Comment les pompes à chaleur géothermiques sont-elles utilisées

Pompes à chaleur géothermiques (GSHP) sont un choix de plus en plus populaire pour les entreprises qui cherchent à réduire leur empreinte carbone et à économiser sur leurs coûts énergétiques. Contrairement aux systèmes de chauffage traditionnels qui dépendent des combustibles fossiles, les GSHP utilisent des sources d'énergie renouvelables pour chauffer et refroidir les bâtiments. Dans cet article, nous explorerons le fonctionnement des GSHP, leurs avantages et comment les entreprises peuvent les mettre en œuvre.

Que sont les pompes à chaleur géothermiques ?

Les pompes à chaleur géothermiques sont un type de système de chauffage et de refroidissement géothermique qui utilise la chaleur naturelle de la Terre pour réguler la température à l'intérieur d'un bâtiment. Ils se composent d’une boucle de tuyaux enterrés sous terre, d’une pompe à chaleur et d’un système de distribution qui fournit de l’air chauffé ou refroidi au bâtiment.

La boucle de tuyaux, également appelée boucle de terre, est remplie d'un mélange d'eau et d'antigel. Lorsque le fluide circule dans la boucle, il absorbe la chaleur du sol en hiver et la restitue dans le sol en été.

L'unité de pompe à chaleur est chargée de transférer la chaleur de la boucle souterraine vers le système de chauffage et de climatisation du bâtiment. Il contient un compresseur, un évaporateur, un condenseur et un détendeur, qui fonctionnent ensemble pour convertir la chaleur à basse température du sol en chaleur à haute température pour le bâtiment.

Comment fonctionnent les pompes à chaleur géothermiques ?

En hiver, la température du sol est plus chaude que la température de l'air, de sorte que le GSHP peut absorber la chaleur du sol et la transférer au système de chauffage du bâtiment. Le compresseur de la pompe à chaleur augmente la température de la chaleur en comprimant le gaz réfrigérant, qui passe ensuite à travers l'évaporateur et le condenseur pour chauffer l'air distribué dans tout le bâtiment.

En été, le processus est inversé. Le GSHP absorbe la chaleur du bâtiment et la transfère vers la boucle souterraine, où elle est dissipée dans le sol plus frais. L'unité de pompe à chaleur refroidit l'air en le faisant passer sur les serpentins de l'évaporateur, qui contiennent le réfrigérant qui absorbe la chaleur de l'air.

Avantages des pompes à chaleur géothermiques

L’utilisation de pompes à chaleur géothermiques pour le chauffage et la climatisation des bâtiments présente de nombreux avantages. Certains des avantages les plus importants comprennent :

Efficacité énergétique : les GSHP sont très efficaces, avec un coefficient de performance (COP) allant jusqu'à 4,0. Cela signifie que pour chaque unité d’électricité utilisée pour alimenter la pompe à chaleur, jusqu’à quatre unités de chaleur sont générées. Cela se traduit par des économies d’énergie significatives par rapport aux systèmes de chauffage traditionnels.

Empreinte carbone réduite : les GSHP utilisent des sources d'énergie renouvelables, ce qui signifie qu'ils produisent moins d'émissions de gaz à effet de serre que les systèmes de chauffage traditionnels qui dépendent de combustibles fossiles.

Économies de coûts : Bien que le coût d'installation initial d'un système GSHP puisse être élevé, les économies à long terme sur les factures d'énergie peuvent être significatives. De nombreuses entreprises sont également admissibles à des incitations gouvernementales et à des crédits d'impôt pour l'installation de systèmes d'énergie renouvelable tels que les GSHP.

Faible entretien : les systèmes GSHP comportent peu de pièces mobiles et nécessitent peu d’entretien. La boucle souterraine peut durer 50 ans ou plus, et la pompe à chaleur dure généralement 15 à 20 ans.

Comment mettre en œuvre un système de pompe à chaleur géothermique

Mettre en œuvre un pompe à chaleur géothermique Le système nécessite une planification et une conception minutieuses pour garantir que le système est efficient et efficace. Voici quelques étapes à suivre :

Déterminer les besoins en chauffage et en climatisation : La première étape consiste à déterminer les besoins en chauffage et en climatisation du bâtiment. Cela peut être réalisé grâce à un calcul de charge qui prend en compte la taille, l'isolation et l'orientation du bâtiment.

Choisissez le bon système : Il existe deux principaux types de systèmes GSHP : en boucle fermée et en boucle ouverte. Les systèmes en boucle fermée font circuler un réfrigérant à travers une boucle fermée de tuyaux enterrés sous terre, tandis que les systèmes en boucle ouverte extraient l'eau d'un puits ou d'une masse d'eau de surface et la rejettent après utilisation. Les systèmes en boucle fermée sont plus courants car ils sont plus efficaces et plus faciles à entretenir.

Concevoir la boucle souterraine : La boucle souterraine est l'élément le plus critique d'un système GSHP, et sa conception dépendra des besoins de chauffage et de refroidissement du bâtiment, du type de sol et de l'espace disponible. La boucle de terre peut être installée horizontalement ou verticalement, selon l'espace disponible.

Installez l'unité de pompe à chaleur : L'unité de pompe à chaleur doit être installée dans un endroit facilement accessible pour l'entretien et la réparation. Il doit également être situé à proximité du système de distribution pour minimiser les pertes de chaleur.

Connectez la boucle géothermique et l'unité de pompe à chaleur : La boucle souterraine et l'unité de pompe à chaleur doivent être connectées à l'aide de tuyaux isolés en cuivre ou en polyéthylène. Le raccordement doit être effectué à l'aide d'un échangeur de chaleur pour éviter la contamination du fluide de la boucle souterraine.

Testez le système : Une fois le système installé, il doit être testé pour s’assurer qu’il fonctionne correctement. Cela comprend la vérification des niveaux de liquide de la boucle souterraine, des niveaux de réfrigérant de la pompe à chaleur et du débit d'air du système de distribution.

Conclusion

Les pompes à chaleur géothermiques constituent un moyen efficace et durable de chauffer et de climatiser les bâtiments. Ils offrent de nombreux avantages, notamment des économies d’énergie, une empreinte carbone réduite et une maintenance réduite. En suivant les étapes décrites dans cet article, les entreprises peuvent mettre en œuvre un système GSHP qui répond à leurs besoins de chauffage et de climatisation tout en réduisant leur impact environnemental.