Pompe à chaleur pour le chauffage domestique : types, efficacité, coût d'installation

Les systèmes de chauffage autonomes sont ce qui fait d'une maison de campagne une véritable "forteresse". En installant une conception fiable et économe en énergie, vous vous débarrasserez des diktats des monopoleurs et pourrez réguler le climat de votre maison comme bon vous semble. Il existe de nombreuses conceptions de systèmes de chauffage autonomes. Ils sont divisés en types selon la source d'énergie thermique. Il peut s'agir de combustible solide, d'électricité, de fourniture de gaz ou d'énergie solaire. Récemment, une nouvelle innovation est apparue sur ce marché : une pompe à chaleur qui utilise la température stable de l'intérieur de la terre pour chauffer une maison.

Pompe à chaleur d'une maison privée - schéma général en coupe

Le principe de fonctionnement d'une pompe à chaleur pour chauffer une maison privée: on vous explique sur nos doigts

Si nous écartons tous les points techniques, nous pouvons vous donner un exemple qui vous aidera une fois pour toutes à comprendre comment une pompe à chaleur peut chauffer votre maison, tout en dépensant une quantité d'électricité aussi négligeable. Imaginez que dans le système de chauffage de votre maison privée: radiateurs à batterie, tuyaux (circuit interne) - 100 litres d'eau froide à une température de 2 degrés Celsius sont versés. Vous posez un très long tuyau en plastique à environ 2 mètres sous terre, avec une durée de vie allant jusqu'à 100 ans (contour extérieur). Environ 1000 litres de fluide de travail sont placés dans un tuyau souterrain. Le soleil réchauffe notre planète toute l'année et réchauffe ses entrailles à une température de +7 +8 degrés Celsius. Au total, nous avons 1000 litres de liquide avec une température de +7,5 degrés. Maintenant, la chaudière thermique elle-même entre en jeu, qui, comme un presse-agrumes, tire 7,5 degrés de chaque litre de fluide de travail, écrivons la formule : 1000l. x 7,5 = 7500 degrés d'énergie pure. Cette énergie propre est transférée à l'eau du système de chauffage lui-même, nous obtenons ainsi 100 litres d'eau à une température de 7500/100 = 75 degrés, pas mal, non ? Tous les principaux coûts énergétiques sont dépensés pour deux pompes qui pompent le fluide de travail à travers les systèmes des circuits externes (souterrains) et internes (maison) et le compresseur qui crée une pression. Il s'avère que les principaux chevaux de bataille sont les pompes, d'où le nom du système lui-même - «Pompe à chaleur».

Mais comment ce "Miracle Cauldron" parvient-il à prendre de l'énergie et à la concentrer à une température beaucoup plus élevée ? C'est très simple, vous êtes-vous déjà demandé comment fonctionne votre réfrigérateur ou votre climatiseur ? Peut-être que le climatiseur est un mystère pour vous, mais il fonctionne et le système de chauffage domestique avec une pompe à chaleur fonctionnera de la même manière, c'est comme un réfrigérateur à l'envers. Schématiquement, cela peut être représenté comme suit :

L'utilisation des pompes à chaleur ne fait que prendre de l'ampleur en Russie. Cette information commence tout juste à se répandre dans le milieu professionnel de la construction. De plus, les informations sur ces systèmes sont encore peu connues des consommateurs russes. Cependant, cette innovation s'est déjà généralisée et depuis une trentaine d'années, de telles structures sont utilisées pour chauffer des maisons particulières. Un avantage particulier de ces structures est le fait qu'elles utilisent des sources d'énergie renouvelables. Cette approche implique des coûts uniques pour l'achat et l'installation du système, de faibles coûts pour l'entretien de routine régulier et une énergie absolument gratuite. Ceci est important dans le contexte d'une augmentation rapide des tarifs pour tout type d'énergie.

Quels sont les composants d'une pompe à chaleur ?

Sur la base des caractéristiques de conception, toute la famille des systèmes de chauffage avec "pompes à chaleur" est divisée en trois composants principaux:

• Contour extérieur. Cette conception est placée soit dans des réservoirs soit directement dans l'épaisseur de la terre et sert à capter la chaleur naturelle des entrailles de la terre.
• La pompe à chaleur elle-même. Cet équipement fonctionne sur le principe inverse d'un réfrigérateur domestique classique et transfère dans la pièce la chaleur accumulée par la terre ou l'eau suite à une exposition antérieure à l'énergie solaire.
• Contour intérieur. Il s'agit d'un système classique de distribution de chaleur et d'eau chaude à l'intérieur de l'habitation.

Circuit de chauffage externe de la pompe à chaleur

L'échangeur de chaleur est l'élément principal du circuit externe de tels systèmes. Il est monté à partir de tuyaux en plastique situés de manière spéciale dans l'épaisseur de la terre ou du réservoir. Les tuyaux peuvent être posés selon une méthode verticale, horizontale ou "à l'eau". Le choix de la méthode de pose est déterminé individuellement pour chaque système, car il existe certaines restrictions. À l'intérieur des tuyaux se trouve un liquide de refroidissement - antigel. Il a un point de congélation bas. Habituellement, le propylène glycol ou l'alcool éthylique est utilisé à ces fins.

• La pose horizontale de tuyaux est généralement utilisée en présence d'un grand terrain personnel, car il ne doit y avoir aucun bâtiment au-dessus des tuyaux. Les tuyaux sont placés à des profondeurs individuelles pour chaque région. Ainsi, pour la Sibérie, cette valeur est de 1,8 mètre. Les tranchées de tuyaux sont posées le long d'une ligne sinueuse.
• La méthode verticale de placement des tuyaux nécessite une main-d'œuvre et des coûts financiers importants, car elle implique le forage de puits profonds. Les puits peuvent avoir jusqu'à 100 mètres de profondeur. Mais d'un autre côté, de tels systèmes peuvent être installés même sur un petit terrain personnel.
• La méthode de pose des tuyaux à l'eau doit être choisie s'il y a un lac ou une rivière à proximité. Les tuyaux sont placés dans l'eau en dessous du niveau de gel hivernal. C'est la méthode la moins chère pour placer les tuyaux, car elle réduit considérablement la longueur du contour extérieur. La profondeur et la longueur du placement du pipeline sont calculées individuellement en fonction de la région. En hiver, l'eau des réservoirs ne gèle qu'en surface et dans les profondeurs du réservoir, sa température reste positive.Cependant, cette affirmation n'est pas vraie pour tous les réservoirs - les petits lacs et ruisseaux peuvent geler jusqu'au fond pendant un hiver rigoureux. De plus, un tel pipeline peut être endommagé lors de la dérive printanière des glaces. Soulève des questions et l'attitude des organismes de réglementation face au placement de tuyaux avec antigel sur le territoire des réservoirs.

Caractéristiques techniques de l'appareil pompe à chaleur

De telles structures sont achetées, en règle générale, "assemblées" et se composent des composants suivants:

• Chaudière,
• Groupe de pompage du circuit externe,
• Groupe de pompage pour le circuit de distribution de chaleur interne,
• Système de contrôle automatique.

La pompe à chaleur elle-même a l'apparence d'une grosse chaudière à gaz, reliée à quatre tuyaux :

• Entrée et sortie du circuit externe
• À l'alimentation et au retour du système de chauffage.

Une telle installation, malgré son objectif solide, a une taille assez compacte et ressemble à un réfrigérateur domestique ordinaire en apparence et en niveau de bruit. Cette conception peut être installée dans n'importe quelle buanderie de votre bâtiment, il n'y a pas d'exigences techniques particulières pour cela.

Une pompe à chaleur peut fonctionner comme source de chaleur pour un système de chauffage ou d'eau chaude, ou elle peut produire du froid pour la climatisation. Il reçoit environ 80 % de l'énergie dont il a besoin pour fonctionner à partir d'énergie renouvelable externe stockée dans le sol ou la colonne d'eau.

Comment est le circuit interne de la pompe à chaleur

Le contrôle interne de tels systèmes est assez traditionnel. Les pièces chauffantes ou, au contraire, les refroidissant peuvent être des planchers chauffants avec un liquide de refroidissement à eau ou des dispositifs spéciaux - des ventilo-convecteurs, rappelant un climatiseur amélioré.

Dans de tels systèmes, les radiateurs de chauffage traditionnels ne sont pas utilisés, car la température maximale du liquide de refroidissement ne dépasse pas 55 degrés Celsius.

L'installation de ventilo-convecteurs est préférable, car ils peuvent fonctionner plus efficacement à la fois en mode de chauffage par ventilateur pendant les hivers froids et en mode de climatisation pendant les étés chauds. En été, la température de l'air provenant du ventilateur peut atteindre une valeur minimale de 7 degrés, ce qui sera certainement suffisant pour refroidir efficacement la maison.

Avantages évidents de l'installation d'une pompe à chaleur pour chauffer une maison privée

Considérez les principaux avantages de tels systèmes:

• Tout d'abord, ils sont extrêmement économiques. Les calculs montrent que les coûts de chauffage lors de l'utilisation d'un tel système sont réduits de sept fois. Le système nécessite de l'électricité pour son fonctionnement, mais seulement 1 kilowatt d'électricité vous donnera 4 à 7 kilowatts d'énergie thermique, dont jusqu'à 85 % vous seront entièrement gratuits. En même temps, le système peut aussi bien chauffer la pièce que la refroidir.
• Ces systèmes ont des coûts d'exploitation très faibles. Vous n'aurez à payer qu'une petite quantité d'énergie électrique dépensée.
• Vous n'avez pas à courir autour des autorités, en coordonnant le raccordement de la maison aux principales conduites d'alimentation en chaleur, au réseau de gaz. Vous n'aurez pas à vous soucier des éruptions et des fuites sur ces pistes.
• Le seul inconvénient d'un tel système est le coût de son installation. Cependant, vous pouvez facilement estimer combien d'années le système installé peut payer pour son achat et son installation.

Est-il rentable d'installer une pompe à chaleur dans des conditions modernes (vidéo):

Installation de pièces du système de pompe à chaleur

Après avoir étudié la procédure d'installation de systèmes de chauffage et de climatisation basés sur des pompes à chaleur, vous pouvez facilement effectuer vous-même ce processus. Dans tous les cas, ayant les connaissances nécessaires, vous pourrez vérifier correctement l'avancement de ces travaux par des tiers.

Au stade initial, la puissance requise du système est calculée. Pour ce faire, les déperditions thermiques potentielles du bâtiment sont évaluées.

Ensuite, la configuration système requise est sélectionnée: la longueur et la profondeur requises du circuit externe, la puissance de la "pompe à chaleur" et le volume et l'emplacement des appareils de chauffage et de refroidissement du circuit interne sont calculés.

À l'étape suivante, des puits sont forés sous le contour extérieur du système de chauffage et de refroidissement.

forage de puits

Des sondes géothermiques préfabriquées spéciales sont installées dans les puits forés.

capteurs géothermiques (apparence)

abaisser le capteur dans le puits

Le circuit externe du système est connecté à un collecteur situé à l'intérieur du bâtiment. En parallèle, le collecteur du circuit externe lui-même est fabriqué et installé.

raccordement collecteur 1

raccordement collecteur 2

fossé pour système de chauffage

collecteur de circuit externe

Le système de chauffage et de refroidissement est calculé et conçu. Immédiatement après le calcul, il est installé: un système de chauffage au sol ou de ventilateurs combinés est en cours de construction. Lors de l'utilisation de ventilo-convecteurs, des conduits de ventilation sont installés jusqu'à leur emplacement.

fakenol de sol

faknoll suspendu

collecteur de chauffage au sol

collecteur du système de chauffage

installation du collecteur

L'ensemble du système est connecté en un seul ensemble.Après la collecte, l'ensemble du système est rempli de fluides de travail et une connexion de test est établie.

équipement de chauffage complet

Pendant un certain temps, le système construit est exécuté dans divers modes de fonctionnement. En fonction des indicateurs obtenus, un réglage fin et un réglage sont effectués.

En raison de la complexité technologique de l'ajustement, des indicateurs de contrôle sont extraits du système mensuellement pendant un an. À l'avenir, le système commence généralement à fonctionner selon un cycle annuel et ne nécessite pas de contrôles aussi fréquents.

Un certain nombre d'organisations qui installent des systèmes de chauffage et de refroidissement à l'aide de "pompes à chaleur" proposent des services de réglage et de configuration à distance des paramètres du système. Dans ce cas, la présence physique de l'installateur dans votre logement n'est pas requise.

Vous ne comprenez toujours pas comment une pompe à chaleur peut chauffer votre maison ? Regardez la vidéo du tutoriel

Types de pompes à chaleur selon le type de système (vidéo)

Il existe plusieurs types de systèmes de pompe à chaleur, nous vous suggérons de vous familiariser avec les caractéristiques de chaque type individuel, tous les avantages et inconvénients sont affichés sur la vidéo. Nous espérons qu'après avoir visionné, vous déciderez certainement par vous-même quel type est le mieux applicable dans votre cas !

l'eau l'eau

Air-eau

Air-air

eau souterraine

Est-il possible de fabriquer une pompe à chaleur de vos propres mains?

Si vous vous sentez assez fort pour créer quelque chose de grandiose, vous pouvez commencer par construire un système de chauffage autonome indépendant pour votre maison. Le processus de création d'une pompe à chaleur à partir d'un ancien climatiseur est décrit en détail dans cette vidéo, si vous suivez tous ses conseils, alors vous réussirez certainement et vous économiserez beaucoup d'argent, bonne chance pour la construction !

Après l'installation - écrivez-nous sur votre résultat, nous serons heureux de savoir combien vous avez économisé après l'installation de la pompe à chaleur. Avec vos conseils, vous aiderez ceux qui sont sur le point de rejoindre la partie progressiste de l'humanité !