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PAC géothermiques

PAC géothermiques

Les pompes à chaleur géothermiques prennent de plus en plus d'importance dans la planification des maisons et des bâtiments industriels et contribuent de manière significative à la transition énergétique.

Les débuts des pompes à chaleur géothermiques remontent aux années 1950, lorsque Lord Kelvin a prouvé que les machines frigo peuvent également être utilisées pour le chauffage. Les premiers prototypes de pompes à chaleur géothermique ont été utilisés à partir de 1855 en Autriche pour la production de sel. En 1938, une pompe à chaleur géothermique a été utilisée pour la première fois en Suisse pour chauffer des bâtiments à Zurich. Ce n'est qu'en 1972 que fonctionna, en Allemagne, la première pompe à chaleur couplée à la terre. Depuis lors, la technologie du chauffage géothermique a été constamment améliorée. L'importance économique des pompes à chaleur géothermiques a été confirmée par des subventions par décret en 1978.

Les avantages principaux d'une pompe à chaleur géothermique sont les coûts réduits du chauffage et leur faible encombrement. Une indépendance vis-à-vis des combustibles conventionnels rend le chauffage géothermique écologique et tourné vers l'avenir.

 

Fonctionnement des PAC géothermiques

Avec cette technologie, les processus physiques d'évaporation et de condensation sont utilisés pour le chauffage. Le point de départ est la chaleur emmagasinée dans le sol par irradiation solaire et générée par la rotation terrestre. Sous nos latitudes, le sol a, même en cas de gel intense, à des profondeurs de 80 centimètres toujours une température de plus de 0 degré Celsius. Les pompes à chaleur géothermiques fonctionnent de la même manière qu'un réfrigérateur, mais la chaleur qui est émise est utilisée pour le chauffage. C’est pourquoi de nombreux systèmes peuvent également être utilisés pour le rafraichissement en été.

La chaleur emmagasinée dans le sol est absorbée par un fluide frigorigène circulant dans l’installation, celui-ci se réchauffe et transporte cette énergie thermique de la pompe à chaleur géothermique vers le système de chauffage. La chaleur est extraite du caloporteur par un condenseur. Dans le compresseur la pression et la température sont encore augmentées de sorte que le réfrigérant peut être amené à l'échangeur de chaleur. L’eau de chauffage et l'eau chaude sanitaire se chauffent lorsque le fluide réfrigérant se refroidit. Il peut ensuite retourner vers la pompe à chaleur géothermique et le cycle recommence.

 

Type de pompes à chaleur géothermiques

Les pompes à chaleur à compression utilisent le principe de la chaleur d'évaporation. Un réfrigérant circulant dans un circuit passe alternativement de l’état liquide à l’état gazeux dans un cycle utilisant un condenseur et un compresseur.

Dans le cas des pompes à chaleur à absorption, le principe de la chaleur de réaction est utilisé lorsque deux liquides ou gaz sont mélangés. Dans deux circuits, un solvant est dissous dans un réfrigérant.

Dans les pompes à chaleur à adsorption, un solvant solide (adsorbant) est adsorbé et désorbé sur un réfrigérant, moyennant quoi la chaleur est extraite et fournie au processus. L'adsorption et la désorption sont cyclées, car le solvant solide ne peut pas circuler dans le circuit.