Chauffage géothermique à faire soi-même: les meilleurs systèmes pour une maison de campagne

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

Beaucoup pensent que faire du chauffage géothermique à la maison de ses propres mains relève du domaine de la fantaisie. N'est-ce pas? Mais ce n'est absolument pas le cas! Avec le développement de la technologie moderne, l'utilisation domestique de «l'énergie verte» est devenue tout à fait réelle.

Nous allons parler des principes de fonctionnement du chauffage alternatif, de ses avantages et inconvénients, comparables aux systèmes de chauffage traditionnels. Vous apprendrez également à organiser l'échangeur de chaleur et à installer le chauffage géothermique de vos propres mains.

Quelques faits historiques

Lorsque la crise pétrolière a éclaté dans les années 70 du siècle dernier, un besoin pressant est apparu à l'Ouest 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 répandus aux États-Unis, au Canada et dans les États 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 géothermiques est même parrainée au niveau de l’État.

Pauzhetskaya, Verkhne-Mutnovskaya, Okeanskaya et d'autres centrales géothermiques fonctionnent en Russie. Mais il y a très peu de faits sur l'utilisation de l'énergie de la Terre dans notre secteur privé.

Les vrais avantages et inconvénients

Si en Russie le chauffage géothermique du secteur privé est relativement rare, cela signifie-t-il que l'idée ne vaut pas son coût de mise en œuvre? Peut-être que cette question ne devrait pas être abordée? Il s'est avéré que ce n'est pas le cas.

L'utilisation d'un système de chauffage géothermique pour une maison est une solution rentable. Et il y a plusieurs raisons à cela. Parmi celles-ci, il y a l'installation rapide d'équipements capables de fonctionner longtemps sans interruption.

Si vous utilisez dans le système de chauffage non pas de l'eau mais de l'antigel de haute qualité, il ne gèlera pas et son usure sera minime.

Nous listons les autres avantages de ce type de chauffage.

• La procédure de combustion de carburant est exclue. Nous créons un système absolument ignifuge qui, lors de son fonctionnement, ne pourra pas endommager le logement. En outre, un certain nombre d'autres problèmes liés à la présence de carburant sont exclus: il n'est désormais plus nécessaire de chercher un endroit pour le stocker, afin de procéder à son achat ou à sa livraison.
• Avantages économiques substantiels. Pendant le fonctionnement du système ne nécessitera aucun investissement supplémentaire. Le chauffage annuel est assuré par les forces de la nature, que nous n'achetons pas. Bien sûr, lors du fonctionnement d’une pompe à chaleur, l’énergie électrique est utilisée, mais dans le même temps, le volume d’énergie produit dépasse de beaucoup la consommation.
• Facteur écologique. Le chauffage géothermique d'une maison de campagne privée est une solution respectueuse de l'environnement. L'absence de processus de combustion élimine le rejet de produits de combustion dans l'atmosphère. Si beaucoup en sont conscients et qu'un tel système de chauffage bénéficiera d'une distribution omniprésente, l'influence négative des personnes sur la nature diminuera plusieurs fois.
• Système compact. Vous n'avez pas à organiser chez vous une chaufferie séparée. Il suffira d'une pompe à chaleur pouvant être installée, par exemple, au sous-sol. Le contour le plus volumétrique du système sera situé sous terre ou sous l’eau, vous ne le verrez pas à la surface de votre site.
• Multifonctionnel Le système peut fonctionner à la fois pour le chauffage pendant la saison froide et pour le refroidissement pendant la chaleur estivale. En fait, cela vous remplacera non seulement par un appareil de chauffage, mais également par un climatiseur.
• Confort acoustique. La pompe à chaleur fonctionne presque silencieusement.

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

En passant, l’inconvénient du système, c’est les coûts qu’il faudra mentionner pour l’installer et le préparer au fonctionnement. Il sera nécessaire d’acheter la pompe elle-même et certains matériaux, pour effectuer des travaux sur l’installation du collecteur externe et du circuit interne.

Cependant, ces coûts sont rentables dès les premières années d’exploitation. L'utilisation ultérieure d'un collecteur immergé ou immergé dans l'eau économise des ressources considérables.

De plus, le processus d'installation en soi n'est pas si compliqué que d'inviter des spécialistes tiers pour sa mise en œuvre. Si vous n'exercez pas, tout le reste peut être fait indépendamment.

Il convient de noter que certains artisans, dans le but de sauver, ont appris à collecter des ressources géothermiques. propre pompe à chaleur.

À propos des sources de chauffage géothermiques

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

• haute température;
• basse température.

Les sources à haute température comprennent, par exemple, les sources thermales. Vous pouvez les utiliser, mais leur portée 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 zones peuplées. Ils sont concentrés au maximum dans le Kamchatka, où l'eau souterraine est utilisée comme agent de refroidissement et alimente le système d'eau chaude sanitaire.

Mais pour l'utilisation de sources à basse température, nous avons toutes les conditions préalables nécessaires. A cet effet, masses d'air environnantes, terrestres ou aquatiques appropriées.

Extraire l'énergie nécessaire à l'aide d'une pompe à chaleur. Le processus de conversion de la température ambiante en énergie thermique, non seulement du chauffage, mais également de l’alimentation en eau chaude d’un ménage privé, est ainsi mis à profit.

Le principe de fonctionnement d'un tel chauffage

Si vous savez comment ça marche climatiseur ou le frigo, la similitude de ces processus avec le principe de fonctionnement du chauffage géothermique est évidente. Le système repose sur une pompe à chaleur intégrée à deux circuits: externe et interne.

Pour organiser un système de chauffage traditionnel dans n'importe quelle maison, vous devez y installer des tuyaux. pour transporter le liquide de refroidissement, et les radiateurs, une fois chauffés, cette chaleur ira dans les locaux. Dans notre cas, des tuyaux et des radiateurs sont également nécessaires. Ils forment le contour interne du système. Le schéma peut être ajouté planchers chauffants.

Le contour extérieur semble beaucoup plus large que le contour intérieur, 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 souterrain ou sous l’eau. Un antigel normal à base d'eau ou d'éthylène glycol circule à l'intérieur de ce circuit, ce qui est bien préférable.

Caloporteur dans le circuit externe, il se réchauffe à l'état du milieu dans lequel il est immergé et est envoyé sous forme «chauffée» à la pompe à chaleur. À travers elle, la chaleur concentrée communique avec le circuit interne, ce qui réchauffe l’eau des conduites, des radiateurs et des planchers chauffants.

Ainsi, la pompe à chaleur est l'élément clé qui anime l'ensemble du système. Si dans votre maison il y a une machine à laver ordinaire, sachez alors que cette pompe occupe approximativement la même surface.

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

Deux types d'emplacement d'échangeur de chaleur

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

Le circuit interne reste inchangé quelle que soit la méthode de chauffage utilisée et la principale différence réside dans l'emplacement du circuit externe.

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

• verticalement - sont situés dans des puits qui révèlent ou ne révèlent pas l'aquifère;
• horizontalement - les échangeurs de chaleur des systèmes sont installés dans une fosse ou dans une eau ouverte sous la forme d'une sorte de serpentin.

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

Si vous envisagez de créer un tel système de chauffage de vos propres mains, vous serez intéressé à en apprendre davantage sur chaque type.

Option n ° 1. Placement vertical du collecteur externe

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

Pour pouvoir utiliser cette énergie de la terre, il faut forer des puits verticaux. La technologie est presque la même que celle utilisée pour préparer une source d’alimentation en eau.

Afin de maximiser la préservation du paysage, il est possible de forer 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 la chaleur de la terre. Bien sûr, cette méthode peut difficilement être qualifiée de simple et à petit budget.

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

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

Pour construire une version verticale du système avec un échangeur de chaleur qui extrait l'énergie des eaux souterraines, il sera nécessaire de forer deux puits contenant de l'eau.

L'un d'entre eux, appelé débiteur, utilise une pompe pour puiser de l'eau qui, après le transfert de chaleur, est évacuée dans la seconde sortie.

Option n ° 2. Emplacement horizontal du collecteur de sol

Pour tracer le contour extérieur avec une vue horizontale du chauffage, vous devez savoir à quelle profondeur le sol de votre région est gelé.

Les tuyaux sont posés en dessous du niveau de gel dans les tranchées préparées précédemment, capturant un espace assez grand: chauffer la maison, dont la superficie est de 200 à 250 mètres carrés. m, vous devez utiliser environ 600 mètres carrés. m échangeur de chaleur. C'est six acres.

Il est clair que dans de telles conditions, le volume des travaux de terrassement sera important. De plus, vous devez tenir compte de l'emplacement des arbres et de la végétation sur le site, afin de ne pas les geler. Par exemple, vous ne pouvez pas avoir de tuyau collecteur à moins d’un mètre et demi des arbres.

Cette méthode d'installation est généralement utilisée dans les cas où le site n'est développé que pour la construction. Tous les calculs et les plans pour la construction du chalet, l'organisation de son chauffage et la planification de la parcelle sont mieux exécutés simultanément.

Immersion horizontale échangeur de chaleur dans le réservoir

Cette méthode nécessite un arrangement particulier en matière d’accession à la propriété - à une distance d’environ 100 m d’un réservoir ayant une profondeur suffisante. De plus, le réservoir spécifié ne doit pas geler très bas, là où se situera le contour externe du système. Et pour cette zone du réservoir ne peut pas être inférieure à 200 mètres carrés. m

L’un des avantages évidents de cette méthode est l’absence de travaux de terrassement à forte intensité de main-d’oeuvre, même s’il faut tout de même bricoler l’emplacement sous-marin du capteur. Et une autorisation spéciale pour effectuer ce travail est également nécessaire.

Cependant, une centrale géothermique utilisant l'énergie de l'eau reste la plus économique.

Faites-le vous-même: quoi et comment

Si vous installez vous-même le chauffage géothermique, il est préférable d'acheter le circuit externe en tant que produit fini. Bien entendu, nous ne considérons que les méthodes de montage horizontal de l'échangeur de chaleur externe: sous la surface du sol ou sous l'eau.

Il est beaucoup plus difficile d'assembler vous-même un collecteur vertical de fond si vous ne possédez pas l'équipement et les compétences de forage.

La pompe à chaleur n'est pas un très gros équipement. Dans votre maison, cela ne prend pas beaucoup de place. En effet, sa taille est comparable, par exemple, à une chaudière à combustible solide classique. Connectez le contour intérieur de votre maison à elle - la tâche est simple.

En fait, tout se fait de la même manière que dans l’organisation et câblage de chauffage utilisant des sources de chaleur traditionnelles. La principale difficulté est la disposition du contour externe.

La meilleure option serait d’utiliser le réservoir, s’il existe à une distance maximale de 100 m, il est nécessaire que sa superficie dépasse 200 mètres carrés. m, et profondeur - 3 m (paramètre de congélation moyen). Si ce réservoir ne vous appartient pas, le problème peut être d'obtenir la permission de l'utiliser.

Si le réservoir est un étang que vous possédez, la question est simplifiée. L'eau de l'étang peut être pompée temporairement. Ensuite, travailler sur son fond peut être fait facilement: il sera nécessaire de poser les tuyaux en spirale, en les fixant dans cette position.

Les travaux d'excavation ne seront nécessaires que pour creuser la 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 rempli d’eau. Dans les années à venir, une centaine d'échangeurs de chaleur externes devraient fonctionner correctement et ne pas causer de problèmes à leur propriétaire.

Si vous disposez d'une parcelle de terrain sur laquelle il vous suffit de construire des logements et de faire pousser un jardin, il est judicieux de planifier un échangeur de chaleur horizontal du type de sol.

Pour ce faire, vous devez effectuer un calcul préliminaire de la future surface de captage, en fonction des paramètres déjà indiqués ci-dessus: 250 à 300 mètres carrés m collecteur par 100 mètres carrés. m zone chauffée de la maison.

Les tranchées dans lesquelles les conduites du contour doivent être posées doivent être excavées en dessous du niveau de gel du sol.

Et encore mieux - il suffit d’enlever le sol jusqu’à ce qu’il gèle, de poser le tuyau, puis de remettre le sol en place. Le travail prend du temps, est difficile, mais avec beaucoup de volonté et de détermination, vous pouvez le faire.

Coûts et perspectives de retour sur investissement

Le coût des équipements et de leur installation lors de la construction du chauffage géothermique dépend de la capacité de l'appareil et du fabricant.

Chaque fabricant choisit, guidé par ses propres idées et informations, sur la réputation et la fiabilité d'une marque donnée. Mais la puissance dépend de la superficie de la pièce à réparer.

Si nous prenons en compte exactement la puissance, le coût des pompes à chaleur varie dans les gammes suivantes:

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

Si nous ajoutons à ce montant les coûts nécessaires pour effectuer le travail d'installation (20 à 40%), nous obtiendrons un montant qui, pour beaucoup, semblera totalement irréaliste.

Mais tous ces coûts seront rentables à des conditions assez raisonnables. À l'avenir, vous ne devrez payer que des dépenses mineures pour l'électricité nécessaire au fonctionnement de la pompe. Et c'est tout!

Comme le montre la pratique, le chauffage géothermique est particulièrement avantageux pour les maisons d’une surface chauffée totale de 150 mètres carrés. Pendant cinq à huit ans, tous les coûts d'équipement des systèmes de chauffage de ces maisons sont entièrement pris en charge.

Si le chauffage géothermique n’est pas particulièrement demandé par les propriétaires d’habitations privées, l’efficacité des systèmes à gel a déjà été estimée par les habitants des régions méridionales. La technologie installations de chauffage solaire assez simple, et sa rentabilité et son caractère pratique ont été confirmés par de nombreuses années d'expérience dans l'utilisation des pays occidentaux et de 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 est plus facile pour vous de prendre des informations visuelles, cette vidéo vous permettra de voir de vos propres yeux comment C'est le système géothermique qui fonctionne et aussi pour en savoir plus sur qui et pourquoi ce type de chauffage rentable.

Nous vous invitons à regarder une courte vidéo dans laquelle le propriétaire d'un collecteur de sous-sol horizontal raconte ses impressions sur son fonctionnement. En outre, après avoir visionné cette vidéo, vous en apprendrez davantage sur les coûts permanents liés à l'exploitation d'un système de chauffage géothermique.

Chaque propriétaire d'une maison privée choisit lui-même d'acheter les services d'organisations fournissant des ressources pour lui ou de ne compter que sur lui-même. Cependant, 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 solutions à la tâche à laquelle vous faites face.

Y a-t-il quelque chose à compléter ou avez-vous des questions sur le chauffage par géothermie d'une maison privée? Vous pouvez laisser des commentaires sur la publication. Le formulaire de communication est dans le bloc inférieur.