pompe à chaleur géothermique avec capteur de surface

L'énergie géothermique se trouve juste sous nos pieds et constitue une source d'énergie propre pour le chauffage des bâtiments résidentiels. Mais quelle est la meilleure façon d'utiliser cette chaleur naturelle ? Si vous disposez de suffisamment d'espace, les capteurs de zone constituent une alternative plus rentable au forage géothermique. Dans cet article, vous apprendrez tout ce que vous devez savoir sur les collecteurs de zone.

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Qu'est-ce qu'un area collector ?

Un capteur de surface est un système de tuyauterie posé horizontalement dans le sol qui alimente une pompe à chaleur en énergie géothermique provenant de la couche de sol proche de la surface. Les tuyaux sont généralement situés à quelques mètres de profondeur et nécessitent une grande surface non développée. Les capteurs de surface constituent une alternative rentable aux sondes géothermiques, mais ne conviennent que pour les parcelles de terrain suffisamment spacieuses.

Quels sont les types de collecteurs de zone ?

Il existe différents types de capteurs de surface pour les pompes à chaleur géothermiques, notamment les capteurs de surface classiques, les capteurs de tranchée, les paniers de chaleur géothermiques et les capteurs en spirale. Leur conception, leur encombrement et leur efficacité varient et peuvent être utilisés de manière flexible en fonction de la taille de la parcelle.

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Comment fonctionne une pompe à chaleur géothermique dotée d'un capteur de surface ?

Un pompe à chaleur géothermique Avec un capteur de surface, l'énergie géothermique proche de la surface stockée dans le sol est utilisée pour chauffer un bâtiment. Le capteur de zone extrait la chaleur du sol à une profondeur de 1,2 à 1,5 mètre via un système de canalisations faisant circuler de la saumure. L'énergie géothermique est ainsi acheminée vers la pompe à chaleur, où elle est transférée vers un réfrigérant contenu dans l'évaporateur. Le réfrigérant s'évapore, est comprimé dans le compresseur et est donc fortement chauffé. Dans le condenseur, il transfère la chaleur au système de chauffage. Il est ensuite détendu dans le détendeur, se liquéfie à nouveau et le cycle recommence.

De quelle zone a besoin un capteur de zone ?

Un capteur de surface nécessite généralement de 2 à 2,5 fois la surface habitable à chauffer, selon la charge calorifique et les conditions du sol. Pour une maison unifamiliale de 150 m² de surface habitable, environ 300 à 400 m² de terrain libre sont nécessaires.

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À quelle profondeur sont installés les capteurs de surface ?

Les capteurs de zone sont généralement installés à une profondeur de 1,2 à 1,5 mètre afin de pouvoir éliminer définitivement la chaleur du sol sous la ligne de gel. Les collecteurs à tranchée et les collecteurs à spirale sont généralement plus bas, entre 1,5 et 2,0 mètres. Les paniers d'énergie géothermique sont utilisés verticalement et peuvent atteindre des profondeurs allant jusqu'à 5 mètres.

Combien coûte une pompe à chaleur géothermique avec capteurs de surface ?

Une pompe à chaleur géothermique avec capteurs de surface coûte au total entre 16 000 et 30 000 euros, selon la taille du bâtiment et les dépenses. La pompe à chaleur, installation comprise, coûte entre 12 000 et 20 000 euros, tandis que les capteurs de surface, y compris les travaux de terrassement, coûtent entre 4 000 et 10 000 euros.

L'un des principaux avantages des capteurs de zone est que les propriétaires peuvent effectuer eux-mêmes le terrassement et l'installation des capteurs. Vous pouvez ainsi réduire considérablement les coûts, en particulier lorsqu'il s'agit de surfaces planes facilement accessibles.

Quels sont les avantages des capteurs géothermiques de zone ?

Les capteurs géothermiques offrent un moyen efficace et rentable d'utiliser la chaleur renouvelable provenant du sol, en particulier pour les bâtiments dont la superficie est suffisante.

• Faibles coûts d'investissement : Les capteurs de zone sont moins chers que les sondes géothermiques, car aucun forage n'est nécessaire et l'installation est réalisée près de la surface.
• Aucune approbation : Dans de nombreuses régions, aucun permis n'est requis, car les travaux de terrassement profonds tels que les sondes ne sont pas nécessaires.
• Vous pouvez l'utiliser vous-même : Les constructeurs possédant un savoir-faire technique peuvent effectuer eux-mêmes les travaux de terrassement et l'installation et ainsi réduire les coûts.
• Durable et nécessitant peu d'entretien : Les systèmes de tuyauterie sont protégés dans le sol, sont robustes et fonctionnent de manière fiable pendant des décennies.
• Bonne efficacité avec un espace suffisant : Lorsqu'ils sont bien conçus, les capteurs de zone fournissent une source de chaleur stable et uniforme tout au long de l'année.
• Refroidissement gratuit : en été, les températures les plus basses peuvent être utilisées pour rafraîchir la maison, avec une très faible consommation d'énergie.

Quels sont les inconvénients des capteurs géothermiques de zone ?

Le principal inconvénient des capteurs de zone géothermique est leur besoin d'espace élevé, car au moins 2 à 2,5 fois la surface habitable est requise par rapport à la superficie vacante. De plus, les collecteurs ne doivent pas être reconstruits ni plantés avec des racines profondes, ce qui limite l'utilisation du jardin.

Exigences relatives à la pompe à chaleur géothermique avec capteur de surface

Le fonctionnement d'une pompe à chaleur géothermique avec un capteur de surface nécessite une parcelle de terrain suffisamment grande et peu développée avec des conditions de sol appropriées. D'autres exigences techniques et légales doivent également être respectées.

• Superficie de parcelle suffisante : Au moins 2 à 2,5 fois la surface habitable est requise, selon la charge calorifique et le type de sol. La zone doit rester en permanence exempte de développement et de plantations profondément enracinées.
• Sol adapté : Les sols humides et conducteurs de chaleur tels que l'argile ou l'argile sont idéaux. Les sols secs et sableux nécessitent de plus grandes surfaces collectrices ou sont moins efficaces.
• Profondeur d'installation à l'abri du gel : Les tuyaux doivent être posés à une profondeur de 1,2 à 1,5 mètre afin d'éliminer définitivement la chaleur et d'éviter les dommages causés par le gel.
• Faible étanchéité des surfaces : Les terrains asphaltés ou fortement imperméabilisés ne conviennent pas car la surface ne peut pas absorber suffisamment de chaleur.
• Espace pour le dragage : L'accès aux travaux de terrassement doit être garanti. Les routes d'accès étroites ou les pentes peuvent rendre l'installation difficile ou coûteuse.
• Chauffage à basse température : Pour que la pompe à chaleur fonctionne efficacement, elle doit fonctionner à une température de départ basse. Pour cela, vous avez besoin d'un chauffage par panneaux ou de radiateurs à basse température.
• Exigence d'approbation, le cas échéant : Dans certaines régions, l'installation peut nécessiter une approbation, par exemple dans le cas de zones de protection des eaux ou de certaines exigences en matière de construction.

Que dois-je prendre en compte avec les collecteurs régionaux ?

En ce qui concerne les capteurs de zone, une attention particulière doit être portée à une planification minutieuse et à une installation professionnelle afin que le système fonctionne efficacement et sans problème sur le long terme.

• Maintenez une distance entre les boucles des tuyaux : Les tuyaux doivent être posés en boucles parallèles espacées d'environ 0,5 à 0,7 m afin que les capteurs ne s'influencent pas thermiquement.
• Maintenez la profondeur d'installation constante : Les tuyaux doivent être placés uniformément à une profondeur de 1,2 à 1,5 m pour assurer une absorption uniforme de la chaleur du sol et éviter les dommages causés par le gel.
• Prévention des poches d'air et des plis : Lors de la pose, les tuyaux doivent être posés sans tension et sans rayons de courbure serrés. Les poches d'air du système perturbent la circulation de la saumure.
• Réglage hydraulique de la longueur des tuyaux : Tous les circuits de tuyauterie doivent être de longueur égale ou équilibrés hydrauliquement pour assurer un débit uniforme.
• Marquage de la zone du collecteur sur le plan : L'emplacement exact des collecteurs de la zone doit être documenté et noté dans le plan du site afin que les constructions ou les plantations ultérieures ne soient pas menacées.
• Pas de compactage important du sol après l'installation : Après le remplissage, la surface du collecteur ne doit pas être écrasée par de la machinerie lourde, car cela affectera l'absorption de chaleur du sol à long terme.
• Permettre l'absorption de la chaleur en été : La zone doit rester aussi ouverte que possible afin que le sol puisse se régénérer en été et stocker la chaleur pour l'hiver suivant.

Combien de temps les capteurs de surface conservent-ils l'énergie géothermique ?

Les capteurs de zone peuvent fournir de l'énergie géothermique de manière fiable pendant plus de 50 ans s'ils ont été planifiés et installés de manière professionnelle. Les tuyaux sont généralement fabriqués en plastique robuste et résistant à la corrosion (par exemple PE-Xa), conçu pour une longue durée de vie dans le sol. Outre la qualité des matériaux, une évacuation uniforme de la chaleur et une bonne régénération du sol grâce au chauffage estival sont déterminantes pour la durabilité.

Ai-je besoin d'un permis ?

En règle générale, aucun permis n'est requis pour les collecteurs de surface, mais un enregistrement auprès de l'autorité inférieure de l'eau peut être nécessaire, en particulier dans les zones de protection des eaux ou les grandes plantes. Il est conseillé de se renseigner auprès de l'autorité compétente avant de commencer les travaux.

Qu'arrive-t-il au sol après l'installation ?

Après l'installation des capteurs de surface, le sol reste affecté thermiquement en permanence, car la chaleur en est évacuée en permanence. En conséquence, la terre se refroidit légèrement dans la zone collectrice, mais peut se régénérer au cours de l'été. La zone ne doit pas être surconstruite ou fortement comprimée afin que l'air, la pluie et la chaleur solaire permettent le retour naturel de la chaleur. Les plantes à racines profondes ou les surfaces scellées peuvent nuire à cette régénération et réduire l'efficacité à long terme.

Quelles sont les alternatives aux capteurs géothermiques ?

Les alternatives aux capteurs de zone sont Sondes terrestres, des systèmes de puits (pompes à chaleur pour eaux souterraines) et des pompes à chaleur air-eau. Les trois systèmes utilisent des sources de chaleur différentes : les sondes géothermiques puisent la chaleur dans les couches profondes de la terre, les puits dans les eaux souterraines et les pompes à chaleur air-eau dans l'air ambiant. Le choix dépend de la parcelle, de l'état du sol, des exigences réglementaires et du budget.

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