Le collecteur à tranchée annulaire : fonction, planification et avantages

Le collecteur corbeau annulaire est une façon d’utiliser le sol comme source de chaleur. Il permet des performances plus élevées que les échangeurs de chaleur à air, est peu coûteux et économise également plus d’espace que d’autres capteurs au sol pour une pompe à chaleur. Nous expliquons comment un collecteur à tranchée annulaire est construit, comment il peut être posé et où résident les avantages de la technologie.

Les collecteurs annulaires en tranchée sont des composants d’une pompe à chaleur à saumure ou géothermique. Ils sont constitués de tuyaux en plastique qui se trouvent sous terre dans des boucles qui se croisent. Les fossés mesurent environ deux mètres de large et la plupart du temps 1,5 mètre de profondeur. Ils courent tout autour de leur propriété et extraient l’énergie thermique du sol. Ceci est possible avec un milieu liquide qui circule en continu à travers les conduites souterraines. La soi-disant saumure (un mélange d’eau et d’antigel) chauffe. Il transfère l’énergie à la pompe à chaleur au moyen d’un échangeur de chaleur, puis circule à nouveau à travers le collecteur à tranchée annulaire.

Dans la pompe à chaleur, un milieu liquide est vaporisé par la chaleur du collecteur à tranchée annulaire. Le soi-disant réfrigérant s’écoule ensuite vers un compresseur, ce qui augmente la pression et la température. La chaleur est ensuite transférée au système de chauffage, où le réfrigérant se régénère. Il revient à son état liquide initial et le cycle recommence.

Le coefficient de performance (COP) est caractéristique du rendement d’une pompe à chaleur. Parce qu’il décrit le rapport entre la chaleur générée et l’énergie utile consommée (électricité ou gaz). Plus le COP est élevé, plus le système peut générer d’énergie à partir d’un kilowattheure d’électricité ou de gaz. La condition préalable est un niveau de température élevé de la chaleur ambiante. C’est là que marquent les collecteurs à tranchée annulaire, qui chauffent la saumure à plus de degrés toute l’année. Les pompes à chaleur à air bon marché, en revanche, doivent souvent extraire l’énergie thermique de l’air ambiant très froid. Ils consomment donc plus d’énergie.

Alors que les capteurs extraient l’énergie de la terre en hiver, ils contribuent au refroidissement en été. C’est là qu’ils absorbent l’excès de chaleur de la maison. Ceci est possible car l’eau de chauffage extrait l’énergie thermique de la maison via le chauffage de surface. Il transfère ensuite la chaleur au circuit de saumure et via le collecteur de tranchée annulaire au sol. Comme cela fonctionne sans le processus de la pompe à chaleur, les experts parlent de refroidissement passif. Ceci est plus efficace et moins cher que le refroidissement actif avec des unités de climatisation coûteuses.

Les collecteurs à tranchée annulaire sont planifiés individuellement, adaptés au bâtiment respectif. Tout d’abord, la charge de chauffage est déterminante. Parce qu’il indique la quantité de chaleur dont une maison a besoin en hiver. La longueur des collecteurs à tranchée annulaire dépend également du type d’installation et de la nature du sol. Si les canalisations sont disposées en boucle dans des couches de terre humides, des tranchées de 40 à 80 mètres de long dans les maisons unifamiliales suffisent souvent. Si, par contre, les tuyaux des collecteurs à tranchée annulaire doivent être posés sans boucles ou dans un sol très sec, la longueur peut être supérieure à 200 mètres.

En général, les collecteurs peuvent être posés de différentes manières. Les boucles qui se chevauchent sont typiques horizontalement dans un fossé. Cette espèce active de grandes surfaces de sol et peut extraire beaucoup d’énergie de l’environnement. Alternativement, les collecteurs à tranchée annulaire peuvent également être installés verticalement dans le sol. Les tranchées sont plus profondes, mais permettent de gagner de la place dans le jardin par rapport à la superficie. Ceci est avantageux pour les petites parcelles de terrain ou lorsque les propriétaires souhaitent installer les capteurs au sol plus tard. S’il y a beaucoup d’espace, les tuyaux peuvent également être posés sans boucles. Cependant, dans ce cas, les tranchées sont plusieurs fois plus longues. On parle souvent de collecteurs de surface.

Au fait : Afin d’augmenter le rendement, les collecteurs en tranchée peuvent également être combinés avec une clôture énergétique hors sol. En termes simples, il s’agit de tuyaux de saumure tressés qui extraient la chaleur de l’air.

Pour qu’une pompe à chaleur chauffe efficacement, le coefficient de performance doit être élevé. En plus des températures de source élevées, cela peut également être réalisé avec des températures de système basses dans le système de la maison. Le chauffage de surface dans une maison bien isolée est bénéfique. De cette manière, la chaleur peut être transférée dans les pièces à basse température de départ. Comme alternative au chauffage de surface, de grands radiateurs peuvent également être utilisés. Un expert sur place peut déterminer si le système est utile dans l’ancien bâtiment.

Au fait : Les coûts de chauffage sont également réduits en le combinant avec un système solaire pour la préparation d’eau chaude. Cela signifie que la pompe à chaleur doit travailler moins et que l’énergie environnementale d’un collecteur à tranchée circulaire peut être utilisée plus efficacement.

Les collecteurs innovants sont associés à de nombreux avantages. De cette façon, ils gagnent de la chaleur ambiante de manière peu encombrante à un niveau de température élevé. Cela favorise des performances élevées et donc également de faibles coûts de chauffage. Avec des coûts de 12 000 à 15 000 euros (parfois avec leur propre travail), les pompes à chaleur avec collecteurs annulaires en tranchée sont également aussi bon marché que les pompes à chaleur air-eau largement répandues. Cependant, ceux-ci fonctionnent avec des températures de source très basses en hiver, ce qui a un impact négatif sur le coefficient de performance. Un autre gros avantage est le refroidissement passif. Parce que cela garantit des températures agréables dans la maison même en été. Cependant, les coûts de consommation sont nettement inférieurs à ceux des climatiseurs conventionnels.