les pompes à chaleur aérothermiques et géothermiques

La croûte terrestre reçoit en permanence de l’énergie en provenance des éléments du climat, comme l’air, le soleil, la pluie ou le vent. Cette énergie reçue est emmagasinée dans le sol, qui est un immense réservoir de calories sans cesse renouvelées. Des capteurs installés dans le sol d’un terrain récupèrent cette énergie gratuite et naturelle pour la transmettre à la pompe à chaleur de l’installation de la géothermie. La pompe à chaleur transforme ces calories pour les rendre utilisables en tant que moyen de chauffage ou de climatisation.
Composée d’un circuit fermé, la pompe à chaleur est un matériel thermodynamique couplé à 4 éléments essentiels de l’installation géothermique: un évaporateur, un compresseur, un condenseur et un détendeur. Ces 4 pièces de l’installation de géothermie sont traversées par le fluide frigorigène à l’état gazeux ou à l’état liquide selon l’étape de la transformation de l’énergie géothermique.

1. L’évaporateur transmet les calories du sol au fluide frigorigène gazeux par vaporisation
2. Le compresseur écrase le fluide à l’état gazeux pour provoquer une élévation de sa température
3. Le condenseur provoque un transfert de chaleur entre le fluide frigorigène et le liquide du circuit de chauffage, entrainant un retour à l’état liquide du fluide frigorigène
4. Le détendeur agit pour finir comme un sas de décompression pour le fluide frigorigène qui repart ensuite vers l’évaporateur pour recommencer un nouveau cycle

La plupart des pompes à chaleur sont équipées désormais d'un système de réversibilité qui leur permet d'être utilisée pour rafraichir ou climatiser une habitation, tout en conservant la même installation de géothermie

Principe de la pompe à chaleur pour la géothermie alimentée par l'énergie du sol (captage horizontal et vertical) et de la nappe phréatique (captage sur nappe):

1. Circuit de l'eau glycolée
2. Vapeur à basse pression
3. Vapeur à haute pression
4. Circuit du chauffage
5. Liquide à basse pression
6. Liquide à haute pression
7. Energie captée dans le sol
8. Énergie captée dans la nappe phréatique

Principe de la pompe à chaleur pour l'aérothermie avec une alimentation par l'air:

1. Échangeur avec ailettes
2. Ventilateur
3. Vapeur sous haute pression
4. Circuit du chauffage
5. Liquide sous haute pression

Il existe 4 types de pompes à chaleur utilisée pour la géothermie et l’aérothermie. Le choix d’une pompe à chaleur se fait en fonction du lieu d’extraction de l’énergie et du fluide utilisé.

• L’installation fluide/fluide dans laquelle ne circule que du fluide frigorigène et qui ne s’emploie qu’avec des capteurs horizontaux
• L’installation fluide/eau où le fluide frigorigène circule dans les capteurs et l’eau glycolée dans le circuit de chauffage. Ce système est utilisé avec des capteurs horizontaux
• L’installation eau/eau avec fluide intermédiaire est alimentée par de l’eau glycolée, seule la pompe à chaleur contient du fluide frigorigène. Elle ne sert qu’avec des capteurs horizontaux, verticaux ou sur nappe phréatique.
• L’installation air/eau dans lequel l’air sert à chauffer l’eau glycolée du chauffage.

Pourquoi compare-t'on le fonctionnement de la pompe à chaleur à celui d'un réfrigérateur ?

Ces 2 appareils fonctionnent sur le principe du transfert de chaleur et d'énergie entre 2 milieux.
Le réfrigérateur capture la chaleur des denrées qu'il contient pour baisser la température et rejette de l'air chaud. Avec la géothermie, la pompe à chaleur effectue une opération similaire: elle capte l'énergie du sol pour la transformer en chaleur.

Les différentes modèles de pompes à chaleur disponibles sur le marché permettent d’adapter les installations de géothermie ou d’aérothermie à toutes les configurations géographiques et à tous les habitats (logements individuels et collectifs, établissements de santé, entreprises privées…)
Depuis quelques années, l’utilisation de pompes à chaleur par des particuliers s’est considérablement accrue, jusqu’à’ à propulser la France au 2^ème rang sur le marché européen de la pompe à chaleur juste derrière la Suède. Les professionnels de la géothermie estiment que le parc des pompes à chaleur devrait être multiplié par 12 en 2015 chez les ménages français. Cet essor de la géothermie et des pompes à chaleur est encouragée également par les gouvernements grâce à des défiscalisations et subventions qui poussent les français à investir dans le développement durable et les énergies renouvelables.

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