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CHAUFFAGE GEOTHERMODYNAMIQUE et GEOTHERMIE DOMESTIQUE
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Chauffage et pompes à chaleur géothermiques |
Les pompes à chaleur géothermiques existent depuis longtemps et peuvent alimenter divers types de diffuseurs de chauffage : plancher chauffant-rafraîchissant, split et multisplit, chauffage central à eau, système centralisé à air ou ventilo-convecteurs.
Principe
1) récupérer les calories diffuses dans la terre ou l'eau,
2) les concentrer,
3) les transmettre et les transporter grâce à un liquide ou gaz calorifère,
4) les restituer par un radiateur (non générique pour un diffuseur de chaleur) à la zone à chauffer.
Les pompes réversibles (ou inverter) sont capables de faire l'inverse, en mode rafraîchissement : elles récupérent les calories de l'intérieur pour les diffuser à l'extérieur.
Le fluide traverse l'unité intérieure pour récupérer la chaleur de la pièce.
Grâce à cet apport d'énergie, il passe de l'état liquide à l'état gazeux puis largue ses calories à travers l'unité extérieure en retrouvant sa forme liquide.
POMPE à CHALEUR GEOTHERMIQUE
Parmi tous les types de pompes à chaleur existantes, les PAC géothermiques sont très performantes.
Ces installations permettent aujourd'hui le chauffage intégral de la maison + l'eau sanitaire sans apport d'énergie auxiliaire.
Les procédés mis en ouvre sont bien au point, robustes et fiables. Pour les habitations individuelles ou les petits immeubles, la plupart des pompes à chaleur géothermiques captent l'énergie du sol par un circuit constitué de tuyaux de polyéthylène enterrés...
Les modèles présents sur le marché sont adaptés pour tous les capteurs de sol géothermiques (horizontal, vertical, eau).
avantages :
- pas de stockage,
- pas de fumée,
- jusqu'à 75 % d'économie de chauffage.
- possibilité de crédit d'impôt.
caractéristiques :
- puissance de 8 kW à 61 kW,
- prix à partir de 2500 €,
- garantie : 2 ans,
- réversible,
- basse et haute température,
- température entièrement réglable pour les systèmes de chauffage par le sol,
- système de programmation automatisé,
- facilité d'installation - prêt à brancher,
- système d'alarme et soupape de sûreté automatique,
- compresseur Hitachi,
- circulateur Wilo,
- faible niveau sonore...
Comparatifs modèles pompes à chaleur |
| Puissance |
8 kW |
10 kW |
13 kW |
15,5 kW |
20 kW * |
25 kW * |
31 kW * |
| Eau chaude Sanitaire |
Oui |
Oui |
Oui |
Oui |
Oui |
Oui |
Oui |
| COP (boW35) |
4.2 |
4.3 |
4.4 |
4.3 |
4.3 |
4.4 |
4.8 |
| Alimentation |
230 V/ 50 hz |
230 V/ 50 hz |
440 V/ 50 hz |
440 V/ 50 hz |
440 V/ 50 hz |
440 V/ 50 hz |
440 V/ 50 hz |
| Réfrigérant |
R407C |
R407C |
R407C |
R407C |
R407C |
R407C |
R407C |
| Dimensions (cm) |
100 x 60 x 60 |
100 x 60 x 60 |
100 x 60 x 60 |
100 x 60 x 80 |
100 x 60 x 80 |
100 x 60 x 80 |
100 x 60 x 80 |
| Poids |
105 kg |
110 kg |
120 kg |
130 kg |
180 kg |
195 kg |
210 kg |
| Prix TTC (€) ** |
2.590 |
3.190 |
3.490 |
3.850 |
4.990 |
5.490 |
6.290 |
* modèles équipés de 2 compresseurs Scroll.
** prix ne comprenant que la pompe à chaleur elle-même, sans circuit primaire ni secondaire.
Pompe à chaleur géothermie horizontale/ gaz
Variante intéressante de la pompe à chaleur géothermique /eau, la pompe à chaleur à détente directe est une solution utilisant du gaz qui fonctionne comme un réfrigérateur inversé.
La meilleure application consiste à l'utiliser couplé avec un plancher chauffant basse température.
installation
Pour 100 m² habitables, il implique de pouvoir disposer d'une surface libre de jardin de 150 m² dans laquelle est installé un réseau de 450 m linéaires de tubes conducteurs enterrés entre 60 et 70 cm de profondeur.
Le plancher chauffant est constitué d'un réseau de 350 m linéaires de tubes à 6 cm sous le plancher (voir page sur les planchers chauffants).
Une pompe à chaleur relie et gère les échanges thermiques entre les 2 circuits.
fonctionnement
l'inertie thermique de la terre et la pluie alimentent la pompe qui concentre cette chaleur, si bien qu'à sa sortie le gaz peut atteindre la température de 70°.
Ce type d'installation fonctionne jusqu'à une température extérieure de - 10°, permettant la plupart du temps de ne pas avoir à utiliser de chauffage d'appoint.
Astuces supplémentaires
- monter en série sur le circuit un chauffe-eau permet de faire baisser la température pour rester dans les normes d'un plancher chauffant basse température et tout ne perdant aucune thermie.
- en été, le système peut être réversible, servant ainsi de climatiseur avec un rendement d'environ 3,5 (7 kWh restitués pour 2 kWh consommés ; variable selon le différentiel des températures intérieures et extérieures).
Précautions de raccordement électrique de l'ensemble de ces pompes
... Pour les pompes à chaleur, outre l'attention à porter au COP pour les températures les plus froides, il faut recourir de préférence aux installations triphasées plutôt que monophasées lorsque l'abonnement électrique le permet, et aux systèmes électroniques de démarrage pour les abonnements monophasés.
Ces conditions sont essentielles pour ne pas subir de baisses de tension gênantes consécutives aux démarrages réguliers des compresseurs.
En tant que syndicat d'électricité, nous avons pu observer des situations où l'installation de pompes à chaleur ont ainsi imposé le renforcement de lignes électriques basse tension (ce qui coûte plusieurs dizaines de milliers d'euros à la collectivité pour une économie réalisée moindre).
Les démarreurs électroniques sont de plus en plus souvent installés dans les matériels vendus, mais ce n'est pas encore systématique !
Pour le particulier qui souhaite installer une pompe à chaleur, nous recommandons :
- de vérifier que l'installation est en triphasée ou bien qu'elle est équipée de démarreurs électroniques.
- de vérifier que la puissance de leur abonnement est suffisante (dans le cas contraire, vérifier auprès du fournisseur d'électricité que l'abonnement peut être augmenté).
La consommation en vitesse de croisière, à puissance nominale, dépend de chaque appareil. J'ai vu par exemple une installation chauffant une maison alimentée par deux pompes à chaleur géothermiques d'une puissance individuelle de 1850 W électrique pour une puissance thermique de l'ordre de 6600 W, variant relativement peu du fait de la profondeur.
Le courrant appellé au démarrage peut atteindre 6 à 7 fois l'intensité nominale, ce qui donne pour notre exemple au courrant réactif près une intensité d'environ 50 A au démarrage au lieu de 8.
Cette installation est équipée de limiteurs d'intensité au démarrage et donc n'induit pas un appel si important.
Précision importante : Les disjoncteurs généraux et la plupart des équipements de protection laissent passer ces appels transitoires même lorsqu'ils dépassent leur intensité de dimensionnement, sous réserve qu'ils soient suffisamment courts.
Pour s'assurer que ce ne soit pas un risque, j'ai entendu dire à l'ADEME que certains limiteurs d'intensité avaient simplement pour objectif de ne pas dépasser 45 A, satisfaisant pour la plupart des installations domestiques alimentées par des PàC. Il est clair que plus on est proche de l'intensité nominale et moindre est l'impact sur le réseau et donc sur la qualité de fourniture chez l'usager. Cette information reste à vérifier.
Pierre RICHER
Chargé de mission - Energies renouvelables - SIEEN
Pour plus de renseignements voir la page : Pompes à chaleur
Attention
Pour les systèmes géothermique à forage vertical, ne pas jouer à l'apprenti sorcier en forant sans avoir fait faire une étude géologique sérieuse du sous-sol.
En effet, tout le village de Lochwiller (Bas-Rhin) risque de disparaitre suite à un forage aboutissant dans une nappe phréatique, qui en se "dégonflant" a provoqué d'importants mouvements de terrain que personne ni aucune technique ne sait arrêter...
Fiscalité associée
Evolution du crédit d'impôt pour les installations géothermiques des particuliers.
La loi de finances rectificative publiée le 31 décembre 2009 fixe à 40 % le taux de crédit d'impôt pour l'installation d'une pompe à chaleur géothermique et étend le crédit d'impôt à « la pose de l'échangeur de chaleur souterrain ».
Le taux de crédit d'impôt pour les pompes à chaleur aérothermiques passe, lui, à 25 %.
En 2010, l'Etat accroît son soutien en faveur de la géothermie en maintenant le taux de crédit d'impôt à 40 % pour l'achat de pompes à chaleur géothermiques pour le chauffage ou la production d'eau chaude sanitaire de l'habitation principale, alors que celui-ci tombe de 40 à 25 % pour les pompes à chaleur aérothermiques.
A partir de 2010, l'assiette est étendue pour inclure « le coût de la pose de l'échangeur de chaleur souterrain ». Ainsi, le crédit d'impôt concernera, non seulement la fourniture du matériel (les tubes, le ciment, le fluide caloporteur.), mais également le forage des échangeurs verticaux ou le terrassement des échangeurs horizontaux et leur liaison avec la pompe à chaleur.
Cette nouvelle définition du crédit d'impôt favorise donc les pompes à chaleur géothermiques, plus performantes mais aussi plus coûteuses à l'installation que les pompes à chaleur aérothermiques.
Jusqu'à présent, les échangeurs souterrains des pompes à chaleur géothermiques, qui représentent la moitié de l'investissement, n'étaient pas couverts par le crédit impôt, ce qui pénalisait de fait les systèmes les plus performants.
Cette modification vient rétablir l'équilibre du développement entre les filières ; l'ancien dispositif privilégiait en effet largement les pompes à chaleur aérothermiques, dont le marché a d'ailleurs explosé ces dernières années, alors que celui des pompes à chaleur géothermiques a stagné à un peu moins de 20 000 unités par an.
Le BRGM et l'Ademe rappellent cependant la nécessaire attention à porter à la qualité de réalisation des installations.
Plusieurs démarches en faveur de la qualité existent déjà :
- l'Afpac a créé le label Qualipac pour les installateurs de pompes à chaleur,
- l'Ademe et le BRGM gèrent le label Qualiforage pour les foreurs de sondes géothermiques. |
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