Chauffage de la maison avec une pompe à chaleur. Comment ça marche et combien ça coûte

Points d’article



Est-il réaliste de réduire le coût de chauffage d’une maison de campagne jusqu’à 70%? La réponse peut être trouvée dans une source d’énergie très inhabituelle – les entrailles de la terre. Nous vous parlerons de l’appareil et du principe de fonctionnement des pompes à chaleur, ainsi que de vous aider à faire le bon choix de système de chauffage.

Chauffer une maison avec une pompe à chaleur

La hausse constante des prix de l’énergie donne une excellente raison de penser à des moyens plus modernes et plus économiques de produire de la chaleur et de l’eau chaude. Aujourd’hui, il existe déjà des dizaines de façons innovantes d’équiper des systèmes de chauffage efficaces, ce qui les rend absolument gratuits..

Pompes à chaleur et climatiseurs géothermiques

Près d’un quart de l’énergie produite dans le monde aujourd’hui est respectueuse de l’environnement et un huitième est obtenu sans brûler de masses biologiques. La source d’énergie la plus efficace et pratiquement inépuisable peut à juste titre être considérée comme une ressource cachée dans les profondeurs de notre planète – la chaleur géothermique. Il est à noter que le sens du transfert d’énergie peut être inversé: pendant la saison chaude, le sol peut absorber efficacement la chaleur. Ce processus bidirectionnel est communément appelé conditionnement géothermique..

Pour collecter et convertir l’énergie thermique, des installations spéciales sont utilisées – les pompes à chaleur. En raison de leur rendement élevé et de leur faible consommation d’énergie pendant le fonctionnement, ils sont de plus en plus populaires..

Chauffer une maison avec une pompe à chaleur

L’idée même du fonctionnement de telles installations est loin d’être nouvelle. Dans les années 50 du XIX siècle, le premier prototype, orienté vers la production de masse, était déjà conçu et breveté. L’idée de Lord Kelvin à cette époque n’a pas reçu d’application pratique en raison du fait que le concept de crise énergétique était encore inconnu, mais après presque un siècle, Robert C.Webber a commencé à appliquer avec succès de tels systèmes dans la vie quotidienne et dans l’industrie. Il est étonnant qu’en 1931, la technologie de chauffage géothermique basée sur le fonctionnement de pompes à chaleur ait été utilisée dans le célèbre Empire State Building. En Russie et dans l’espace post-soviétique, les sources d’énergie géothermique sont utilisées depuis l’époque de l’URSS et les complexes industriels permettent de produire les équipements nécessaires sans impliquer de partenaires étrangers.

Énergie thermique de faible potentiel. Principe de fonctionnement

La deuxième règle de la thermodynamique stipule que le transfert d’énergie thermique n’est possible que d’un corps plus chauffé à un corps moins chauffé. Mais si une substance aux propriétés physiques variables est placée entre deux milieux avec une faible différence de température, elle peut servir d’intermédiaire pour inverser le processus naturel de transfert de chaleur. La chaîne de telles transformations s’effectue lors du fonctionnement de la pompe à chaleur. Lorsque les gaz sont fortement comprimés, une grande quantité de chaleur est libérée et le gaz lui-même se refroidit et se transforme en un état liquide. C’est ce qu’on appelle la compression, et le résultat final de ce processus est la chaleur dans la maison. Afin de répéter indéfiniment le cycle de compression, un réfrigérant avec un point d’ébullition très bas est utilisé comme gaz. Il peut être remis à l’état gazeux lors de l’évaporation à des températures allant jusqu’à + 10 ° C. En règle générale, l’énergie thermique à faible potentiel est extraite du sol sous la profondeur de congélation, mais elle peut être obtenue de toute autre manière. En général, le principe de fonctionnement d’une pompe à chaleur est directement opposé à celui d’un groupe frigorifique, bien qu’il repose sur des procédés identiques..

Chauffer une maison avec une pompe à chaleur

Pompes à chaleur modernes

De tels systèmes utilisés dans le monde moderne sont plus avancés que leurs prédécesseurs. Des composés gazeux complexes sont utilisés comme réfrigérant, tous les éléments structurels et les actionneurs sont fabriqués avec une grande marge de résistance à l’usure et de fiabilité. Le développement de l’ingénierie de précision a permis de recréer des installations géothermiques en miniature. Les pompes à chaleur portables sont indiscernables de leurs cousins ​​industriels, et les bas prix et la concurrence croissante rendent les unités disponibles à un large éventail de consommateurs.

Une caractéristique des pompes à chaleur qui les distingue des appareils de chauffage traditionnels est la capacité de fonctionner dans une plage clairement définie de températures extérieures, qui est déterminée par les propriétés physiques de la substance réfrigérante et le type de système. Les pompes à chaleur à air peuvent extraire l’énergie thermique de l’air à des températures positives, mais ne fonctionnent pas bien à des températures négatives. Les pompes géothermiques sont capables de chauffer une maison même en cas de fortes gelées, mais leur utilisation en automne-hiver n’est pas toujours justifiée. Pour chaque zone climatique, le choix des équipements se fait individuellement. Dans le ménage, une combinaison de différents types d’appareils se recommande le mieux.

Six questions principales sur les pompes à chaleur

Bien que les pompes à chaleur soient largement connues, il est courant pour beaucoup de remettre en question leurs avantages économiques. Cependant, il n’y a que six questions, dont les réponses donneront une image complète des avantages des pompes à chaleur..

Qu’est-ce qu’un système géothermique dans une maison privée

Dans une maison de campagne, le système prend autant de place qu’une chaufferie à gaz ordinaire en prendrait. L’installation peut être divisée en deux parties: visible et cachée. Le propriétaire aura en vue des éléments fonctionnels: pompes de chaleur et de circulation, tuyauteries, robinets, filtres, instruments de mesure et automatisation. L’échangeur de chaleur principal caché profondément sous terre restera caché aux yeux humains. Le système est complètement silencieux et peut être placé même à l’extérieur. L’assemblage et la mise en service peuvent être effectués indépendamment, mais si vous le souhaitez, vous pouvez contacter une entreprise d’installation spécialisée, une gamme complète de services coûtera à partir de 1000 $.

Chauffer une maison avec une pompe à chaleur

Quelle est l’efficacité de la pompe

Pour garantir un climat confortable dans les locaux d’habitation, une température de l’eau dans le circuit de chauffage de 40 à 45 ° C est suffisante. Si les chaudières à gaz chauffent l’eau en excès et que leur automatisation est conçue pour une plage de température nettement plus large lorsqu’elles sont déclenchées, les pompes à chaleur maintiennent une température constante et fonctionnent en continu. Si les locaux sont fermés et ne sont ventilés que périodiquement, vous pouvez être sûr que la température à l’intérieur d’eux atteindra 30 degrés. Avec l’utilisation d’unités plus puissantes, il devient possible à la fois d’avoir de l’eau chaude courante pour les besoins domestiques et de chauffer les piscines..

Options de placement de l’échangeur de chaleur

De nombreuses personnes confrontées à des systèmes TRP sont intéressées par le placement de l’échangeur de chaleur principal. Il peut être situé jusqu’à trois mètres sous terre et a une orientation horizontale. Dans le même temps, dans la zone adjacente à la maison, une fosse profonde est en cours de creusage, dans laquelle se trouve la bobine annulaire de l’échangeur de chaleur.

Chauffer une maison avec une pompe à chaleur

Les systèmes modernes sont également capables de fonctionner avec une disposition verticale du circuit primaire. Cette option est plus préférable du point de vue du maintien du paysage de la parcelle personnelle, bien qu’elle nécessite un équipement supplémentaire – des pompes de circulation à haute pression. Avec la disposition verticale du circuit primaire, trois puits sont forés dans la zone, dont la profondeur peut dans certains cas atteindre 100 m. Une boucle de pipeline (sonde) est placée dans le puits, qui est connecté à un réservoir commun. Le forage de puits ne peut se faire sans équipement spécial et il faut donc recourir à l’aide de professionnels. Le coût d’un tel service dépend des conditions de travail et de la profondeur du forage, mais il ne faut pas compter sur moins de 450 $ par appareil pour un puits..

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Service d’équipement

Le principe de fonctionnement et la conception des systèmes d’automatisation des pompes à chaleur sont très différents de leurs homologues utilisés en tandem avec des équipements à gaz. Il se caractérise également par une complexité technique élevée et un certain nombre d’unités fonctionnelles: évaporateurs, compresseurs et systèmes d’échange thermique intermédiaires. Malgré la complexité évidente, les pompes à chaleur ne nécessitent pas d’entretien pendant le fonctionnement. Le seul élément soumis à une forte usure est le compresseur, qui a une durée de vie de plus de 30 ans et est facile à remplacer. La pompe montée en usine elle-même peut servir jusqu’à cent ans sans réparations programmées. Le système d’automatisation ne nécessite pas non plus de maintenance particulière et est facilement contrôlé via un seul contrôleur numérique..

Combien cela coûte-t-il de produire de l’énergie par cette méthode?

Les systèmes de chauffage basés sur des pompes à chaleur se caractérisent par une consommation d’énergie extrêmement faible. Avec la plus grande différence de température dans les échangeurs de chaleur primaire et secondaire, le système produit une puissance thermique trois fois supérieure à la puissance électrique consommée. Avec une différence de température minimale entre l’air et la source de chaleur (jusqu’à 12-14 degrés), la consommation d’énergie sera sept fois inférieure à la quantité de chaleur produite. Si le consommateur souhaite aller plus loin, en garantissant une autonomie totale du système et en évitant les coûts matériels pour l’électricité, vous pouvez recourir à l’énergie solaire: une installation de 3 kW sera compacte et ne nécessitera pas de gros investissements de trésorerie.

Chauffer une maison avec une pompe à chaleur

Avec quelles autorités devez-vous coordonner l’installation de tels appareils

L’installation de la pompe à chaleur ne nécessite aucun permis spécial ou documentation de conception. La seule exception peut être les installations commerciales et les institutions municipales, dont l’équipement d’un tel chauffage doit être accompagné d’actes de conformité environnementale et de certificats pour l’équipement utilisé. Heureusement, les pompes à chaleur de tout type sont respectueuses de l’environnement et sont conformes à toutes les normes d’assainissement industrielles et domestiques..

Fabricants de pompes à chaleur

Les marchés mondiaux et nationaux des pompes à chaleur se développent activement, ce qui crée une forte concurrence et un dumping des prix important. Cela ne veut pas dire que certains fabricants ont une supériorité absolue sur d’autres: chacun a ses propres avantages et inconvénients. Cependant, il est possible de diviser le marché du matériel en trois segments..

Pompes à chaleur fabriquées en Europe

L’Europe est l’un des principaux fournisseurs d’équipements géothermiques, où ces installations sont utilisées depuis très longtemps et où la technologie de leur fabrication a été soigneusement développée. Il n’y a pas de différences particulières entre les marques européennes, sauf que certaines entreprises s’efforcent de rendre les installations plus compactes et silencieuses. Les caractéristiques techniques des pompes à chaleur de la société suisse NIBE sont parfaitement combinées.

Chauffer une maison avec une pompe à chaleur

Les avantages de ce fabricant comprennent une vaste expérience dans la production de masse d’équipements de chauffage. L’entreprise se spécialise spécifiquement dans la création et l’amélioration d’installations fonctionnant avec des sources d’énergie respectueuses de l’environnement. Depuis 1949, NIBE a acquis plus de vingt des plus grands fabricants d’équipements de précision en Europe, en Asie et en Amérique du Nord. Cela a permis à l’entreprise de fournir à ses unités la durée de vie la plus longue grâce à l’utilisation de composants des fabricants les plus célèbres au monde. Mais le prix d’une telle acquisition sera approprié: à partir de 7 mille euros pour une pompe d’une puissance thermique de 5 kW.

Fabricants russes de pompes à chaleur

Le marché russe progresse également. En quelques décennies à peine, plusieurs grandes entreprises spécialisées dans la production de pompes à chaleur sont apparues et se sont développées en Russie..

Les produits les plus importants et améliorant le plus activement sont PEA, ALTAL et Henk. La principale caractéristique du fabricant national est le meilleur rapport qualité-prix. Si l’équipement a une durée de vie de 50 ans et fournit une garantie et un service de maintenance, les pompes de faible puissance auront un prix compris entre 2,6 et 3,7 mille dollars..

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La plupart des entreprises russes produisent des équipements sous des brevets et des franchises étrangers, ce qui garantit que l’équipement est de haute qualité et adapté à une utilisation dans les conditions nationales..

Pompes à chaleur fabriquées en Chine

Les pompes à chaleur fabriquées en Chine ont le coût le plus bas. Il n’y a pas d’entreprises de fabrication en tant que telles en Chine: chaque pompe a une gamme de modèles étroite, appelée abréviation courte.

Une caractéristique distinctive des fabricants chinois est un prix très bas et une qualité douteuse. Ainsi, une thermopompe d’une puissance utile de 12 kW coûtera 1100-1300 $ hors droits de douane et frais de transport. Concernant la qualité des produits, il est impossible de donner une conclusion sans ambiguïté: certaines unités fonctionnent pendant un an et échouent, mais il y a celles qui génèrent régulièrement de la chaleur depuis 5 ou 7 ans. Heureusement, les pompes chinoises ont une conception en bloc et tous les composants peuvent être facilement remplacés..

Au cours de la prochaine décennie, de nombreuses entreprises énergétiques affirment que 95% des équipements de chauffage domestique seront des pompes à chaleur. Ceci est facilité par leur sécurité et leur simplicité, ainsi que par le désir croissant de l’humanité de conserver les ressources naturelles. Pourtant, l’argument principal est le prix en constante augmentation du gaz et de l’électricité, qui oblige les consommateurs à rechercher des options de chauffage alternatives moins coûteuses..

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