'eau et la climatisation. Selon la combinaison d'éléments et de fonctions utilisés, les systèmes sont classés en types: «nappe phréatique», «eau-eau» et «air-eau».

Option n ° 1. Assemblage terre-eau

La pompe à eau souterraine est l'une des options de chauffage alternatives les plus efficaces pour les bâtiments résidentiels. Le principe de son action est de sélectionner à l'aide de sondes ou de capteurs d'énergie thermique du sol et de la transférer vers un système de chauffage domestique.

Les pompes à chaleur géothermiques Terre-Eau sont des appareils progressifs de haute technologie. Ils se caractérisent par une fiabilité exceptionnelle et démontrent un haut niveau d'efficacité. Ne nécessitent pas une intervention constante des propriétaires dans le travail, mais ont besoin d'un service après-vente professionnel

L'installation spéciale, constituée d'un échangeur de chaleur géothermique situé en dessous de la profondeur du gel réel du sol, et de la pompe à chaleur elle-même, qui fonctionne comme un réfrigérateur, permet de mettre en œuvre la technologie, uniquement dans l'autre sens (le cycle inverse de Carnot).

Fonctionnement de l'appareil

L'installation souterraine, qui chauffe les locaux d'habitation grâce à la chaleur renouvelable produite par le sol, fonctionne selon l'algorithme suivant:

1. Le fluide de travail (saumure ou antigel), se déplaçant le long du circuit géothermique, prend la température du sol et est transféré à l'échangeur de chaleur - évaporateur via une pompe. Là, elle donne la chaleur collectée au fréon, et elle-même, devenant plus froide de 2 à 5 ° C, revient au point de départ.
2. Enrichi en énergie thermique, le fréon s'évapore et, ayant pris un état gazeux, pénètre dans le groupe compresseur. Là, la température du gaz augmente en raison des formes de compression et de condensation.
3. L'énergie thermique est transférée au liquide de refroidissement dans le système de chauffage domestique, et le fréon prend à nouveau une forme liquide. Sa pression chute après avoir traversé le détendeur du système et le réfrigérant est renvoyé à l'évaporateur pour gagner une autre partie de la ressource.

À la suite de cette procédure, la quantité d'énergie thermique prélevée sur le sol et transférée au système de chauffage d'un immeuble résidentiel est plus de 4 fois la quantité d'électricité consommée pour assurer le bon fonctionnement de l'unité de compresseur, de la pompe circulaire et de l'unité de commande.

Un mélange de glycol avec un bon indice de viscosité, de l'eau avec de l'alcool ou une solution saline - ce sont les liquides non gelants utilisés dans le système terre-eau. Ils sont respectueux de l'environnement, absorbent efficacement la chaleur et la transportent jusqu'à la station de pompage

Un bonus supplémentaire est le fait que le système a la capacité de travailler dans la direction opposée, c'est-à-dire pour le refroidissement. Certes, la perte d'efficacité atteint 20%, mais cela est considéré comme justifié, compte tenu de la grande capacité de chauffage de l'équipement.

Options de placement de la terre à l'eau

Pour créer le contour extérieur du système terre-eau, des tuyaux en polymère de haute résistance avec de bonnes caractéristiques de performance sont utilisés. Ils sont placés horizontalement, reposant sur le fond de la fosse d'une manière qui rappelle la disposition des communications pour les complexes «à plancher chaud».

La pompe à chaleur souterraine est fiable, efficace et silencieuse, mais son installation coûte de l'argent décent et prend beaucoup de temps (au moins 1 mois pour les activités de construction, d'installation et de mise en service). Ce point doit être pris en compte avant de décider d'un système de chauffage de ce type

Lors de l'installation, une superficie de 25 à 50 mètres carrés est utilisée. m pour chaque kilowatt individuel de pompe électrique. La profondeur de la fosse est choisie sous la limite de congélation, et les dimensions exactes et le pas de la pose du tuyau sont déterminés par un calcul supplémentaire.

Il est conseillé aux propriétaires de grandes propriétés foncières qui ont choisi une pompe à chaleur géothermique à eau souterraine pour chauffer leur maison, d'installer des collecteurs horizontaux. Les propriétaires de petites parcelles sont plus susceptibles d'installer des sondes profondes, car ils vont loin dans le sol et ne "mangent" pas la zone utile près de la maison

Les territoires sur lesquels les communications des systèmes géothermiques eau-terre sont organisés ne sont plus utilisés à des fins agricoles. Ils peuvent être divisés en une belle pelouse herbeuse ou un parterre de fleurs avec des annuelles en fleurs.

L'installation verticale est beaucoup plus problématique et nécessite l'utilisation d'un équipement professionnel. Un puits d'une profondeur de 20 à 150 m est foré sur le site à l'aide d'un appareil de forage, une sonde géothermique spéciale y est abaissée et connectée à une pompe qui fournit le fluide de travail au système de chauffage domestique.

La sonde verticale du système géothermique terre-eau est une tête avec des tuyaux connectés. Il est immergé dans un puits d'une profondeur de 18 m ou plus. Le nombre exact de puits et de sondes, la profondeur de la plongée requise et le diamètre réel du pipeline sont calculés séparément pour chaque cas particulier, sur la base des informations obtenues à la suite de l'exploration géologique par des spécialistes sur le site

Des tuyaux de sonde s'étendant des puits forés pénètrent dans le puits collecteur. De celui-ci à la pompe à chaleur se trouvent 2 lignes principales (alimentation et retour), équipées d'un revêtement isolant. Le diamètre de la ligne dépend du volume total du système et de la pièce que vous souhaitez chauffer. Parfois, les paramètres atteignent 160 mm.

Selon des estimations approximatives, environ 7,5 kW / h d'énergie seront nécessaires pour chauffer un immeuble résidentiel d'une superficie d'environ 100 m2. Dans ce cas, les sondes verticales pour créer le système de chauffage «terre-eau» devront être abaissées dans le sol de 110-115 mètres, ou prises en communication horizontale 250 m2 de la section adjacente (+)

En raison du fait qu'à une profondeur la température du sol est toujours plus élevée et plus stable en raison de l'influence du noyau terrestre, la manière verticale de poser le système de chauffage est reconnue comme la plus efficace. Il démontre un haut niveau d'efficacité et fonctionne de manière fiable pendant de nombreuses années, sans provoquer de pannes et de pannes.

Option n ° 2. Caractéristiques des pompes à chaleur eau / eau

Le système géothermique eau-eau utilise l'énergie thermique d'une ressource en eau dans son travail. Cela est possible car, à de grandes profondeurs, la température de l'eau, comme le sol, reste assez élevée et maintient des indicateurs stables et constants tout au long de l'année.

Pour équiper le système eau-eau et obtenir une énergie thermique à faible potentiel, vous pouvez utiliser des plans d'eau ouverts (lacs, rivières), des puits, des puits et même des eaux usées issues de cycles technologiques de production industrielle (alimentation en eau inversée)

Il n'y a pas de différence structurelle fondamentale entre une pompe à chaleur eau souterraine et une pompe à chaleur eau / eau.Mais les coûts financiers et de main-d'œuvre les plus faibles nécessitent un complexe équipé sur la base d'un réservoir ouvert. L'installation ne nécessite pas d'activités de forage à grande échelle.

Le matériau du tuyau avec un liquide de refroidissement est simplement équipé d'une charge, immergé dans l'eau et connecté au système de chauffage domestique via des communications de connexion.

Cependant, cette option n'est possible que si le terrain est adjacent à l'eau et que toutes les parties de communication du système sont sous le contrôle des propriétaires. S'il n'y a pas d'accès à un réservoir ouvert, le potentiel des eaux souterraines est utilisé.

Il est vrai que cela implique un travail de terrain sérieux et la construction de structures complexes, par exemple, un puits supplémentaire, conçu pour évacuer l'eau passant à travers l'unité d'échange de chaleur.

Lors de l'installation d'une pompe à chaleur eau / eau, pas un, mais deux puits sont équipés. L'eau de travail est prise à travers l'un et, après avoir traversé l'échangeur de chaleur, est redirigée vers le second, qui est situé dans le sens du mouvement des flux du sol. Lors du placement, il convient de noter que le puits récepteur doit être à au moins 6 mètres du puits producteur et doit être en aval

Habituellement installations eau-eau Montez là où il n'y a aucun moyen de connecter les communications centrales ou d'utiliser d'autres types de liquides de refroidissement.

Les experts soutiennent que le chauffage alternatif de ce type est extrêmement efficace dans les bâtiments modernes qui ont un taux minimum de perte de chaleur.

Dans la fabrication et l'installation de systèmes de chauffage géothermique eau-eau à faire soi-même, il est très important d'utiliser des matériaux ayant un niveau élevé de résistance à la corrosion, au gel et à d'autres manifestations agressives de l'environnement extérieur. Ensuite, l'équipement durera longtemps et ne causera aucun problème au propriétaire

Si la maison est bien isolée, protégée contre les courants d'air, l'humidité et la pénétration d'air givré ou si elle est construite à l'aide de technologies d'isolation thermique modernes, le coût du système de chauffage est considérablement réduit en raison de la possibilité d'acheter du matériel de pompage d'une puissance beaucoup plus faible.

Option n ° 3. Disposition des systèmes air-eau

La pompe à chaleur air-eau utilise la ressource d'énergie naturelle la plus abordable, illimitée et renouvelable - l'air pour le fonctionnement. L'équipement fonctionne grâce à des ventilateurs et des évaporateurs, combinés en un seul complexe.

Il est plus efficace à des températures allant jusqu'à -15 ° C. Avec des indicateurs plus agressifs, il perd une partie importante de la puissance.

La pompe à chaleur air / eau est nettement moins chère que les modèles eau / eau et sol / eau. Le module convient aux régions avec des hivers relativement chauds. Dans les régions froides du nord où les gelées dépassent -20 ... 25 ° C, l'installation de l'équipement d'air est jugée inappropriée

L'unité est extrêmement pratique en ce qu'elle n'exige pas que les propriétaires d'une maison privée aient un équipement spécial pour l'installation et les travaux d'installation complexes.

Il n'a pas besoin d'excavation, de forage de puits ni d'autres mesures à forte intensité de main-d'œuvre. Facile à installer et ne prend pas beaucoup de place. Il peut fonctionner correctement, situé sur le toit du salon.

Il est possible d'installer une pompe géothermique air-eau sur un site directement à proximité des bâtiments résidentiels. Il fonctionne silencieusement et a une apparence attrayante moderne, ne gâchant pas la conception globale du territoire

Les principaux avantages de l'équipement incluent un fonctionnement presque silencieux et la possibilité de réutiliser la chaleur dégagée par la pièce chauffée sous forme d'air d'échappement, d'eau, de gaz, de fumée, etc.

Les propriétaires effectuent eux-mêmes la maintenance du système:

• nettoyer les pales du ventilateur et des grilles de protection sur l'installation d'évaporateur contre la poussière, les petits débris et les feuilles;
• lubrifier le compresseur composition spéciale spécifiée dans les instructions du fabricant;
• changer l'huile dans les unités de puissance (ventilateur, compresseur) avec une certaine fréquence;
• vérifier l'intégrité du câble d'alimentation alimentation et tuyauterie en cuivre à travers lesquelles le réfrigérant circule dans le système.

En plus de ces actions, les fabricants d'équipements de pompage conseillent fortement aux clients de surveiller l'état des capteurs thermiques qui reflètent le fonctionnement de l'unité de contrôle.

Ils doivent être nettoyés en enlevant doucement la poussière et les taches d'huile de la surface. Il prolongera la «vie» avecsystèmes air-air et rendra le processus d'opération plus simple et confortable.

Comment faire l'unité de vos propres mains?

Quelle que soit l'option de ressource (terre, eau ou air) sélectionnée pour le chauffage, une pompe sera nécessaire pour que le système fonctionne correctement.

Ce dispositif est composé d'éléments tels que:

• unité de compresseur (élément intermédiaire du complexe);
• vaporisateurtransmettre une faible énergie potentielle au liquide de refroidissement;
• papillon des gazà travers lequel le réfrigérant trouve le chemin de retour vers l'évaporateur;
• condensateuroù le fréon dégage de l'énergie thermique et se refroidit à la température d'origine.

Vous pouvez acheter un système complet auprès du fabricant, mais cela coûtera un montant décent. Lorsqu'il n'y a pas d'argent gratuit, vous devez fabriquer une pompe à chaleur de vos propres mains à partir des pièces disponibles et, si nécessaire, acheter les pièces manquantes.

Lors de la planification de l'installation d'un système de chauffage géothermique dans une maison privée, il faut tout d'abord veiller à réduire le niveau de perte de chaleur. Pour cela, les murs doivent être isolés avec un matériau spécial, les portes et les cadres de fenêtres doivent être pourvus de rembourrages en mousse et le sol et le plafond doivent être protégés par des panneaux en mousse. Ensuite, la chaleur allouée par la pompe au maximum restera à l'intérieur

Lorsque la décision de faire une pompe à chaleur de vos propres mains est prise, vous devez absolument vérifier l'état du câblage électrique et du compteur électrique disponibles dans la maison.

Si ces éléments sont usés et anciens, il est nécessaire de regarder toutes les zones, de détecter d'éventuels dysfonctionnements et de les éliminer avant de commencer le travail. Ensuite, le système immédiatement après le démarrage fonctionnera parfaitement et ne dérangera pas les propriétaires avec des courts-circuits, des incendies et des bouchons.

Méthode n ° 1. Assemblage du réfrigérateur

Pour assembler la pompe à chaleur de vos propres mains, retirez le serpentin situé à l'arrière de l'ancien réfrigérateur. Cette pièce est utilisée comme condensateur et placée dans un conteneur haute résistance résistant aux températures agressives. Un compresseur fonctionnant correctement y est attaché et un simple baril en plastique est utilisé comme évaporateur.

Si un très vieux réfrigérateur est utilisé pour créer la pompe, il est préférable de remplacer le fréon par un nouveau. Vous ne pourrez pas le faire vous-même, vous devrez donc inviter un maître avec un équipement spécial. Il remplacera rapidement le fluide de travail et le système fonctionnera dans le bon mode

Les éléments préparés sont interconnectés, puis l'unité créée est connectée au système de chauffage au moyen de tuyaux en polymère et l'équipement est mis en service.

Une instruction étape par étape sur la façon d'assembler une pompe à chaleur à partir d'un réfrigérateur est décrite dans cet article.

Méthode n ° 2. Pompe à chaleur climatisation

Afin de faire une pompe à chaleur, le climatiseur est modifié et certaines unités de base sont réaménagées. Premièrement, les blocs extérieur et intérieur sont interchangés.

L'évaporateur, qui est responsable du transfert de chaleur de faible qualité, n'est pas installé en plus, car il est disponible dans l'unité intérieure de l'unité et le condenseur de transfert de chaleur se trouve dans l'unité extérieure. L'air et l'eau conviennent comme caloporteur.

Si cette option d'installation n'est pas pratique, le condenseur est installé dans un réservoir séparé conçu pour l'échange thermique correct entre la ressource de chauffage et le liquide de refroidissement.

Le système lui-même est équipé d'une vanne à quatre voies.Un spécialiste ayant des compétences professionnelles et une expérience dans la conduite d'événements de ce type est généralement invité pour ce travail.

Les systèmes split modernes sont inefficaces à basses températures, donc les professionnels ne recommandent pas de les utiliser pour la fabrication indépendante de pompes à chaleur

Dans la troisième version, le climatiseur est complètement démonté en ses éléments constitutifs, puis la pompe en est complétée selon le schéma traditionnel généralement accepté: évaporateur, compresseur, condenseur. L'appareil fini est connecté à l'équipement de chauffage de la maison et commence à l'utiliser.

Le site a une série d'articles sur la fabrication de pompes à chaleur de leurs propres mains, nous vous recommandons de lire:

1. Comment fabriquer une pompe à chaleur pour chauffer une maison de vos propres mains: le principe de fonctionnement et le schéma de montage
2. Comment faire une pompe à chaleur air-eau: schémas des appareils et auto-assemblage

Conseils système

L'installation d'équipements terrestres est plus coûteuse que toutes les autres options, car elle nécessite des travaux d'excavation en profondeur avec une disposition verticale des équipements ou une grande zone libre d'un site avec une pose horizontale des communications.

Ces paramètres limitent l'utilisation du système et réduisent considérablement son attractivité.

L'installation d'une pompe eau-eau présente également certaines limites. S'il y a un plan d'eau accessible à proximité, vous pouvez y placer le système. Le manque d'eau libre entraînera le forage de puits et de puits de contournement, ce qui n'est pas non plus bon marché.

La pompe air-eau ne présente pas de problèmes d'installation et peut fonctionner correctement même dans les immeubles d'habitation, mais pendant les hivers rigoureux avec des indicateurs de basse température, son efficacité diminue et une source d'énergie parallèle est nécessaire pour la supporter.

Cependant disposition du chauffage géothermique en conséquence, il paie ses coûts et commence à développer une ressource gratuite, permettant aux propriétaires de vivre dans les conditions les plus pratiques, agréables et confortables, sans dépenser beaucoup d'argent sur les factures de services publics.

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

La vidéo illustre comment un système de chauffage basé sur un équipement de chauffage géothermique air-eau est équipé dans une grande maison à partir d'un bloc de gaz-silicate. Certaines nuances intéressantes concernant l'installation de l'équipement sont révélées et le nombre réel de factures de services publics pour le mois est annoncé.

Comment fonctionne l'équipement des eaux souterraines? Une description détaillée d'un spécialiste de l'installation de chaudières thermiques géothermiques, des recommandations et des conseils utiles pour les maîtres à domicile d'un professionnel dans leur domaine.

Un véritable utilisateur d'équipement partage ses impressions sur la pompe géothermique thermique.

Un serrurier professionnel explique comment fabriquer une pompe à chaleur à la maison sur la base d'un compresseur puissant et de pièces d'échange de chaleur tubulaires. Instructions détaillées étape par étape.

Une pompe géothermique pour chauffer une maison privée est un bon moyen de créer des conditions de vie confortables même en l'absence de systèmes de communication centralisés et de sources d'énergie plus familières.

Le choix du système dépend de la localisation territoriale du bien et des capacités financières des propriétaires.

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