Pompe à chaleur géothermique | Fonctionnement

Principe de la géothermie

L’énergie géothermique provient de l’énergie de terre, variable selon la profondeur, et convertible en chaleur, que les pompes géothermiques récupèrent pour la diffuser dans l’habitat, constituant ainsi une solution naturelle de chauffage et de climatisation.

Fonctionnement d’une pompe à chaleur (PAC)

Principe général

C’est le procédé inverse d’un réfrigérateur. Celui-ci capte la chaleur afin de la rejeter à l’extérieur, pour en diminuer le niveau à l’intérieur ; Quant la pompe à chaleur géothermique, elle capte la chaleur à l’extérieur, en augmente la température, et l’injecte à l’intérieur du logement.

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Technique et composants

L’installation d'une PAC géothermique comporte un circuit de captage formé de capteurs.
Dans le cas de capteurs horizontaux, le circuit est constitué de tubes en boucle, enterrés à faible profondeur entre 0,60 et 1,20 mètre, sur une surface devant représenter entre 1,5 et  2 fois la surface à chauffer. Y circule le fluide frigorigène.
S’agissant des capteurs verticaux, le circuit est composé de 2 tubes de 75 mètres (sondes géothermiques), distants de 10m et  reliés entre eux en formant une boucle. Son avantage sur les capteurs horizontaux est la faible surface qu’il requiert.

Quant à la pompe à chaleur elle-même, elle est constituée, dans l’ordre du cycle, d’un évaporateur permettant l’évaporation du fluide frigorigène grâce à la chaleur captée, d’un compresseur aspirant le fluide vaporisé et en en élevant la température (1), d’un condensateur faisant revenu le fluide à l’état liquide, et d’un détendeur abaissant la pression du liquide frigorigène.
(1) C’est après l’élévation de la température que le fluide transmet sa chaleur directement à l’air à chauffer ou à l’eau du circuit de chauffage.

Les utilisations de la PAC géothermique.

Configuration de logement

On l'aura compris, l'installation d'une pompe à chaleur géothermique avec capteurs horizontaux ne conviendra pas à toutes les résidences, compte tenu de la surface qu’elle exige.

En outre, une installation sera plus facilement envisageable dans le cas d'une construction. Le remplacement d'un système de chauffage existant impliquera parfois d'opter pour une pompe à chaleur aérothermique. Puisant la chaleur directement dans l'air, elle nécessitera moins de travaux.

Les fonctions qu’elle remplit

Fonction de Chauffage:

Elle permet d'alimenter un réseau de chauffage comme un plancher chauffant basse température, des ventilo-convecteurs à eau, ou des radiateurs basse température.

fonction de Climatisation:

Une PAC dite réversible permet notamment au plancher de devenir rafraîchissant en période estivale, avec l'inversion du cycle du fluide frigorigène.

Production d’eau chaude sanitaire:

L'eau du ballon est chauffée en récupérant une partie de la chaleur du fluide frigorigène de la PAC produisant le chauffage. Il existe également des systèmes autonomes, des chauffe-eau thermodynamiques avec leur propre pompe.