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La situation est telle que, pour le moment, le moyen le plus courant de chauffer une habitation consiste à utiliser des chaudières de chauffage - à gaz, à combustible solide, au diesel et, bien moins souvent - à l'électricité. Mais ces systèmes à la fois simples et sophistiqués, tels que les pompes à chaleur, n’étaient pas largement répandus et c’était en vain. Pour ceux qui aiment et savent tout calculer à l'avance, leurs avantages sont évidents. Les pompes à chaleur pour le chauffage ne brûlent pas des réserves irremplaçables de ressources naturelles, ce qui est extrêmement important non seulement du point de vue de la protection de l'environnement, mais vous permet également d'économiser de l'énergie car elles deviennent chaque année plus chères. En outre, à l'aide de pompes à chaleur, vous pouvez non seulement chauffer la pièce, mais également chauffer l'eau chaude pour les besoins domestiques et préparer la pièce à la chaleur estivale.

Le principe de fonctionnement de la pompe à chaleur

Arrêtons-nous plus en détail sur le principe de la pompe à chaleur. Rappelez-vous comment fonctionne le réfrigérateur. La chaleur des produits qui y sont placés est pompée et évacuée vers le radiateur situé sur la paroi arrière. Cela se voit facilement en le touchant. Le principe est le même pour les climatiseurs domestiques: ils pompent la chaleur de la pièce et la jettent sur le radiateur situé sur le mur extérieur du bâtiment.

Le cycle Carnot constitue la base de la pompe à chaleur, du réfrigérateur et de la climatisation.

  1. Le liquide de refroidissement, se déplaçant sur une source de chaleur à basse température, par exemple le sol, est chauffé de plusieurs degrés.
  2. Il entre ensuite dans un échangeur de chaleur, appelé évaporateur. Dans l’évaporateur, le liquide de refroidissement transfère la chaleur accumulée au réfrigérant. Le liquide de refroidissement est un liquide spécial qui se transforme en vapeur à basse température.
  3. En prenant la température du liquide de refroidissement, le réfrigérant chauffé se transforme en vapeur et entre dans le compresseur. Dans le compresseur, le réfrigérant est comprimé, c'est-à-dire en augmentant sa pression, augmentant ainsi sa température.
  4. Le réfrigérant chaud et comprimé entre dans un autre échangeur de chaleur appelé condenseur. Ici, le réfrigérant transfère sa chaleur dans un autre réfrigérant fourni dans le système de chauffage de la maison (eau, antigel, air). Dans ce cas, le réfrigérant se refroidit et redevient liquide.
  5. Ensuite, le réfrigérant entre dans l’évaporateur, où il est chauffé par une nouvelle partie du réfrigérant chauffé, et le cycle se répète.

Pour assurer le fonctionnement de la pompe à chaleur, il faut de l'électricité. Mais il reste encore beaucoup plus rentable que d’utiliser un appareil de chauffage électrique. Étant donné que la chaudière électrique ou le chauffage électrique dépensent exactement la même quantité d’électricité qu’elle produit de la chaleur. Par exemple, si le chauffage est écrit avec une puissance de 2 kW, il passe 2 kW par heure et produit 2 kW de chaleur. Et la pompe à chaleur produit 3 à 7 fois plus de chaleur qu'elle ne consomme d'électricité. Par exemple, 5,5 kW / heure sont utilisés pour le fonctionnement du compresseur et de la pompe et la chaleur est de 17 kW / heure. Une telle efficacité est le principal avantage de la pompe à chaleur.

Avantages et inconvénients du système de chauffage "pompe à chaleur"

Il y a beaucoup de légendes et de délires autour des pompes à chaleur, malgré le fait qu'il ne s'agit pas d'une invention aussi innovante et de haute technologie. À l'aide de pompes à chaleur, tous les États «chauds» des États-Unis, presque toute l'Europe et le Japon, sont chauffés, où la technologie a été développée presque à l'idéal et pour longtemps. À propos, ne pensez pas que de tels équipements sont une technologie purement étrangère et qu’ils nous sont parvenus tout récemment. En effet, même en URSS, de telles unités étaient utilisées sur des sites expérimentaux. Le sanatorium "Amitié" de la ville de Yalta en est un exemple. Outre son architecture futuriste rappelant "une cabane sur des cuisses de poulet", ce sanatorium est également réputé pour le fait que depuis les années 80, il utilise des pompes à chaleur pour le chauffage industriel. La source de chaleur est la mer à proximité, et la station de pompage elle-même chauffe non seulement toutes les pièces du sanatorium, mais fournit également de l'eau chaude, chauffe l'eau de la piscine et la refroidit pendant la période chaude. Essayons donc de dissiper les mythes et de déterminer s'il est judicieux de chauffer le logement de cette manière.

Les avantages des systèmes de chauffage avec pompe à chaleur:

  • Économies d'énergie. La hausse des prix de l’essence et du gazole constitue un avantage très important. Dans la colonne «dépenses mensuelles», il n'y aura que de l'électricité qui, comme nous l'avons déjà écrit, nécessite beaucoup moins que la chaleur réellement produite. Lors de l'achat d'une unité, il est nécessaire de faire attention à un paramètre tel que le coefficient de transformation thermique "ϕ" (on peut également l'appeler coefficient de conversion thermique, rapport de transformation de la puissance ou de la température). Il montre le rapport entre la quantité de chaleur émise et l'énergie dépensée. Par exemple, si ϕ = 4, avec une consommation de 1 kW / heure, on obtient 4 kW / heure d'énergie thermique.
  • Économies sur la maintenance. La pompe à chaleur ne nécessite aucune relation particulière avec elle-même. Le coût de son entretien est minime.
  • Peut être installé sur n'importe quel terrain. Les sources de chaleur à basse température nécessaires au fonctionnement de la pompe à chaleur peuvent être le sol, l’eau ou l’air. Où que vous construisiez une maison, même sur un terrain rocheux, il sera toujours possible de trouver de la «nourriture» pour l'unité. Dans une zone éloignée de la canalisation de gaz, il s'agit de l'un des systèmes de chauffage les plus optimaux. Et même dans les régions dépourvues de lignes électriques, vous pouvez installer un moteur à essence ou diesel pour assurer le fonctionnement du compresseur.
  • Il n'est pas nécessaire de surveiller le fonctionnement de la pompe, d'ajouter du carburant, comme dans le cas d'une chaudière à combustible solide ou au diesel. L'ensemble du système de chauffage avec pompe à chaleur est automatisé.
  • Vous pouvez partir longtemps sans avoir peur du gel du système. Dans le même temps, vous pouvez économiser de l'argent en réglant la pompe pour fournir une température de + 10 ° C dans le salon.
  • Sécurité pour l'environnement. À titre de comparaison, lorsqu’on utilise des chaudières traditionnelles à combustible, divers oxydes de CO, CO2, NOx, SO2, PbO2 se forment toujours. Ainsi, des acides phosphoriques, nitreux, sulfuriques et des composés benzoïques se déposent sur le sol autour de la maison. Lorsque la pompe à chaleur est en marche, rien n’est jeté. Et les réfrigérants utilisés dans le système sont absolument sans danger.
  • Cela se remarque également à la préservation des ressources naturelles irremplaçables de la planète.
  • Sécurité pour l'homme et la propriété. Dans une pompe à chaleur, rien ne chauffe à une température suffisante pour provoquer une surchauffe ou une explosion. De plus, il n'a simplement rien à exploser. Cela peut donc être attribué à des unités totalement ignifugées.
  • Les pompes à chaleur fonctionnent avec succès même à des températures ambiantes de -15 ° C. Donc, si quelqu'un a l'impression qu'un tel système ne peut chauffer une maison que dans des régions où les hivers sont chauds jusqu'à + 5 ° C, ils se trompent.
  • Réversibilité de la pompe à chaleur. Un avantage indiscutable est la polyvalence de l'installation, à l'aide de laquelle vous pouvez chauffer en hiver et refroidir en été. Par temps chaud, la thermopompe prélève la chaleur de la pièce et l'envoie au sol pour la stocker, d'où elle sera reprise en hiver. Veuillez noter que toutes les pompes à chaleur ne sont pas toutes disponibles, mais que certains modèles seulement ont une capacité inverse.
  • La durabilité Avec un entretien approprié, les pompes à chaleur du système de chauffage ont une durée de vie de 25 à 50 ans sans réparations majeures, et le remplacement du compresseur n’est nécessaire que tous les 15 à 20 ans.

Inconvénients des systèmes de chauffage avec pompe à chaleur:

  • Gros investissement initial. Outre le fait que les prix des pompes à chaleur pour le chauffage sont assez élevés (de 3 000 à 10 000 pieds cubes), il est également nécessaire de ne pas dépenser moins pour l’organisation du système géothermique que pour la pompe elle-même. L'exception est la pompe à chaleur à air qui ne nécessite pas de travail supplémentaire. La pompe à chaleur ne sera pas rentable bientôt (dans 5 à 10 ans). La réponse à la question de l’utilisation ou non d’une pompe à chaleur pour le chauffage dépend donc plutôt des préférences du propriétaire, de ses possibilités financières et des conditions de construction. Par exemple, dans une région où la connexion d’un gazoduc et son raccordement coûtent autant qu’une pompe à chaleur, il est judicieux de privilégier cette dernière.
  • Dans les régions où les températures hivernales sont inférieures à -15 ° C, une source de chaleur supplémentaire doit être utilisée. C'est ce qu'on appelle un système de chauffage bivalent, dans lequel la pompe à chaleur fournit de la chaleur lorsqu'elle est à l'extérieur jusqu'à -20 ° C, et lorsqu'elle ne peut pas faire face, par exemple, un chauffage électrique ou une chaudière à gaz, ou un générateur de chaleur est connecté.
  • Il est vivement conseillé d’utiliser une pompe à chaleur dans les systèmes avec réfrigérant à basse température, tels que le système "sol chaud" (+35 ° C) et les ventilo-convecteurs (+35 - +45 ° C). Les ventilo-convecteurs sont des ventilo-convecteurs dans lesquels la chaleur / le froid est transféré de l'eau à l'air. La mise en place d’un tel système dans l’ancienne maison nécessitera un réaménagement et une restructuration complets, ce qui entraînerait des coûts supplémentaires. Lors de la construction d'une nouvelle maison, ce n'est pas un inconvénient.
  • Le respect de l'environnement des pompes à chaleur qui captent la chaleur de l'eau et du sol est quelque peu relatif. Le fait est qu’au cours du travail, l’espace autour des tuyaux avec le liquide de refroidissement est refroidi, ce qui constitue une violation de l’écosystème établi. Après tout, même dans les profondeurs du sol, vivent des microorganismes anaérobies qui assurent l’activité vitale de systèmes plus complexes. En revanche, par rapport à l'extraction de gaz ou de mazout, les dommages causés par la pompe à chaleur sont minimes.

Évaluez tous les avantages et les inconvénients pour prendre la bonne décision.

Sources de chaleur pour le fonctionnement de la pompe à chaleur

Les pompes à chaleur captent la chaleur de sources naturelles qui accumulent le rayonnement solaire pendant une période chaude. Selon la source de chaleur, les pompes à chaleur diffèrent également.

Au sol

Le sol est la source de chaleur la plus stable qui s'accumule au cours de la saison. À une profondeur de 5 à 7 m, la température du sol est presque toujours constante et égale à environ +5 - +8 ° C et à une profondeur de 10 m, elle est toujours constante à +10 ° C. Il y a deux façons de capter la chaleur du sol.

Le collecteur de sol horizontal est un tuyau posé horizontalement à travers lequel le liquide de refroidissement circule. La profondeur du collecteur horizontal est calculée individuellement en fonction des conditions. Elle atteint parfois 1,5 - 1,7 m - la profondeur de gel du sol, parfois inférieure à - 2 - 3 m pour assurer une plus grande stabilité de la température et une différence plus petite, et parfois seulement 1 - 1,2. m - ici, le sol commence à se réchauffer plus rapidement au printemps. Dans certains cas, équiper un collecteur horizontal à deux couches.

Les tuyaux collecteurs horizontaux peuvent avoir différents diamètres de 25 mm, 32 mm et 40 mm. La forme de leurs dispositions peut également être différente - serpent, boucle, zigzag, spirales diverses. La distance entre les tuyaux dans le serpent doit être d'au moins 0,6 m et généralement de 0,8 à 1 m.

L'élimination de la chaleur spécifique de chaque mètre courant de la conduite dépend de la structure du sol:

  • Sable sec - 10 W / m;
  • Argile sèche - 20 W / m;
  • Argile plus humide - 25 W / m;
  • Argile à très haute teneur en eau - 35 W / m.

Pour chauffer une maison d'une superficie de 100 m2, à condition que le sol soit constitué d'argile humide, vous aurez besoin de 400 m2 de terrain pour un capteur. C'est beaucoup - 4 à 5 acres. Et étant donné qu’il ne devrait y avoir aucun bâtiment dans cette zone et que seuls les gazons et les parterres de fleurs annuelles sont autorisés, tout le monde ne peut se permettre d’équiper un collecteur horizontal.

Un fluide spécial circule dans les tuyaux collecteurs, il est également appelé «saumure» ou antigel, par exemple une solution à 30% d'éthylène glycol ou de propylène glycol. «Pickle» recueille la chaleur du sol et se dirige vers la pompe à chaleur, où elle est transférée au réfrigérant. Le «cornichon» refroidi retourne dans le collecteur de sol.

La sonde de sol verticale est un système de tuyaux enterrés de 50 à 150 m, ce qui peut être un tuyau en forme de U abaissé à une profondeur supérieure à 80 à 100 m et remplie de béton. Ou peut-être un système de tubes en forme de U abaissé à 20 mètres pour collecter l'énergie d'une plus grande surface. Le forage à une profondeur de 100 à 150 m n’est pas seulement coûteux, il nécessite également une autorisation spéciale. C’est pourquoi ils ont souvent recours à cette technique et équipent plusieurs sondes de faible profondeur. La distance entre ces sondes fait 5 - 7 m.

L'élimination de la chaleur spécifique du collecteur vertical dépend également de la race:

  • Les roches sédimentaires sont sèches - 20 W / m;
  • Roches sédimentaires saturées en eau et en sols pierreux - 50 W / m;
  • Sol pierreux à haute conductivité thermique - 70 W / m;
  • Eau souterraine (meurtrie) - 80 W / m.

La zone sous le collecteur vertical nécessite un très petit, mais le coût de leur disposition est plus élevé que celui d'un collecteur horizontal. L'avantage d'un capteur vertical est également une température plus stable et une plus grande évacuation de la chaleur.

Utiliser de l'eau comme source de chaleur peut être différent.

Le collecteur situé au fond du réservoir non gelé ouvert - rivières, lacs, mers - est un tuyau contenant une «saumure», submergé à l'aide d'une cargaison. En raison de la température élevée du liquide de refroidissement, cette méthode est la plus rentable et la plus économique. Pour équiper le collecteur d’eau, seuls ceux dont le réservoir n’est pas supérieur à 50 m ne peuvent perdre l’efficacité de l’installation. Comme vous le comprenez, tout le monde n’a pas de telles conditions. Mais ne pas utiliser de pompes à chaleur pour les habitants de la côte est à courte vue et stupide.

Le collecteur dans les eaux usées ou les eaux usées après les installations techniques peut être utilisé pour chauffer des maisons et même des immeubles de grande hauteur et des entreprises industrielles dans la ville, ainsi que pour produire de l’eau chaude. Ce qui est fait avec succès dans certaines villes de notre patrie.

Les forages ou les eaux souterraines sont utilisés moins fréquemment que les autres collecteurs. Un tel système implique la construction de deux puits, l'un d'eux puisant de l'eau, qui transfère sa chaleur au fluide frigorigène de la pompe à chaleur, et l'autre qui rejette l'eau refroidie. Au lieu d'un puits, il peut y avoir un puits de filtration. Dans tous les cas, le puits de rejet devrait être situé à une distance de 15 à 20 m du premier, et même en aval (les eaux souterraines ont aussi leur propre débit). Ce système est assez difficile à utiliser, car la qualité de l'eau entrante doit être surveillée - parties filtrées et protégées de la pompe à chaleur (évaporateur) de la corrosion et de la pollution.

L'air

La conception la plus simple comprend un système de chauffage avec une pompe à chaleur à air. Aucun collecteur supplémentaire nécessaire. L'air ambiant se dirige directement vers l'évaporateur, où il transfère sa chaleur vers le réfrigérant, qui à son tour transfère la chaleur vers le réfrigérant à l'intérieur de la maison. Cela peut être de l'air pour les ventilo-convecteurs ou de l'eau pour un plancher chauffant et un radiateur.

Le coût d'installation d'une pompe à chaleur à air est minime, mais la capacité de l'installation dépend fortement de la température de l'air. Dans les régions où les hivers sont chauds (jusqu'à +5 - 0 ° C), il s'agit de l'une des sources de chaleur les plus économiques. Mais si la température de l'air tombe en dessous de -15 ° C, la capacité baisse tellement qu'il est insensé d'utiliser une pompe et qu'il est plus avantageux d'allumer un appareil de chauffage ou une chaudière électrique ordinaire.

Les pompes à chaleur à air pour les examens de chauffage sont très controversées. Tout dépend de la région d'utilisation. Il est avantageux de les utiliser dans les régions où les hivers sont chauds, par exemple à Sotchi, où vous n'avez même pas besoin d'une source de chaleur de secours en cas de fortes gelées. Il est également possible d'installer des pompes à chaleur à air dans des régions où l'air est relativement sec et où la température en hiver est de -15 ° C. Mais dans un climat humide et froid, de telles installations souffrent de givre et de givrage. Les glaçons qui se déversent sur le ventilateur empêchent tout le système de fonctionner normalement.

Chauffage par pompe à chaleur: coûts de système et de fonctionnement

La puissance de la pompe à chaleur est sélectionnée en fonction des fonctions qui lui seront attribuées. S'il ne s'agit que de chauffage, les calculs peuvent être effectués dans une calculatrice spéciale, en tenant compte de la perte de chaleur du bâtiment. À propos, la meilleure performance de la pompe à chaleur en cas de perte de chaleur du bâtiment n’est pas supérieure à 80 - 100 W / m2. Pour simplifier, nous supposons que pour chauffer une maison de 100 m2 avec une hauteur de plafond de 3 m et une perte de chaleur de 60 W / m2, une pompe d’une capacité de 10 kW est requise. Pour chauffer l'eau devra prendre l'appareil avec une marge de puissance - 12 ou 16 kW.

Le coût de la pompe à chaleur dépend non seulement de la puissance, mais également de la fiabilité et des exigences du fabricant. Par exemple, une unité avec une capacité de 16 kW de production russe coûtera 7 000 m3, et une pompe étrangère RFM 17 d’une capacité de 17 kW coûtera environ 13 200 m3. avec tout l'équipement connexe, à l'exception du collecteur.

La prochaine ligne de dépenses sera la disposition du collecteur. Cela dépend aussi de la capacité de l'installation. Par exemple, pour une maison de 100 m2 dans laquelle des sols chauds (100 m2) sont installés partout ou des radiateurs de 80 m2, ainsi que pour chauffer de l'eau à + 40 ° C dans un volume de 150 l / h, des puits de forage pour les collecteurs seront nécessaires. Un tel collecteur vertical coûtera 13 000 $.

Le collecteur au bas du réservoir coûtera un peu moins cher. Dans les mêmes conditions, il en coûtera 11 000 $. Mais il est préférable de spécifier le coût d'installation d'un système géothermique dans des entreprises spécialisées, cela peut être très différent. Par exemple, le montage d’un collecteur horizontal pour une pompe d’une puissance de 17 kW ne coûtera que 2 500 USD. Et pour la pompe à chaleur à air, le capteur n'est pas nécessaire du tout.

Au total, le coût de la pompe à chaleur est de 8 000 cu en moyenne, l'arrangement d'un collecteur est de 6000 cu en moyenne

Le coût mensuel du chauffage de la pompe à chaleur ne comprend que le coût de l’électricité. Vous pouvez les calculer comme suit - sur la pompe devrait être indiqué la consommation d'énergie. Par exemple, pour la pompe de 17 kW ci-dessus, la consommation électrique est de 5,5 kW / heure. Au total, le système de chauffage fonctionne 225 jours par an, c.-à-d. 5400 heures. Étant donné que la pompe à chaleur et le compresseur qui y est installé fonctionnent de manière cyclique, la consommation électrique doit être divisée par deux. Pendant la saison de chauffage, 5400 h * 5,5 kW / h / 2 = 14850 kW seront dépensés.

Multipliez le nombre de kWh consacrés au coût de l'énergie dans votre région. Par exemple, 0,05 cu pour 1 kW / heure. Total pour l'année sera dépensé 742,5 $. Pour chaque mois au cours duquel la pompe à chaleur fonctionnait pour le chauffage, il faut 100 cu coûts d'électricité. Si vous divisez les coûts par 12 mois, dans un mois, vous obtiendrez 60 cu.

Veuillez noter que plus la consommation d'énergie de la pompe à chaleur est faible, plus le coût mensuel est bas. Par exemple, il existe des pompes de 17 kW qui ne consomment que 10 000 kW par an (coût 500 $). Il est également important que les performances de la pompe à chaleur soient supérieures, plus la différence de température entre la source de chaleur et le liquide de refroidissement dans le système de chauffage est faible. C'est pourquoi ils disent qu'il est plus rentable d'installer un plancher chauffant et des ventilo-convecteurs. Des radiateurs de chauffage standard avec réfrigérant à haute température (+65 - +95 ° C) peuvent également être installés, mais avec un accumulateur de chaleur supplémentaire, par exemple une chaudière à chauffage indirect. Pour la surchauffe de l'eau dans l'eau chaude sanitaire est également utilisé chaudière.

Les pompes à chaleur sont bénéfiques lorsqu'elles sont utilisées dans des systèmes bivalents. En plus de la pompe, vous pouvez installer un capteur solaire capable de fournir de l'électricité à la pompe en été, en cas de refroidissement. Pour le filet de sécurité hivernal, vous pouvez ajouter un générateur de chaleur qui réchauffera l'eau pour l'alimentation en eau chaude et les radiateurs à haute température.

Comment fabriquer une pompe à chaleur géothermique à partir d'un climatiseur

Tout propriétaire d'une maison privée cherche à minimiser les coûts de chauffage de la maison. À cet égard, les pompes à chaleur sont nettement plus rentables que les autres options de chauffage. Elles fournissent de 2,5 à 4,5 kW de chaleur par kilowatt d'électricité consommé. Le revers de la médaille: pour obtenir de l’énergie bon marché, vous devrez investir beaucoup d’argent dans l’équipement. La plus modeste installation de chauffage d’une puissance de 10 kW coûtera 3 500 y. e. (prix de départ).

Le seul moyen de réduire les coûts de 2 à 3 fois - réaliser une pompe à chaleur (en abrégé TH) de vos propres mains. Considérez quelques options vraiment efficaces rassemblées et testées par des maîtres - des passionnés dans la pratique. Puisque la fabrication d’une unité complexe nécessite des connaissances de base en machines de réfrigération, commençons par la théorie.

Caractéristiques et principe de fonctionnement de TN

Pour comprendre l’essence du problème, nous proposons de vous familiariser avec les caractéristiques inhérentes aux installations thermiques:

  • contrairement aux chaudières et aux appareils de chauffage, l'unité elle-même ne produit pas de chaleur mais, comme un climatiseur, la déplace à l'intérieur du bâtiment;
  • TN est appelé une pompe, car elle «pompe» de l'énergie à partir de sources de chaleur à faible potentiel - air ambiant, eau ou sol;
  • l'installation est alimentée exclusivement par l'électricité consommée par le compresseur, les ventilateurs, les pompes de circulation et le tableau de commande;
  • le fonctionnement de l'appareil est basé sur le cycle Carnot utilisé dans toutes les machines frigorifiques, par exemple les climatiseurs et les systèmes split.
En mode de chauffage, un système de fractionnement traditionnel fonctionne normalement à des températures supérieures à moins 5 degrés et, par temps très froid, le rendement chute brutalement.

L'aide La chaleur est contenue dans toutes les substances dont la température est supérieure au zéro absolu (moins 273 degrés). Les technologies modernes permettent d'extraire cette énergie de l'air à une température allant jusqu'à -30 ° C, de la terre et de l'eau jusqu'à +2 ° C.

Le fluide de travail, le gaz fréon, en ébullition à une température négative, participe au cycle d'échange de chaleur de Carnot. En s’évaporant et en se condensant alternativement dans deux échangeurs de chaleur, le réfrigérant absorbe l’énergie de l’environnement et la transfère à un autre endroit. En général, le principe de fonctionnement d'une pompe à chaleur répète le fonctionnement d'un climatiseur allumé pour le chauffage:

  1. Comme il est dans la phase liquide, le fréon traverse les tubes de l'échangeur-évaporateur externe, comme indiqué sur le schéma. En faisant passer la chaleur de l'air ou de l'eau à travers les parois métalliques, le réfrigérant chauffe, bouillit et s'évapore.
  2. Ensuite, le gaz entre dans le compresseur, forçant la pression à la valeur calculée. La tâche est d'élever le point d'ébullition de la substance afin que le fréon se condense à une température plus élevée.
  3. En passant dans l'échangeur de chaleur interne - un condenseur, le gaz se transforme à nouveau en liquide et transfère l'énergie stockée au réfrigérant - eau ou air ambiant.
  4. À la dernière étape, le réfrigérant liquide entre dans le récepteur - le séparateur d'humidité, puis dans le dispositif d'étranglement. La pression de la substance retombe - le fréon est prêt à subir un cycle répété.
Le schéma de la pompe à chaleur est similaire au principe du split system

Note Les systèmes fractionnés conventionnels et les pompes à chaleur d'usine ont une caractéristique commune: la capacité de transférer de l'énergie dans les deux sens et le fonctionnement selon 2 modes: chauffage / refroidissement. La commutation est réalisée à l'aide d'une vanne d'inversion à quatre voies, modifiant le débit de gaz le long du circuit.

Dans les climatiseurs et les pompes à chaleur domestiques, on utilise différents types de vannes thermostatiques qui réduisent la pression du réfrigérant avant de passer à travers l'évaporateur. Dans le premier cas, le rôle de régulateur est joué par un simple dispositif capillaire, dans le second cas, une vanne thermostatique onéreuse (TPB) est installée.

Notez que le cycle ci-dessus se produit dans tous les types de pompes à chaleur. La différence réside dans les méthodes d'alimentation / sélection de la chaleur, que nous énumérons ci-dessous.

Types de vannes d'étranglement: tube capillaire (à gauche) et vanne thermostatique (TRV)

Variétés d'installations

Selon la classification généralement acceptée, les TN sont divisés en types en fonction de la source d'énergie reçue et du type de réfrigérant auquel elle est transmise:

  1. Les pompes air-air sont les plus proches des systèmes split traditionnels, la différence se situe au niveau de l'évaporateur extérieur. L'appareil éloigne la chaleur de l'environnement et transmet directement l'air à la pièce, comme dans un climatiseur conventionnel.
  2. La conception des générateurs air-eau est identique, mais elle prévoit le chauffage de l'eau ou de l'antigel circulant dans le système de chauffage d'une maison d'habitation.
  3. L'installation eau / eau capte la chaleur de basse qualité du réservoir et la transfère au fluide caloporteur. Ici, un échangeur de chaleur externe supplémentaire à partir de tuyaux est utilisé, immergé dans un puits, un lac, un puits ou une fosse septique d'égout. La circulation de l'eau à travers l'évaporateur fournit une seconde pompe.
  4. Une pompe géothermique utilise la chaleur du sol et chauffe le caloporteur de la maison. Le circuit d’échange de chaleur externe est un serpentin avec antigel, encastré de 1,5 à 2 m et occupant une grande surface. La deuxième option consiste à installer quelques sondes verticales dans des tuyaux descendus dans les puits à une profondeur de 10 à 100 mètres.

L'aide Les variétés de pompes à chaleur sont répertoriées par ordre croissant des coûts d’équipement et de l’installation. Les installations aériennes - les moins chères, la géothermie - les plus chères.

Le paramètre principal caractérisant la pompe à chaleur pour le chauffage domestique est le facteur d’efficacité COP, qui est égal au rapport entre l’énergie reçue et l’énergie dépensée. Par exemple, les aérothermes relativement peu coûteux ne peuvent pas afficher un COP élevé - 2.5... 3.5. Nous expliquons: après avoir dépensé 1 kW d’électricité, l’installation fournit 2,5 à 3,5 kW de chaleur au logement.

Méthodes d'extraction de la chaleur des sources d'eau: de l'étang (à gauche) et à travers des puits (à droite)

Les systèmes d’eau et de sol sont plus efficaces: leur coefficient réel est compris entre 3 et 4,5. La performance est une valeur variable qui dépend de nombreux facteurs: la conception du circuit d'échange de chaleur, la profondeur d'immersion, la température et le débit de l'eau.

Un point important. Les unités qui extraient l'énergie de la terre d'eau et d'air ne sont pas capables de chauffer le réfrigérant du réseau de chauffage à 60-90 ° C. L'indicateur normal de TN n'est que de 35... 40 degrés, la chaudière traditionnelle y gagne clairement. D'où la recommandation des fabricants: relier l'équipement aux contours du chauffage à basse température - sols chauffés à l'eau.

Quel TN est le mieux à collectionner

Nous formulons la tâche: vous devez construire une pompe à chaleur maison au coût le plus bas. Cela implique un certain nombre de conclusions logiques:

  1. L'installation devra utiliser un minimum de pièces onéreuses, il ne sera donc pas possible d'atteindre une valeur COP élevée. En termes de coefficient de performance, notre appareil perdra aux modèles d'usine.
  2. Par conséquent, il est insensé de fabriquer une pompe à chaleur à air pur, il est plus facile d’utiliser un climatiseur à inverseur en mode chauffage.
  3. Pour obtenir de réels avantages, vous devez produire une pompe à chaleur "air-eau", "eau-eau" ou construire une centrale géothermique. Dans le premier cas, vous pouvez obtenir un COP d'environ 2-2,2, dans le reste, pour atteindre le chiffre de 3-3,5.
  4. Sans contours de chauffage par le sol ne peut pas faire. Le caloporteur chauffé à 30-35 degrés est incompatible avec le réseau de radiateurs, sauf dans les régions du sud.
Poser le contour extérieur de la pompe sur le réservoir

Remarque Les fabricants affirment que le système split inverter fonctionne à une température extérieure de moins 15-30 ° C. En fait, l'efficacité de chauffage est considérablement réduite. Selon les propriétaires, lors de journées froides, l’unité intérieure produit un flux d’air à peine chaud.

Pour implémenter la version water, certaines conditions sont requises (facultatif):

  • un réservoir situé à 25–50 m du logement, la consommation d’électricité augmentera considérablement grâce à la puissante pompe de circulation;
  • un puits ou un puits avec suffisamment d'eau (débit) et un lieu d'évacuation (trou, deuxième puits, gouttière, égouts);
  • collecteur d'égout (si vous êtes autorisé à y tomber).

Le débit des eaux souterraines est facile à calculer. Lors du processus de sélection de la chaleur, les TH maison réduiront leur température de 4 à 5 ° C. Le volume du conduit est donc déterminé à partir de la capacité calorifique de l'eau. Pour obtenir 1 kW de chaleur (le delta de température de l’eau pris à 5 degrés), vous devez traverser environ 170 litres à travers la pompe en une heure.

Pour chauffer une maison de 100 m², il faudra une puissance de 10 kW et une consommation d'eau de 1,7 tonne par heure - le volume est impressionnant. Une telle pompe à chaleur conviendra à une petite maison de campagne de 30 à 40 m², de préférence isolée.

Méthodes d'extraction de chaleur par pompes géothermiques

L'assemblage d'un système géothermique est plus réaliste, bien que le processus soit plutôt laborieux. L'option avec une disposition de conduite horizontale sur toute la surface à une profondeur de 1,5 m est immédiatement rejetée - vous devrez pelleter toute la section ou payer de l'argent pour les services de matériel de terrassement. La méthode de perforation est beaucoup plus facile et moins chère à mettre en œuvre, pratiquement sans perturber le paysage.

La pompe à chaleur la plus simple d'un climatiseur de fenêtre

Comme vous pouvez le deviner, pour la fabrication de la pompe "eau - air", vous aurez besoin d’un refroidisseur de fenêtre en état de fonctionnement. Il est très souhaitable d'acheter un modèle équipé d'une vanne d'inversion et capable de travailler sur le chauffage, sinon vous devrez refaire le circuit de fréon.

Conseil Lorsque vous achetez un climatiseur usagé, faites attention à l'étiquette où sont indiquées les caractéristiques techniques de l'appareil. Le paramètre qui vous intéresse est la performance de l’appareil pendant le froid (indiqué en kilowatts ou en unités thermiques britanniques - BTU).

La capacité de chauffage de l'appareil est supérieure à celle du système de réfrigération et égale à la somme de deux paramètres: performance plus chaleur générée par le compresseur.

Avec un peu de chance, vous n’avez même pas besoin de libérer du fréon et de refaire la soudure. Comment convertir la climatisation en pompe à chaleur:

  1. Retirez le boîtier supérieur de l'appareil et dévissez l'échangeur de chaleur externe du carter. Reculez doucement le radiateur en veillant à ne pas plier les tuyaux de réfrigérant.
  2. Retirer la roue externe de l’arbre commun.
  3. Faites un réservoir en métal sur la longueur de l'échangeur de chaleur externe, faites une largeur de 10-15 cm de plus. Intégrez les raccords d’eau courante dans les murs latéraux.
  4. Pour éviter que le radiateur ne givre, augmentez la surface d'échange en ajoutant des plaques de cuivre ou d'aluminium supplémentaires sur les côtés (en fonction du matériau de l'échangeur de chaleur).
  5. Plonger le radiateur dans le réservoir, de préférence sans couper les tubes de fréon. Faites un couvercle hermétique et scellez les entrées de contour.
  6. Raccordez les tuyaux d’alimentation en eau et d’aspiration aux raccords, connectez les pompes de circulation. Remplissez et vérifiez l'étanchéité du réservoir.

Recommandation. Si l'échangeur de chaleur ne peut pas être placé dans le réservoir sans perturber les lignes de fréon, essayez d'évacuer le gaz et coupez les tubes aux bons endroits (à l'opposé de l'évaporateur). Après avoir assemblé l’unité d’échange d’eau, le circuit devra être soudé et rempli de fréon. La quantité de réfrigérant est également indiquée sur la plaque.

Il reste maintenant à faire fonctionner un TN maison et à ajuster le débit d'eau pour atteindre une efficacité maximale. Faites attention: l’appareil de chauffage improvisé utilise complètement le «bourrage» d’usine, vous venez de déplacer le radiateur de l’air ambiant à l’air liquide. Comment le système fonctionne en direct, regardez la vidéo du maître artisan:

Faire une installation géothermique

Si la version précédente permettait de réaliser environ deux fois plus d'économies, alors même un circuit de terre maison donnerait environ 3 COP (environ 3 kilowatts de chaleur pour 1 kW d'électricité consommée). Certes, les coûts financiers et de main-d'œuvre augmenteront également de manière significative.

Bien que de nombreux exemples d’assemblage de tels dispositifs aient été publiés sur Internet, il n’existe aucune instruction universelle comportant des dessins. Nous proposerons une version opérationnelle, compilée et testée par un vrai maître du foyer, même si de nombreuses choses devront être pensées et complétées par elles-mêmes - toutes les informations sur les pompes à chaleur sont difficiles à intégrer dans une publication.

Calcul du circuit de sol et des échangeurs de pompe

Suivant nos propres recommandations, nous procédons aux calculs d’une pompe géothermique avec des sondes verticales en forme de U placées dans des puits. Il est nécessaire de connaître la longueur totale du contour externe, puis la profondeur et le nombre de puits verticaux.

Données initiales pour un exemple: vous devez chauffer une maison privée isolée d'une superficie de 80 m² et d'une hauteur sous plafond de 2,8 m, située dans la voie du milieu. Nous ne calculerons pas la charge de chauffage, nous déterminerons les besoins en chaleur par zone, en tenant compte de l'isolation thermique - 7 kW.

Vous pouvez éventuellement équiper un collecteur horizontal, mais vous devez ensuite allouer une grande surface aux travaux de terrassement.

Une clarification importante. Les calculs d'ingénierie des pompes à chaleur sont assez complexes et nécessitent des interprètes hautement qualifiés, des livres entiers sont consacrés à ce sujet. L'article propose des calculs simplifiés, tirés de l'expérience pratique de constructeurs et d'artisans - amateurs de fabrication artisanale.

L’intensité des échanges thermiques entre le sol et le fluide antigel qui circule le long du contour dépend du type de sol:

  • 1 mètre linéaire d'une sonde verticale immergée dans les eaux souterraines recevra environ 80 W de chaleur;
  • dans les sols pierreux, l'évacuation de la chaleur sera d'environ 70 W / m;
  • les sols argileux, saturés d'humidité, donneront environ 50 W par 1 m de capteur;
  • races sèches - 20 W / m.

L'aide La sonde verticale est constituée de 2 boucles de tuyaux, abaissées au fond du puits et remplies de béton.

Un exemple de calcul de la longueur du tuyau. Pour extraire les 7 kW d'énergie thermique nécessaires à partir d'argile brute, nous avons besoin de 7000 W divisés par 50 W / m, nous obtenons une profondeur totale de la sonde de 140 m. Total 7 trous de 2 boucles d'échange de chaleur, la longueur totale du tuyau - 7 x 20 x 4 = 560 m.

La prochaine étape est le calcul de la surface d’échange de chaleur de l’évaporateur et du condenseur. Certaines formules de calcul, dans la plupart des cas - sont incorrectes, sont proposées sur différentes ressources et forums Internet. Nous ne prendrons pas la liberté de recommander de telles méthodes et de vous induire en erreur, mais nous proposerons une option délicate:

  1. Contactez un fabricant bien connu d’échangeurs de chaleur à plaques, par exemple Alfa Laval, Kaori, Anvitek, etc. Vous pouvez aller sur le site officiel de la marque.
  2. Remplissez le formulaire de sélection de l'échangeur de chaleur ou appelez le responsable et commandez la sélection de l'unité en indiquant les paramètres du fluide (antigel, fréon) - températures d'entrée et de sortie, charge thermique.
  3. Le spécialiste de l'entreprise effectuera les calculs nécessaires et proposera un modèle approprié de l'échangeur de chaleur. Parmi ses caractéristiques, vous trouverez l'essentiel - la surface d'échange.

Les agrégats lamellaires sont très efficaces, mais coûteux (200-500 euros). Il est meilleur marché d’assembler un échangeur de chaleur tubulaire à partir d’un tube de cuivre d’un diamètre extérieur de 9,5 ou 12,7 mm. Le chiffre fourni par le fabricant multiplié par un facteur de 1,1 et diviser par la longueur de la circonférence du tuyau, obtenir le métrage.

L'échangeur de chaleur à plaques en acier inoxydable est un évaporateur idéal, il est efficace et prend peu de place. Le problème est le prix élevé du produit

Un exemple La surface d’échange de chaleur de l’unité proposée était de 0,9 m². En choisissant un tube de cuivre de ½ ”avec un diamètre de 12,7 mm, nous calculons la circonférence en mètres: 12,7 x 3,14 / 1000 0,04 m. Déterminez la longueur totale: 0,9 x 1,1 / 0,04 25 m.

Équipement et matériel

Il est proposé de construire la future pompe à chaleur sur la base d'un système fractionné pour unité extérieure de capacité appropriée (indiqué sur la plaque). Pourquoi il est préférable d'utiliser un climatiseur usagé:

  • l'appareil est déjà équipé de tous les composants - compresseur, papillon des gaz, récepteur et démarreurs électriques;
  • des échangeurs de chaleur fabriqués par l'utilisateur peuvent être placés dans le châssis;
  • il existe des ports de service pratiques pour le remplissage de fréon.

Note Les utilisateurs qui comprennent le sujet sélectionnent l’équipement séparément: compresseur, TRV, contrôleur, etc. Si vous avez de l'expérience et des connaissances, cette approche est la bienvenue.

Il n’est pas judicieux d’assembler TN sur la base de l’ancien réfrigérateur - la puissance de l’appareil est trop faible. Au mieux, il sera possible de «presser» jusqu'à 1 kW de chaleur, ce qui est suffisant pour chauffer une petite pièce.

En plus de l'unité externe "split" aura besoin des matériaux suivants:

  • Tuyau PEHD Ø20 mm - sur le contour en terre;
  • raccords en polyéthylène pour l'assemblage de collecteurs et la connexion à des échangeurs de chaleur;
  • pompes de circulation - 2 pièces;
  • manomètres, thermomètres;
  • tuyau ou tuyauterie de plomberie de haute qualité PND d'un diamètre de 25 à 32 mm sur la coque de l'évaporateur et du condenseur;
  • tube de cuivre Ø9,5—12,7 mm avec une épaisseur de paroi d'au moins 1 mm;
  • isolation des pipelines et des autoroutes fréons;
  • kit pour sceller les câbles chauffants posés à l'intérieur du système d'alimentation en eau (nécessaire pour sceller les extrémités des tubes de cuivre).
Jeu de manchons pour insertion hermétique de tube de cuivre

Eau saline ou antigel pour le chauffage - l'éthylène glycol est utilisé comme caloporteur externe. Vous aurez également besoin d'un approvisionnement en fréon, dont la marque est indiquée sur la plaque signalétique du système de fractionnement.

Assemblage de l'unité d'échange de chaleur

Avant l'installation, le module extérieur doit être démonté - retirez tous les capots, retirez le ventilateur et un grand radiateur. Éteignez l'électro-aimant qui commande la vanne d'inversion si vous ne prévoyez pas utiliser la pompe en tant que refroidisseur. Les capteurs de température et de pression doivent être maintenus.

L'ordre de montage de l'unité principale TN:

  1. Fabriquer le condensateur et l'évaporateur en poussant le tube de cuivre dans le tuyau de la longueur estimée. Aux extrémités, installez des tés pour raccorder la terre et le circuit de chauffage, scellez les tubes de cuivre saillants à l’aide d’un kit spécial pour le câble chauffant.
  2. En utilisant un morceau de tuyau en plastique Ø150-250 mm comme noyau, enroulez des contours à deux tuyaux faits maison et faites sortir les extrémités dans la bonne direction, comme indiqué ci-dessous dans la vidéo.
  3. Placez et fixez les deux échangeurs de chaleur tubulaires à la place du radiateur standard, soudez les tubes de cuivre aux bornes correspondantes. Échangeur de chaleur «chaud» - il est préférable de connecter le condenseur aux ports de service.
  4. Installez des capteurs installés en usine qui mesurent la température du réfrigérant. Isolez les sections de conduite nues et les échangeurs de chaleur eux-mêmes.
  5. Sur les conduites d’eau, mettez des thermomètres et des manomètres.

Conseil Si vous envisagez de placer l'unité principale dans la rue, vous devez prendre des mesures pour geler l'huile dans le compresseur. Achetez et assemblez le kit carter d'huile électrique hiver.

Sur les forums thématiques, il existe un autre procédé de fabrication d'un évaporateur: un tube de cuivre enroulé dans une spirale, puis placé dans un récipient fermé, par exemple un réservoir ou un baril. L'option est tout à fait raisonnable avec un grand nombre de tours, lorsque l'échangeur de chaleur ne convient tout simplement pas dans le cas du climatiseur.

Dispositif de contour du sol

À ce stade, des travaux d'excavation simples et fastidieux ainsi que la disposition des sondes sont effectués. Ce dernier peut être fait manuellement ou inviter une machine de forage. La distance entre les puits adjacents est d’au moins 5 m.

  1. Creusez une tranchée peu profonde entre les trous pour la pose des pipelines.
  2. Dans chaque trou, abaissez 2 boucles de tuyaux en polyéthylène et remplissez les fosses de béton.
  3. Connectez les lignes à la jonction et montez le collecteur commun à l'aide de raccords en PEHD.
  4. Les conduites posées dans le sol doivent être chauffées et recouvertes de terre.

Un point important. Avant de bétonner et de remblayer, assurez-vous de vérifier l’étanchéité du circuit. Par exemple, connectez un compresseur d’air au collecteur, pompez à une pression de 3-4 bars et laissez-le pendant quelques heures.

Lors du raccordement des autoroutes, suivez le schéma ci-dessous. Des robinets avec des robinets seront nécessaires pour remplir le système avec de la saumure ou de l'éthylène glycol. Raccordez les deux tuyaux principaux du collecteur à la pompe à chaleur et raccordez-le à l'échangeur-évaporateur «froid».

Aux points les plus élevés des deux circuits d'eau, un évent d'aération doit être placé (généralement pas indiqué sur le schéma)

N'oubliez pas d'installer une pompe responsable de la circulation du fluide, du sens de l'écoulement, en direction du fréon dans l'évaporateur. Les environnements traversant le condenseur et l'évaporateur doivent se rapprocher. Comment remplir le côté "froid" de l'autoroute, regardez la vidéo:

De même, le condenseur est connecté au système de chauffage par le sol de la maison. Il n'est pas nécessaire d'installer l'unité de mélange avec une vanne à trois voies en raison de la température de départ basse. S'il est nécessaire de combiner les pompes à chaleur avec d'autres sources de chaleur (capteurs solaires, chaudières), utilisez un ballon tampon à plusieurs endroits.

Ravitaillement et démarrage du système

Après l’installation et la connexion de l’unité au réseau électrique, une étape importante commence: le remplissage du système avec un réfrigérant. Un piège vous attend ici: vous ne savez pas quelle quantité de fréon doit être remplie, car le volume du circuit principal a considérablement augmenté en raison de l’installation d’un condensateur fabriqué de manière autonome avec un évaporateur.

La question est résolue par la méthode de remplissage par pression et température de surchauffe du réfrigérant, mesurée à l'entrée du compresseur (le fréon y est fourni à l'état gazeux). Des instructions détaillées sur le remplissage avec une méthode de mesure de la température sont fournies dans le guide suivant.

Dans la deuxième partie de la vidéo présentée, il est décrit comment remplir le système avec le réfrigérant de marque R22 en termes de pression et de température de surchauffe du réfrigérant:

À la fin du ravitaillement, activez les deux pompes de circulation à la première vitesse et démarrez le compresseur. Surveillez la température de la saumure et les thermomètres du moniteur de liquide de refroidissement interne. Pendant la phase de réchauffement, la tuyauterie de réfrigérant peut givrer, puis le givre devrait fondre.

Conclusion

Ce n’est pas facile de fabriquer et de faire fonctionner une pompe géothermique thermique. Certainement exiger raffinement, correction des défauts et ajustement. En règle générale, la plupart des problèmes posés par les pompes à chaleur improvisées sont dus à un montage incorrect ou à un ravitaillement en carburant du circuit principal d'échange de chaleur. Si l'unité tombe immédiatement en panne (l'automatisme de sécurité fonctionne) ou si le liquide de refroidissement ne chauffe pas, appelez l'assistant d'équipement de réfrigération - il diagnostiquera et signalera les erreurs commises.

Une pompe à chaleur va chauffer la maison. Expérience FORUMHOUSE

Outre les dispositifs de chauffage traditionnels au gaz, à l'électricité ou aux combustibles solides, il existe d'autres sources de chaleur.

Dans notre climat, la saison de chauffage dure plus de six mois et, en été, nous devons dépenser de l’argent pour les systèmes de climatisation. Il est bon que la maison soit située dans des territoires «développés» où le gaz est fourni. Et que se passe-t-il s'il n'y a pas de coffre, et dans un avenir prévisible n'est pas prévu. Ces dernières années, les pompes à chaleur sont devenues de plus en plus courantes en tant qu'alternatives aux types de chauffage classiques. Et parmi les utilisateurs de FORUMHOUSE, il existe des propriétaires de tels équipements, prêts à partager une expérience utile.

Comment ça marche

Les principaux composants de l'unité: compresseur, échangeur de chaleur, pompe de circulation, automatique, circuit d'alimentation. La pompe peut capter la chaleur de trois sources.

À en juger par les discussions, nous avons deux options en demande: l’eau et le sol. Ceci est dû aux limitations de température - la source doit être positive. L'emplacement du circuit d'alimentation est horizontal ou vertical. Dans le premier cas, la ligne est posée en dessous du niveau de gel - à partir de 1,5 mètre de profondeur. Ou au fond du réservoir, même lors de fortes gelées - jusqu'à + 4⁰С. La longueur du circuit dépend des dimensions de la pièce chauffée et de la puissance de la pompe. Dans le second cas, des sondages sont forés pour des sondes d’une profondeur moyenne de 50 à 70 mètres. Piastrov AB, l'un des membres du forum et le propriétaire de la pompe à chaleur, a décrit le système vertical en tant que tel.

Les sondes géothermiques, une conduite en boucle à travers laquelle l’éthylène glycol circule, collectent la chaleur. Ils descendent dans des puits de 50 à 70 mètres de profondeur. Il s’agit d’un circuit externe dont le nombre dépend de la puissance de la pompe à chaleur. Pour une maison de 100 mètres carrés, deux sondes seront nécessaires - deux puits.

Circuit de chauffage

Une pompe à chaleur, contrairement aux chaudières au gaz, au charbon ou à l’électricité, chauffe le porteur à une moyenne de 40 ° C. C'est la température optimale à laquelle l'usure des équipements est minimale et la consommation d'électricité. Pour les radiateurs conventionnels, ces indicateurs ne suffisent pas. Par conséquent, avec la pompe à chaleur ne sont généralement pas utilisés tuyaux et batteries, et un sol chaud. Il est plus efficace avec ce chauffage caloporteur. Seul le pas entre les tuyaux devrait être inférieur. Il convient de noter que le sol chaud crée des restrictions sur le choix des meubles et assèche l'air. Nécessite une hydratation supplémentaire. En été, les sols peuvent fonctionner pour le refroidissement.

Forces et faiblesses

En outre, il n’ya aucune dépendance vis-à-vis des producteurs de gaz et des visites aux autorités pour approbation. Et les exigences pour la chaufferie ne sont pas si strictes. Après le démarrage, les coûts d'exploitation sont minimes. Seule l'électricité est payée, la pompe moyenne consomme environ 4 kW par heure. Les modèles modernes d’impulsion ne fonctionnent pas en continu, mais s’allument au besoin. Cela réduit le nombre d'heures de travail par saison et les coûts énergétiques.

Le principal inconvénient du chauffage géothermique est le prix de l'émission, même une unité chinoise ou domestique, sans parler des marques européennes, coûte plusieurs milliers d'euros. Avec l'agencement du circuit externe et de l'installation, le plaisir se traduira par des centaines de milliers de roubles. Selon les calculs des experts et des propriétaires, la pompe sera rentable dans plusieurs années. Cela fonctionne sur la source donnée, comparé au coût d'une tonne de charbon ou d'un cube de bois de chauffage, les économies sont considérables. Mais tout le monde ne dispose pas d'un demi-million supplémentaire pour l'équipement et la mise en service.

Si le réservoir n'est pas loin du site, il s'avère beaucoup moins cher, les dépenses en forage coûteux disparaîtront.

Les puits en exploitation optimisent également le processus en devenant une source de chaleur. Ceci est confirmé par le forumchanin det maros d'Ust-Kamenogorsk. Il travaille dans une entreprise de fabrication de pompes à chaleur et fournit des services d'installation. Par conséquent, il comprend parfaitement la situation et à la question d'un participant de la branche s'il a besoin de sondes, s'il y a des puits dans la région, une réponse exhaustive.

Pourquoi vous embêtez-vous avec des sondes, s'il y a assez d'eau? Vous passerez d'un puits à l'autre par le biais du TN. Nous sommes occupés avec des sondes, quand il n’ya pas d’eau sur le site ou que le poteau est petit, cela ne couvre pas les besoins. Pour une pompe de 10 kW, un volume de 3 cubes est nécessaire.

Les secrets du bricolage

Mais les plus grandes économies sont réalisées lorsque vous possédez une pompe à chaleur. Le nœud principal est un compresseur; ils proviennent de climatiseurs puissants et de systèmes divisés, leurs paramètres techniques sont similaires. Les échangeurs de chaleur sont vendus prêts à l'emploi, mais certains artisans et ils parviennent à souder des tuyaux en cuivre. En tant que réfrigérant - fréon, il est également vendu en bouteilles. Les contrôleurs, les relais, les stabilisateurs, tous les éléments séparément coûteront deux fois moins cher que dans l’ensemble fini.

Le plus souvent, les produits artisanaux sont organisés au-dessus des étangs ou lorsqu'il y a déjà un puits en exploitation. En raison du fait que la part du lion des dépenses revient aux travaux de terrassement et aux économies maximales qui en résultent.

L'artisan aparat2, de Riga, a lui-même collecté le chauffage géothermique et en a fait un reportage photo, décrivant en détail toutes les opérations.

J'ai assemblé un TN à partir de deux compresseurs monophasés de 24 000 BTU chacun (7 mètres carrés par temps froid). Le résultat a été une cascade avec une capacité thermique de 16-18 kilowatts, avec une consommation d'électricité d'environ 4,5 kW par heure. J'ai choisi deux compresseurs pour qu'il y ait moins de courants, je ne vais pas démarrer en même temps. En attendant, seul le deuxième étage est habité et un compresseur suffit. Et, ayant expérimenté sur un, alors je vais améliorer le deuxième design.

De plus, forumchanin a décidé de ne pas dépenser d’argent pour des échangeurs de chaleur à plaques prêts à l’emploi. Ils exigent un traitement de l'eau et ils pèsent lourd. Il a combiné un échangeur fabriqué avec une batterie pour augmenter l'efficacité. Le résultat était une installation fonctionnelle parfois moins chère que l’achat.

Cependant, les pompes à chaleur sont une option alternative lorsqu'il n'y a pas de gaz et de grandes surfaces de chauffage. Même avec l'auto-assemblage du système, le coût des composants est considérable. Un examen plus approfondi du sujet peut concerner la branche des pompes à chaleur, il existe de nombreux conseils utiles, les utilisateurs du forum peuvent partager leurs expériences et discuter de divers modèles. Les instructions pas à pas de aparat2 vous aideront à gérer l’assemblage. Et les options pour chauffer une grande maison sans gaz dans la vidéo - un bon exemple. Pour les propriétaires de maisons en bois - une vidéo sur les caractéristiques de la pose de canalisations.

Prix ​​pompe à chaleur pour chauffer une maison privée

D'année en année, avant d'acheter des équipements pour chauffer leur maison, les consommateurs se posent une question légitime: économiser de l'argent sur le processus de chauffage. Ce moment inquiète beaucoup à cause de la hausse constante des prix de tous les types de carburants connus. Il y a quelques décennies, les scientifiques ont proposé une alternative: extraire de l'énergie de l'espace environnant. Ce système s'appelle le chauffage par pompe à chaleur et est effectivement utilisé dans les pays européens et au Japon.

Problèmes résolus par l'installation d'une pompe à chaleur

L'équipement vous permet de chauffer la maison et de maintenir une température constante pendant la saison froide. En été, un tel système aidera à éviter la chaleur dans la pièce, car de nombreuses pompes sont équipées d'une fonction de refroidissement inversé. Chaque propriétaire a le droit de choisir lui-même le seul type acceptable de chauffage domestique et de chauffage de l'eau. Mais les principaux aspects de l’utilisation des unités thermiques, qui déterminent la demande, sont les suivants: respect de l’environnement, sécurité de fonctionnement, conditions de confort, efficacité, longue durée de vie, conception acceptable.

L'augmentation annuelle du coût de l'énergie fait que les consommateurs préfèrent l'installation d'équipements coûteux pour le chauffage domestique, qui ne nécessitent pas de coûts supplémentaires pour l'achat de gaz, de combustibles solides ou liquides. Les pompes à chaleur ne nécessitent aucun entretien périodique important et fonctionnent plus longtemps.

Dans certaines maisons de plus de 150 m2, les méthodes de chauffage géothermique sont utilisées avec une chaudière de secours. Cette combinaison vous permet de récupérer votre investissement après 5 ans d'utilisation. La chaleur de la terre avec une pompe à faible potentiel se transforme en un liquide de refroidissement permanent dont la température n’est pas inférieure à 75 ºC. Dans le même temps, le kilowatt d'énergie électrique épuisé contribue à la libération d'environ 6 kilowatts de chaleur.

En été, le modèle de refroidissement passif lui permet de circuler dans le circuit de refroidissement, qui est refroidi dans le sol, où la température est comprise entre 5 et 7 ºC. L'électricité dépensée pour le travail de la pompe de circulation à un coût beaucoup moins cher que le travail de la climatisation standard de toute la surface de la maison pendant la saison chaude.

Pour augmenter l'efficacité de la pompe, des circuits supplémentaires peuvent être connectés pour chauffer la piscine et utiliser l'énergie du capteur solaire en été.

Pompes à chaleur

Description

La planète est un noyau chaud recouvert d'une épaisse couche de matière solide. Un jour, le noyau se refroidira car, contrairement aux étoiles, la Terre n’a pas de source de chaleur. Mais il ne faut pas parler de la durée de la période sur laquelle la température du sol va changer, car même notre civilisation ne le ressentira pas. C'est pourquoi le sol à une profondeur relativement faible de 50 m existe dans un état constamment chauffé, avec une température d'environ 12ºC. La profondeur peut différer de celle spécifiée en fonction de la zone climatique.

Les pompes géothermiques thermiques peuvent être utilisées même dans les zones de pergélisol, vous devrez seulement chercher de la chaleur à de grandes profondeurs.

Principe de fonctionnement

Une pompe à chaleur est utilisée pour extraire la chaleur de l’énergie basse énergie de Il le convertit en énergie à haute température pour la transmission au liquide de refroidissement dans le circuit du système de chauffage. Le fonctionnement de la pompe est basé sur l'application de lois physiques et chimiques. Les masses d'air, d'eau et de la terre accumulent constamment de l'énergie solaire, qui est utilisée dans le fonctionnement du système de chauffage.

L'installation d'une pompe à chaleur est similaire au fonctionnement d'un réfrigérateur, mais dans l'ordre inverse. Il y a un congélateur (évaporateur) dans l'unité de réfrigération qui l'alimente en froid. L'excès de chaleur pénètre dans la grille du condenseur à l'arrière du réfrigérateur et est libéré dans l'air.

La pompe à chaleur a un évaporateur situé dans un endroit tel qu’elle est en contact avec une source d’énergie naturelle à faible chaleur:

  • les couches du sous-sol terrestre situées sous le point de congélation de la surface à l’aide de puits inclinés ou verticaux;
  • les profondeurs d'eau des réservoirs thermiques non givrants en les abaissant à la profondeur souhaitée;
  • masses d'air à l'extérieur de la maison.

Dans un tel dispositif géothermique, le condenseur fonctionne comme un dispositif d'échange de chaleur, qui dégage de la chaleur pour chauffer le caloporteur dans le circuit de chauffage de la maison, qui est finalement distribué aux appareils de chauffage et aux radiateurs.

Pour le concept élargi, représentons le contour dans lequel l'élément chimique le réfrigérant, qui y est présent sous forme de liquide ou de gaz, se déplace. Son mouvement est dû au fonctionnement du compresseur. Le fluide frigorigène s'échauffe lorsqu'il est comprimé. Un détendeur est ajouté à la conception.

Le système dispose de deux échangeurs de chaleur. L'un d'eux fonctionne comme un évaporateur dans une zone froide et sert à abaisser la température de l'air ou de l'eau sur le principe d'un climatiseur ou d'un réfrigérateur. La seconde fonctionne comme un condensateur dans la zone chaude et chauffe l'eau pour le système de chauffage.

L'effet résiduel est la détermination de la source de chaleur, qui donne de l'énergie aux sondes, aux contours de longs tuyaux situés au fond des réservoirs ou au-dessous du point de congélation, aux sources d'air.

Trois circuits dans le système de pompe à chaleur:

  • le contour de la collection externe avec l'agent de refroidissement spécialement sélectionné, souvent antigel;
  • un circuit collecteur contenant des échangeurs de chaleur, un compresseur, des vannes à usages divers et des tuyaux;
  • contour alimentation en eau chaude sanitaire et chauffage.

Les fabricants prévoient une durée de vie d'au moins 20 ans, mais des concepts tels que le frottement et l'usure mettront la pompe hors service beaucoup plus tôt. En réalité, il est possible d’établir la durée de fonctionnement des équipements de chauffage sans réparation dans 10 à 12 ans.

Sources de chaleur naturelles

Les entrailles de la terre

Ils sont un générateur de chaleur gratuit. À une profondeur où le sol ne gèle jamais, une température positive stable est maintenue, qui ne change pas en fonction de la saison.

Pour collecter la chaleur du sol à basse température, deux méthodes sont utilisées:

  • forer des réservoirs verticaux, des puits à une profondeur de 50 à 200 m pour l'admission d'eau et le faire passer à travers l'échangeur thermique et le transférer dans le réservoir après utilisation;
  • pose d'un pipeline sur une section d'une maison à une profondeur de plus d'un mètre et à une distance d'au moins un mètre entre les circuits, avec remblayage et arrosage humide.

Il est possible de collecter une quantité suffisante de chaleur dans les masses d’eau s’il existe un lac non gelé avec de l’eau courante ou une forte nappe phréatique. Le pipeline est posé sur le fond d’une grande longueur, fixée à l’aide de cargaisons, qui sont placées à un taux de 5 kg par mètre. Pour travailler l'échangeur de chaleur de longueur d'environ 300 mètres était efficace, la distance entre les bobines de tuyaux ne devrait pas être inférieure à 1,5 m.

Pour le fonctionnement d'un tel système, le principe de la collecte de chaleur à ciel ouvert est le plus souvent utilisé. Cela implique qu'au cours du mouvement des eaux souterraines, deux puits sont construits, le premier est utilisé pour collecter l'eau par pompe et pour l'alimenter vers l'échangeur de chaleur. La seconde est le rejet d’eau glacée usée.

Le risque de dysfonctionnement est que la hauteur d'élévation des eaux souterraines peut varier en fonction de la période de pluie et du mouvement des couches de sol.

L'air

L'atmosphère est la source de chaleur la plus courante et facilement accessible. L'échangeur de chaleur est conçu comme un grand radiateur avec un nombre suffisant d'ailettes et un ventilateur. Cette pompe à chaleur est conçue pour le chauffage et l’alimentation en eau chaude des propriétaires de la maison. Les appareils les plus simples de ce type sont souvent utilisés pour chauffer de l’eau dans les piscines d’hiver. Le coût de l'énergie électrique est minime.

Les échangeurs de chaleur externes sont montés sur le toit de la maison ou sur son mur. Si un équipement puissant est supposé, alors pour son installation, il est nécessaire de créer une fondation supplémentaire sous la forme d'une fondation.

Les installations thermiques, qui extraient la chaleur de l'atmosphère, sont principalement des inverseurs. Ils convertissent le courant alternatif, ce qui permet au compresseur de fonctionner avec une efficacité maximale. Lorsque le liquide de refroidissement est chauffé à la température souhaitée, l'équipement ne s'arrête pas, seule la puissance est réduite. Ainsi, la durée de vie des équipements augmente.

Vue d'ensemble des types de pompes à chaleur

Pompes air-eau

Ils captent la chaleur de l'atmosphère et chauffent le liquide dans le système de chauffage. Libérez les modèles standard et compacts. Vous pouvez installer à la fois dans le processus de réparation du bâtiment et dans la nouvelle construction de la maison. Fournir un chauffage moyen jusqu’à 60 ºC à une température extérieure jusqu’à -20 ºC. Avec le travail le plus dur, la puissance atteint 20 kW. Certains systèmes sont alimentés avec un chauffage supplémentaire utilisant l’électricité pour fonctionner dans des conditions extrêmes ou pour réchauffer le système en vue du dégivrage.

Système eau glycolée

Obtient de l'énergie de la terre grâce à l'installation de sondes géothermiques spéciales. Le système dispose de deux échangeurs de chaleur à expansion qui fonctionnent pour le chauffage et le refroidissement. Puissance d'installation 16 kW. Un nouveau système est utilisé, consistant en des modules unitaires connectés en série de 6 pièces maximum, consommant une puissance totale de 50 kW.

Installation thermique "eau-eau"

Les pompes sont de haute qualité, intégrées au processus de production. Avoir un échangeur de chaleur sous forme de plaques. Presque tous les éléments importants sont en acier inoxydable et ses alliages. Le vase d'expansion, si nécessaire, est facilement connecté aux pompes de sol. La puissance de travail est de 6 kW. Tous les modèles sont équipés d'un contrôle entièrement automatique.

Pompes à chaleur selon le type de travail "air-air"

Ils peuvent non seulement chauffer l'eau, mais aussi l'air de la pièce. Ceux-ci incluent les systèmes divisés. Il est également possible d'installer une version en cascade d'une puissance allant jusqu'à 50 kW.

Eaux souterraines géothermiques

Très bien éprouvé pour le chauffage dans les maisons privées et les installations industrielles. Pour collecter des puits thermiquement percés de différentes profondeurs, il existe tous les éléments d'un contrôle complet de l'automatisation. Travailler à partir de réservoirs profonds ou de surface.

Coût d'équipement et installation d'une pompe à chaleur

Le prix d'une pompe à chaleur est déterminé par plusieurs facteurs. Pour ce faire, tenez compte de la superficie de la maison chauffée, de la présence de tuyaux supplémentaires de différentes options de chauffage. En outre, le type de pompe installée joue le rôle selon le principe de collecte de la chaleur naturelle de l'environnement et de l'énergie.

Une grande attention est accordée à l'isolation des structures d'enveloppe d'une maison d'habitation, car la perte de chaleur affectera la puissance requise de la pompe. Si, à titre de comparaison, nous utilisons une unité thermique d’une puissance de 10 à 20 kW, dans une maison à perte de chaleur standard (murs non isolés), elle peut chauffer efficacement jusqu’à 220 m2; Et dans un boîtier moderne complètement isolé des pertes de chaleur par une pompe d'une telle capacité, il est possible de chauffer avec succès une surface allant jusqu'à 750 m2.

Le prix des équipements géothermiques comprend l’installation et les travaux de terrassement jusqu’à la capacité tampon du système de chauffage de la maison et le coût de la pompe à chaleur.

Dans le cas d'une petite maison standard d'une superficie maximale de 130 m2 avec utilisation de la chaleur collectée, le coût des équipements sera d'environ 430 000 roubles et l'installation coûtera 300 000 roubles. L'utilisation d'un collecteur de sol horizontal réduira les coûts d'installation à 150 000 roubles, mais le prix de l'équipement restera le même.

Le système de chauffage le moins cher pour une telle maison peut être considéré comme le système d'admission d'air de chaleur et son transfert vers le fluide caloporteur. Le prix de l'équipement est nettement inférieur et s'élève à environ 350 000 roubles, le coût d'installation avec 80 000 roubles.

Si nous parlons de forages profonds dans des zones où le point de congélation est plus bas et pour chauffer une maison d’une superficie maximale de 400 m2, le coût des équipements peut atteindre 800 000 roubles. Les travaux d’installation coûteront 355 000 roubles.

L'utilisation de pompes à chaleur dans le sol, dans l'eau et dans l'air facilitera grandement la vie des propriétaires de la maison, qui ne se concentreront pas sur la préparation du combustible, son transport et son stockage. De plus, le confort et l'absence de maintenance constante rendront le système indispensable à chaque consommateur.

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