Cette question est fréquente et on nous la pose indirectement plutôt que directement.

La réponse est généralement fournie en réponse à la question de savoir si une unité de climatisation ou un refroidisseur traditionnel (peut-être existant) peut être connecté à un échangeur de chaleur souterrain.

C’est une réponse simple “non”, bien que nous aimions fournir une explication comparativement sans technologie.

Pompes à chaleur

Commençons par la pompe à chaleur elle-même. Une pompe à chaleur est simplement une pompe qui transfère la chaleur d’un endroit à un autre. Dans la plupart des cas, ce transfert est réalisé par un cycle de réfrigération à compression de vapeur. L’exemple le plus familier pour la plupart des gens est le réfrigérateur domestique et il fonctionne comme suit :

• Vous placez vos courses à peu près à température ambiante (lait, légumes, etc.) dans le réfrigérateur et vous fermez la porte ;
• La chaleur supplémentaire est détectée puis éliminée à l’aide du cycle de réfrigération en la transférant de vos courses vers le ” filet noir ” (visible dans la plupart des anciennes unités) à l’arrière du réfrigérateur et dans l’air. Cela explique la chaleur à l’arrière de votre réfrigérateur et la raison pour laquelle un réfrigérateur fermé sera généralement moins efficace qu’un réfrigérateur où cette chaleur peut s’échapper plus facilement. Dans le contexte de l’échange géothermique, nous enterrerions cette “maille noire” dans le sol à l’extérieur;
• Le compresseur et le système de réfrigération continueront à travailler pour éliminer la chaleur jusqu’à ce que le point de consigne de température prédéterminé, généralement environ 4C, soit atteint ; et
• Ce cycle se poursuit chaque fois que vous ouvrez la porte ou placez un article à l’intérieur qui est plus chaud que le point de consigne.

C’est un exemple très peu technique qui, espérons-le, aide à comprendre le fonctionnement de base d’une pompe à chaleur. (Note : une explication technique plus détaillée peut être trouvée ici).

Pompes à chaleur et climatisation

Les pompes à chaleur peuvent être utilisées partout où le transfert de chaleur est nécessaire. En notant que la chaleur se déplace toujours du chaud vers le froid. Ainsi, contrairement à la compréhension populaire, climatiser une maison signifie en fait en retirer la chaleur et non y pomper le froid.

Dans le secteur de la climatisation, les types les plus courants de pompes à chaleur sont définis comme suit :

• Pompe à chaleur à air : Utilise l’air extérieur comme source de chaleur ou puits de chaleur – essentiellement la plupart des climatiseurs à cycle inversé;
• Pompe à chaleur à eau : Utilise l’eau comme source de chaleur ou puits de chaleur et plus courante dans les applications commerciales. La température de l’eau est généralement contrôlée par une chaudière (chauffage) ou une tour de refroidissement (refroidissement) pour rester dans des limites de température définies. Celle-ci est généralement comprise entre 15 et 35C, bien que certaines puissent s’étendre un peu plus loin dans chaque direction ; et
• Pompe à chaleur géothermique : Utilise le sol comme source de chaleur ou puits de chaleur.

La définition de la pompe à chaleur géothermique nécessite probablement un peu plus d’explications ici car il est difficile d’imaginer une pompe à chaleur qui pompe de la roche et de la terre ! C’est dans cet élément qu’une pompe à chaleur géothermique est simplement une évolution de la pompe à chaleur à eau. Où la pompe à chaleur géothermique utilise l’eau pompée à travers un échangeur de chaleur souterrain comme source de chaleur ou puits de chaleur.

Cette évolution s’est produite au début des systèmes géothermiques. Les concepteurs de systèmes ont rapidement réalisé que le raccordement d’une pompe à chaleur à eau à un échangeur de chaleur souterrain entraînait des températures d’eau dans le système en boucle fermée qui dépassaient les limites de fonctionnement de la pompe à chaleur à eau.

Par exemple, l’extraction de la chaleur du sol en mode chauffage diminue la température de l’eau dans l’échangeur de chaleur souterrain en boucle fermée. Comme il s’agit d’un système en boucle fermée, la température de l’eau continuera à diminuer jusqu’à ce qu’elle atteigne le point de coupure de sécurité intégré de la pompe à chaleur. Une pompe à chaleur à eau dispose d’une chaudière (ou similaire) pour maintenir une température minimale de l’eau entrante (EWT) dans celle-ci, ce qui n’existe pas avec un échangeur de chaleur souterrain.

Il est beaucoup plus rentable de modifier la plage EWT de la pompe à chaleur que d’installer un échangeur de chaleur souterrain beaucoup plus grand – c’est ainsi que la pompe à chaleur géothermique est née !

Donc, en résumé, une pompe à chaleur géothermique est simplement une pompe à chaleur à eau ” à plage étendue “. La gamme typique EWT d’une pompe à chaleur géothermique est de -5C à 45C et donc des échangeurs de chaleur souterrains beaucoup plus petits peuvent être connectés.

Les pompes à chaleur géothermiques sont de deux types principaux comme suit :

• Pompe à chaleur géothermique eau-air : En mode chauffage, transfère la chaleur de l’eau dans l’échangeur de chaleur souterrain à l’air à l’intérieur du bâtiment. Dans le contexte résidentiel, cela est similaire à un climatiseur à cycle inversé canalisé ; ou
• Pompe à chaleur géothermique eau-eau : En mode chauffage, transfère la chaleur de l’eau dans l’échangeur de chaleur souterrain à l’eau à l’intérieur du bâtiment. Dans le contexte résidentiel, il s’agit de votre système de chauffage hydronique pour le chauffage par le sol, les radiateurs ou même une piscine.

Toutes les pompes à chaleur géothermiques sont réversibles, de sorte que l’air froid et l’eau glacée peuvent également être produits dans les exemples ci-dessus. Il existe également certains fabricants qui ont développé une unité combinée capable de produire à la fois de l’air chaud/froid pour les systèmes à conduits et de l’eau chaude pour le chauffage hydronique.