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Pompe à chaleur géothermique (GSHP)

1948
  • Robert C. Webber
Système de pompe à chaleur géothermique dans les applications de technologies énergétiques résidentielles.

(Image générée à titre d'illustration uniquement)

Une source de chaleur géothermique pompe Une pompe à chaleur géothermique (PACG) est un système de chauffage et de climatisation centralisé qui utilise la chaleur du sol. Elle exploite la température relativement constante du sous-sol comme source de chaleur en hiver et comme puits de chaleur en été. Cette forte inertie thermique confère aux PACG un rendement élevé, avec des coefficients de performance (COP) élevés et stables.

Un système de pompe à chaleur géothermique exploite la température stable du sol à quelques mètres sous la surface, qui reste relativement constante toute l'année (généralement entre 10 et 16 °C), quelle que soit la température ambiante. Ceci offre un avantage considérable en termes d'efficacité par rapport aux pompes à chaleur air-air classiques, qui doivent échanger de la chaleur avec l'air extérieur, lequel peut être extrêmement froid en hiver et chaud en été.

Le système se compose de trois éléments principaux : la pompe à chaleur elle-même, un fluide caloporteur liquide (le « boucle géothermique ») et un système de distribution d’air (réseau de gaines). La boucle géothermique est constituée d’un réseau de tuyaux, généralement en polyéthylène haute densité, enterrés à proximité du bâtiment. Elle peut être installée dans des tranchées horizontales ou des forages verticaux. Une solution aqueuse ou antigel circule dans ces tuyaux pour absorber la chaleur du sol en hiver et la transférer à la pompe à chaleur. Celle-ci concentre ensuite cette chaleur et la diffuse dans le bâtiment. En été, le processus est inversé : la pompe à chaleur extrait la chaleur de l’intérieur du bâtiment et la transfère au fluide de la boucle géothermique, qui la dissipe ensuite dans le sol plus froid. Grâce à une différence de température plus faible et plus stable entre la source/le puits (le sol) et la température intérieure souhaitée, la pompe à chaleur géothermique (GSHP) offre un COP (coefficient de performance) bien supérieur et plus constant que les pompes à chaleur air-air.

UNESCO Nomenclature: 3313
Technologie énergétique

Taper

Système physique

Perturbation

Incrémentale

Usage

Utilisation généralisée

Précurseurs

  • Le concept théorique de la pompe à chaleur selon Lord Kelvin
  • l'utilisation établie du cycle frigorifique à compression de vapeur
  • progrès dans les technologies de forage pour les puits d'eau et l'exploitation minière
  • développement de matériaux de tuyauterie en plastique durable comme le polyéthylène

Applications

  • chauffage et climatisation résidentiels à haut rendement
  • Systèmes de chauffage, ventilation et climatisation pour les grands bâtiments commerciaux tels que les écoles et les bureaux
  • réseaux de chauffage et de refroidissement urbains
  • contrôle de la température dans les serres agricoles
  • Chauffage et refroidissement des procédés industriels nécessitant des températures stables

Brevets:

  • US Patent 2533447 (Robert C. Webber, 1950)

Idées d'innovations potentielles

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Lié à : pompe à chaleur géothermique, GSHP, énergie géothermique, boucle souterraine, échangeur de chaleur, efficacité énergétique, chauffage renouvelable, COP, énergie de la terre, CVC.

Contexte historique

Pompe à chaleur géothermique (GSHP)

1940
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1948
1950
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1945-01-01
1949
1950
1950
1950

(si la date est inconnue ou non pertinente, par exemple « mécanique des fluides », une estimation arrondie de son émergence notable est fournie)

Inventions, innovations et principes techniques connexes

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