Éléments d’un système géothermique

  • Boucle souterraine – Un système souterrain à boucle fermée consiste en un réseau de tuyaux en polyéthylène haute densité enfouis dans votre cour. Les tuyaux transportent un fluide caloporteur (qui transfert la chaleur), composé d’eau et d’antigel. Ce fluide extrait la chaleur du sol entourant la tuyauterie souterraine en mode de chauffage et la retourne au sol en mode de refroidissement. Le fluide caloporteur réchauffé est transporté dans les tuyaux de la boucle souterraine jusqu’à la thermopompe située dans la maison. Voir les configurations de la boucle souterraine.
  • La thermopompe – Le système de thermopompe traite l’air pour l’amener à la température requise, puis l’air circule dans la maison au moyen du système de distribution. La thermopompe peut soit chauffer, soit refroidir la maison.
  • Système de distribution – Dans un système de ventilation à air pulsé, un ventilateur dans la thermopompe souffle l’air qui circule dans un ventilo-convecteur et qui réchauffe ou refroidit la maison en passant dans un réseau de gaines. Dans un système hydronique, l’eau chaude circule dans des radiateurs ou dans un réseau de tuyaux installés sous le plancher pour chauffer la maison.

Équipement facultatif

  • Désurchauffeur – Les thermopompes géothermiques peuvent inclure un dispositif connu sous le nom de désurchauffeur pour réduire les frais de chauffage d’eau domestique. En été, le désurchauffeur récupère une partie de la chaleur qui serait autrement transportée vers la boucle souterraine pour chauffer l’eau. En hiver, une partie de la capacité de la thermopompe peut être détournée du chauffage des locaux aux mêmes fins. Les désurchauffeurs permettent d’économiser environ 25 % sur les frais de chauffage d’eau domestique.
  • Chaufferette électrique supplémentaire ou auxiliaire – La majorité des systèmes géothermiques sont conçus pour inclure le chauffage par résistance électrique auxiliaire. Typiquement, le chauffage électrique auxiliaire est installé pour permettre à votre entrepreneur de choisir un système de thermopompe dont la puissance correspond à la charge de chauffage de base de votre maison, et de compter sur le chauffage électrique pour offrir de la chaleur supplémentaire pour les quelques matins très froids de l’hiver. En plus, l’équipement fournit une source de chaleur de secours au cas où il y aurait des problèmes de fonctionnement au niveau du système géothermique.

Configurations de boucles souterraines

Votre entrepreneur recommandera une des quatre configurations de boucles souterraines suivantes.

La recommandation dépendra de divers facteurs, y compris : les dimensions de la maison et de la cour, le calcul des pertes de chaleur nominales de votre maison, les conditions du sol, la taille de l’équipement, l’utilisation d’un désurchauffeur, les exigences par rapport à la température d’entrée du fluide caloporteur et la disponibilité et la qualité de l’eau souterraine.

Boucle fermée horizontale

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Boucle fermée horizontale.
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Les endroits ruraux où l’espace le permet, les endroits où il est facile de creuser et les sols très humides sont idéals pour ces systèmes.

Facteurs à considérer :

  • La configuration à boucle fermée horizontale exige plus d’espace que toutes les autres configurations. Le tuyau est généralement enfoui dans une tranchée d’une profondeur d’environ 2 à 3 mètres (6 à 10 pieds) sous forme de boucle continue ou d’une série de boucles parallèles.
  • La conception joue un rôle essentiel, car la longueur des tuyaux horizontaux varie de 91 à 914 mètres (300 à 3 000 pieds) par tonne de chaleur produite.
  • Les propriétés les mieux adaptées à la configuration à boucle fermée horizontale sont les propriétés rurales de plus d’une acre.
  • Les boucles horizontales ne sont pas recommandées dans les sols sablonneux secs et les sols en gravier.

Les modèles de boucle horizontale comprennent un seul tuyau, deux tuyaux, quatre tuyaux et un tuyau en serpentin, bien que les modèles les plus courants soient les configurations à deux tuyaux et à quatre tuyaux.

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Boucle fermée verticale

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Boucle fermée verticale.
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Les boucles verticales sont idéales pour les terrains dont la superficie est limitée ou pour les endroits où les autres configurations de boucle ne sont pas économiques.

Facteurs à considérer :

  • Étant donné que la température du sol est plus constante à une profondeur d’environ 6 mètres (20 pieds) et plus, les boucles verticales exigent des longueurs de tuyau moindres que les boucles horizontales.
  • Les trous de forage verticaux mesurent environ 13 à 18 centimètres (5 à 7 pouces) de diamètre et la distance recommandée entre les trous est de 10 à 20 pieds.
  • Une paire de tuyaux de 3/4 ;à 1 1/4 de pouces de diamètre reliés par un coude en U à l’extrémité inférieure est insérée dans chaque trou de forage. Les tuyaux placés dans chacun des trous sont raccordés dans une tranchée creusée de 4 à 6 pieds en dessous du niveau du sol.
  • La conception joue également un rôle essentiel dans les systèmes à boucle fermée verticale, car la longueur des tuyaux varie de 91 à 183 mètres (300 à 600 pieds) par tonne de chaleur produite.
  • Il est possible que votre entrepreneur creuse un trou de forage d’exploration pour déterminer les conditions du sol en vue de confirmer la longueur et la conception de la boucle avant l’installation.

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Boucle ouverte de puits

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Boucle ouverte de puits.
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Les propriétés ayant accès à une bonne alimentation en eau de puits de qualité sont les mieux adaptées au système de boucle ouverte. Ces systèmes extraient directement la chaleur de l’eau d’un puits. L’eau est pompée d’un puits d’alimentation jusqu’à la thermopompe, puis elle est retournée à un autre puits (« puits de retour »).

Facteurs à considérer :

  • De façon générale, la température d’eau d’entrée d’un système à boucle ouverte est d’environ 6 °C plus élevée que celle de l’eau d’un système à boucle fermée. Une température d’eau d’entrée plus élevée peut entraîner une amélioration de l’efficacité d’un système de thermopompe.
  • Les sources d’eau à forte teneur en sel, en chlorures ou en d’autres minéraux ne sont pas recommandées pour la plupart des thermopompes, car ces substances peuvent causer la défaillance précoce du système ou un fonctionnement inefficace.
  • Pour réduire les problèmes de formation de dépôts minéraux, vous devrez demander à votre entrepreneur de nettoyer et d’entretenir chaque année les échangeurs de chaleur de la thermopompe.
  • La puissance de pompage peut devenir un problème dans les installations qui exigent des puits d’alimentation profonds.
  • Il pourrait être nécessaire d’obtenir des autorisations des organismes responsables de l’environnement de votre région.

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Boucle fermée de lac ou d’étang

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Boucle fermée de lac ou d’étang.
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  • Il pourrait être nécessaire d’obtenir des autorisations des organismes responsables de l’environnement de votre région (p. ex., le ministère des Pêches et des Océans).
  • La boucle doit être :
    • adéquatement ancrée pour demeurer au fond de l’eau;
    • submergée à une profondeur suffisante;
    • protégée sur la rive pour éviter d’être déplacée lors de la débâcle printanière.
  • Le système de boucle fermée de lac ou d’étang est une configuration extrêmement spécialisée. Il est donc important que l’entrepreneur ait suffisamment d’expérience et qu’il comprenne tous les aspects d’une installation de ce genre.

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