Échangeur de chaleur géothermique pour ventilation et pompe à chaleur

Les systèmes de ventilation et les pompes à chaleur nécessitent beaucoup d’énergie pour préchauffer l’air froid de l’hiver. Cela ne doit pas nécessairement être le cas avec un échangeur de chaleur géothermique. Parce que c’est un long tuyau qui est posé sous terre. Lorsque l’air extérieur le traverse, il absorbe l’énergie gratuite du sol. Il pénètre dans la maison à des températures plus élevées et assure un fonctionnement plus efficace des systèmes de ventilation et des pompes à chaleur. Nous expliquons comment un échangeur de chaleur géothermique est construit et quelles alternatives existent.

L’échangeur de chaleur air-terre (en abrégé : LEWT ou EWT) est un long tuyau qui traverse le sol à une profondeur de 1,5 à 2,0 mètres. À l’extérieur, il est relié à une tour dite de prise d’air et débouche généralement sur le dispositif central de ventilation contrôlée de la maison. Lorsque celui-ci se met en marche, il aspire l’air frais extérieur via la tour d’aspiration à l’aide d’un ventilateur. L’air circule à travers l’échangeur de chaleur géothermique et n’entre qu’ensuite dans l’unité de ventilation.

Lorsque l’air extérieur traverse l’échangeur de chaleur géothermique, il absorbe l’énergie du sol environnant. Même par temps très froid, l’air frais peut être préchauffé à environ zéro degré Celsius. La récupération de chaleur utilise ensuite l’énergie de l’air d’échappement utilisé pour préchauffer l’air frais à 17 à 18 degrés sans coûts énergétiques supplémentaires. C’est différent en été : ici, le sol absorbe l’énergie thermique de l’air chaud extérieur. L’air se refroidit à environ 20 degrés Celsius les jours très chauds et n’apporte aucune chaleur supplémentaire dans la maison. Cela garantit un haut niveau de confort et des coûts de refroidissement réduits.

En principe, les échangeurs de chaleur géothermiques ne conviennent pas uniquement aux systèmes de ventilation. Ils fournissent également de l’air plus chaud aux pompes à chaleur à air. Cela réduit la différence par rapport à la température d’eau de chauffage requise et garantit un facteur de performance annuel plus élevé. En conséquence, la pompe à chaleur consomme moins d’électricité et fonctionne de manière plus économique. De plus, le dégivrage coûteux peut généralement être supprimé. Ceci est nécessaire dans les systèmes conventionnels car le condensat pourrait geler sur l’évaporateur.

Pour que l’air puisse absorber beaucoup de chaleur du sol, les parois de l’échangeur de chaleur au sol doivent avoir une faible résistance thermique. Les tuyaux en plastique à paroi mince en polyéthylène (PE) ou en polypropylène (PP), par exemple, conviennent. Les surfaces et points de raccordement doivent être particulièrement lisses. C’est le seul moyen de réduire au minimum la perte de pression de l’air circulant. Étant donné que la condensation se produit également lorsque de l’air d’été chaud et humide entre, les échangeurs de chaleur géothermiques doivent être posés avec une pente. L’eau condensée peut ainsi s’écouler de la tour de prise d’air jusqu’à l’entrée du bâtiment, où elle ressort de la canalisation via un tuyau et un siphon.

Au printemps et en automne, les systèmes de ventilation fonctionnent également avec de l’air extérieur qui ne pénètre pas dans la maison par l’échangeur de chaleur géothermique. Cela permet d’économiser de l’électricité pour le ventilateur et de réduire les coûts énergétiques. Le passage de l’échangeur de chaleur géothermique au raccordement d’air extérieur en façade peut être réalisé avec un volet de dérivation. Celui-ci fonctionne automatiquement et réagit, par exemple, à la température de l’air extérieur.

Le coût d’un échangeur de chaleur géothermique dépend des conditions locales. Des facteurs tels que la longueur des tuyaux en plastique, la profondeur d’installation et la nature du sol jouent un rôle important. Les propriétaires peuvent s’attendre à payer entre 1 500 et 2 500 euros pour la technologie. Il y a aussi des coûts pour les travaux d’excavation, que vous pouvez généralement faire vous-même.

Les échangeurs de chaleur géothermiques pour les systèmes de ventilation et les pompes à chaleur préchauffent gratuitement l’air extérieur froid en hiver. Ils garantissent une plus grande efficacité des appareils en aval et réduisent ainsi les coûts énergétiques. En été, les systèmes refroidissent l’air extérieur chaud à environ 20 degrés. Cela réduit l’apport de chaleur dans le bâtiment et assure un plus grand confort de vie. Les coûts de refroidissement sont également réduits si la climatisation est utilisée. L’inconvénient est le surcoût de la technologie. Il doit y avoir suffisamment d’espace sur la propriété et les conduits doivent être correctement posés dans le sol. Sinon, le condensat résultant pourrait entraîner des problèmes d’hygiène dans les systèmes de ventilation. Le tableau suivant compare les avantages et les inconvénients des échangeurs de chaleur air-terre.

En plus de l’échangeur de chaleur air-terre, il existe d’autres options pour préchauffer l’air extérieur sans frais de chauffage supplémentaires. Par exemple, les propriétaires peuvent construire un puits d’air ou installer des collecteurs d’air solaires sur la maison. Le tableau suivant montre le fonctionnement des systèmes.

À propos : Les échangeurs de chaleur géothermiques à saumure fonctionnent selon un principe similaire. Cependant, ceux-ci consistent en des tuyaux plus minces qui sont remplis d’un mélange d’eau et d’antigel (saumure). La saumure circule dans les conduites souterraines et absorbe l’énergie thermique. Celui-ci est ensuite transféré au système de chauffage via l’évaporateur d’une pompe à chaleur à saumure. En été, le système peut également être utilisé pour contrôler la température de l’espace de vie.