Refroidissement et rafraîchissement : un atout avec ou sans pompe à chaleur géothermique
Différents modes de production de frais ou de froid sont possibles, avec ou sans pompe à chaleur géothermique, individuellement, simultanément ou alternativement avec une production de chaud, permettant ainsi de répondre aux différents besoins des bâtiments.
Afin de sélectionner le mode de rafraîchissement adéquat, il est donc nécessaire de préciser les besoins auxquels on souhaite répondre avec la géothermie et d’évaluer le potentiel des ressources.
Rafraîchissement sans pompe à chaleur
Le puits climatique ou provençal
Ces deux synonymes définissent le même moyen de rafraichir l’air des bâtiments en été. Cette solution, moins chère et respectueuse de l’environnement, ne nécessite pas l’installation d’une pompe à chaleur. Le principe est de faire circuler l’air extérieur dans une conduite enterrée à une profondeur suffisante pour être peu impactée par l’air chaud en surface (généralement supérieure à 1 mètre). L’air rafraichi pénètre dans le bâtiment par une simple ventilation et le rafraîchit.
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Rafraîchissement avec une pompe à chaleur non réversible
Le géocooling ou freecooling ou rafraichissement dit passif
Ce terme traduit la faculté du sol à produire du frais pour un bâtiment par simple circulation de fluide dans le sol et échange avec l’émetteur de frais. Dans le cas d’une production de chaud en hiver, cette solution de rafraîchissement nécessite tout de même d’avoir installé une pompe à chaleur (PAC). Cela nécessite aussi (et surtout) des échangeurs géothermiques associés (lien vers les technos de surface/captage), qui peuvent avoir un double usage, alternativement : du chauffage par PAC en hiver et du rafraichissement par pompe à chaleur direct en été. Des émetteurs adaptés (basse température) sont également nécessaires.
En été, la pompe à chaleur n’est pas mise en service, et, grâce à un système de bypass, seuls les capteurs géothermiques sont utilisés pour le rafraîchissement. Ce système de rafraîchissement permet ainsi d’exploiter directement la fraicheur du sous-sol.
L’intérêt majeur de cette solution de rafraîchissement en été est d’utiliser au maximum l’énergie du sol, sans recourir à la pompe à chaleur, se passant ainsi de sa consommation d’électricité, ce qui représente un avantage économique et écologique.
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Refroidissement avec une pompe à chaleur géothermique dite réversible
II est également possible de produire du froid et du chaud grâce à une même pompe à chaleur géothermique dite réversible. Ce type de pompe à chaleur peut inverser le cycle du fluide frigorigène afin d’être capable de fonctionner de façon alternative, selon la saison. En hiver, la pompe à chaleur fonctionne en mode "chaud", en été, elle fonctionne à l’inverse, en mode "froid".
L’intérêt d’une pompe à chaleur géothermique réversible est d’être plus économique et écologique qu’un climatiseur aérothermique. Elle régénère également thermiquement le sous-sol pour l’hiver, la chaleur captée y étant intégrée. On peut ainsi réduire le dimensionnement de l’échangeur géothermique et donc son coût.
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Froid et chaud simultané avec une thermofrigopompe
Une autre solution pour produire du froid est l’utilisation d’une thermofrigopompe qui permet de produire simultanément (ou indépendamment) du chaud et du froid. Les thermofrigopompes sont plutôt réservées à des besoins importants pour des usages spécifiques (industriels, agricoles, piscines, établissement de santé). En plus de représenter un intérêt environnemental particulier, une thermofrigopompe constitue un intérêt financier non négligeable.
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