Regeneration sonde geothermie

Aérothermie - Géothermie par capteurs horizontaux ou verticaux, eau ou fluide - Géothermie sur nappe phréatique
elliot
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Regeneration sonde geothermie

Message par elliot »

Bonjour à tous,

Je suis nouveau sur ce forum (c'est mon tout premier message) et complètement néophyte concernant les pompes à chaleur!
Nous pensons faire installer une pompe géothermique (verticale) pour le chauffage (et éventuellement l'eau chaude sanitaire) de notre maison en remplacement de notre chaudière à gaz et je cherche les informations suivantes:

1) Existe a-t-il un site ou des recommandations pour un protocole de régénération de la sonde géothermique pendant les mois d'été? L'idée, si j'ai bien compris, est de renvoyer dans la terre la chaleur pendant l'été afin que la température autour de la sonde ne soit pas de plus en plus faible année après année. Est ce que des membres de ce forum ayant une sonde géothermie pourraient m'expliquer si cette régénération est quelque chose de normal/à faire absolument/optionnel? Est ce que c'est compatible avec un fonctionnement en "refroidissement" pendant l'été (l'idée étant de prélever la température élevée de la maison pour ré-injecter dans la terre)?

2) Concernant l'eau chaude sanitaire (ECS): est ce que vous recommanderiez de coupler le chauffe-eau/boiler à la pompe à chaleur géothermique (il existe des modèles combinés) ou bien d'acheter une pompe à chaleur thermodynamique (air-eau) séparée. Est ce que l'utilisation pour l'ECS requiert de faire tourner la pompe géothermique tout l'été aussi (juste pour l'eau chaude donc, pas pour le chauffage)? Est ce que c'est compatible alors avec la régénération de la sonde géothermique évoquée dans ma première question?

Je suis preneur de toute information/recommandation/documentation sur le sujet!
Merci d'avance pour votre aide et pour vos conseils (en particulier si vous avez des sondes géothermiques verticales avec ou sans ECS)!

Tout de bon

Elliot
Nico25110
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Re: Regeneration sonde geothermie

Message par Nico25110 »

Question 1: la régénération de la sonde n'existe pas, on puise les calories de la Terre (planète), donc si tu arrives à l'épuiser avec ton chauffage tu seras l'unique coupable de la fin du monde...
Question 2: ce n'est pas aberrant de produire de l'ECS avec ta PAC, du moment qu'elle soit correctement paramétrée et que le volume d'eau soit supérieur à 200 litres, tu auras un cop de 6 ce qui est bien.
vincent sch
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Re: Regeneration sonde geothermie

Message par vincent sch »

Bonjour

La régénération du capteur géothermique existe, la preuve je le fais chez moi. :D Mais, parce qu'il y a un mais, c'est sur un capteur horizontal et non pas vertical.
Je ne vois pas l'intéret de le réaliser sur un capteur vertical sachant que tu n'épuiseras jamais cette source. Cela fait plus de 20ans que chez ma soeur nous avons installé une PAC sur capteur vertical de plus de 125m de profondeur et il n'y a pas de variation de température de captage. D'une année sur l'autre , le capteur reste à +12°C.

Ce n'est pas du tout la même chose sur un capteur horizontal que j'ai installé chez moi. La j'ai bien vu, depuis 1994 année de sa mise en service, la température de captage perdre 0,5°C par année. :( Depuis maintenant 15 ans, j'ai raccordé mon surplus provenant des capteurs solaire (prod eau chaude) sur le capteur géo et je redirige les excédents solaires vers le capteur géothermique. Cela me permet de réaliser un "stockage" de calories dans le sol de mon jardin. (Un réseau à -70cm et un autre à -130cm dans le sol) J'ai maintenant des températures de captage de l'ordre de 5°C plus élevé qu'avant et en fin de saison de chauffe (je suis dans l'est de la France) ma source est encore à plus de 6°C alors qu'avant je fleurtai avec des températures de l'ordre de 0°C :cry:

Voir mon graphique de février 2022.
Enreg février 2022.png
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Vincent
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vincent sch
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Re: Regeneration sonde geothermie

Message par vincent sch »

Concernant la question 2: De production d'eau chaude avec une PAC. La je reste mitigé.

Pour vulgariser, une PAC est en gros un compresseur.
Dessine la courbe d'un cycle thermodynamique de compression du fluide frigorifique utilisé par ta PAC. Prend comme hypothèse qu'il faut environ un delta T de 15°C de plus entre le fluide frigo et l'eau chaude. Si tu prends une base de température de ton eau chaude à 55°C, ce qui n'est pas bien chaud. Cela te donne une température coté entrée évaporateur de l'ordre de 70°C, et la je n'exagère pas, quelle est la pression associée en sortie de ta PAC?
Tu vas voir des pressions assez élevées.
A ton avic, un compresseur qui tourne à des delta P importantes, va t'il tenir aussi longtemps que le même compresseur tournant avec une delta P plus faible? La réponse est évidente, non.

J'ai le cas d'une connaissance qui avait une installation PAC Air/Eau d'une bonne marque. Lui aussi a produit de l'eau chaude sanitaire. Résultat, au bout de 5 ans, sa PAC était morte. Ma PAC tourne toujours encore alors qu'elle à plus de 20 ans d'age. Bon, c'est une eau/eau. :wink:

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Vincent
crazymac
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Re: Regeneration sonde geothermie

Message par crazymac »

Je suis surpris de lire que le sol se refroidit ! J’aimerais bien comprendre le mécanisme. Également surpris de la température moyenne du sol. Le captage se fait probablement à une profondeur pas assez importante ? Ou bien le rejet n’est-il pas trop proche ?
Pour l’ecs en géothermie c’est possible mais ne t’attends pas à un cop de plus de 3 ce qui est équivalent à un ballon thermodynamique dans ton garage.
PAC Nibe sur nappe 22 Kw, 20 radiateurs fonte pour 300m2. Scop 6.
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Re: Regeneration sonde geothermie

Message par vincent sch »

Salut

Je parle bien de captage géothermique sur nappe de tuyaux remplis d'eau glycolée et non pas de puisage sur nappe phréatique avec rejet de l'eau un peu plus loin dans la nappe phréatique. Et oui, la terre se refroidit en fonction du puisage des calories sur ce réseau de tuyaux. Dans mon cas 1,2km de tuyaux répartis sur deux couches ; une à 70cm de profondeur et l'autre à 1,3m de profondeur. En début de saison, je suis sur un captage à 19°C qui tombe à 6°en fin de saison de chauffe. La terre se refroidi suite à ce captage de calories.

Elle se réchauffera à nouveau avec les apports hors saison de chauffe par les apports solaire et la pluie. Mais le captage horizontal s'appauvrissait de saisons en saisons. Chaque année, je perdais 0,5°C sur le captage avant de penser à régénérer le capteur géothermique. C'est à dire que les apports solaires et pluies en intersaisons n'arrivaient pas à compenser ce que je puisais lors de la période de chauffe.

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Re: Regeneration sonde geothermie

Message par crazymac »

Je bien compris le caractère moins renouvelable de la terre par rapport à l’eau mais néanmoins je pensais que la regeration était plus rapide et surtout de faisait d’une année sur l’autre.
Pour ma part je n’aurais jamais mis une telle densité de tuyaux…
J’aurais mis une seule couche plutôt à 2m.
Quelle est la puissance de chauffage et la surface du captage ?
PAC Nibe sur nappe 22 Kw, 20 radiateurs fonte pour 300m2. Scop 6.
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Re: Regeneration sonde geothermie

Message par vincent sch »

La PAC à l'origine était prévue d'avoir une puissance de 10kW chaud pour ce réseau. Celle installée est une 7,3kW et c'est encore largement suffisant pour mes 140m² de plancher à chauffer. Oui, la densité de captage est grande mais je l'ai posé moi même, donc couts réduis, et je souhaitais avoir de la réserve coté captage et surtout ne pas faire prendre en glace le jardin et pouvoir isoler l'une ou l'autre boucle qui avec le temps pourrait se casser ou se mettre à fuir suite aux mouvements de terrain.

Poser à 2m de profondeur, faut déjà pouvoir y aller. C'est énormément de terre à retourner. Chez moi, je me retrouve très vite sur des couches de roche sédimentaire calcaire très difficile à casser. Je ne connais personne qui pose aussi profond. Vu les couts des terrassements pour descendre à 2m, il devient bien plus économique de passer sur du captage vertical par forage. Et question sécurité, je n'oserai pas passer dans une tranchée de 60cm de large et de 2m de profondeur sans étayage des parois qui risquent peut être de se refermer sur le poseur des conduites. Faut savoir que les tranchées de 60cm de large sont espacées de 60cm de terre non retournée. Ca devient chaud. Ces parois de 2m de haut risquent à tout moment de basculer. La pelleteuse creuse d'un coté et remplie la tranchée adjacente que tu viens d'équiper de deux boucles de captages que tu auras mis sous pression pour vérifier qu'il n'y a pas de fuite.

2m de profondeur, ça commence à être chaud et faut une certaine dose d'inconscience pour aller se balader dans de telles tranchées. :shock2:

A moins d'avoir un terrain sur lequel remblayer sur 2m de haut. :lol2:

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Re: Regeneration sonde geothermie

Message par crazymac »

Pour mon épandage j’ai creusé 80m3… à la mini pelle 5T et aidé d’un dumper girabenne de 6T pour vider la terre plus loin.
Je pensais pas à des tranchées, j’aurais fait un grand trou style piscine avec des bords en escalier. Mais s’il y a du terrain dur, c’est différent. Pas nécessairement immense mais en revanche avec un pe de diamètre min 63 histoire d’avoir un max de surface d’échange et une faible vitesse de circulation.
Ça fait beaucoup de tuyaux pour si peu de puissance. Quel est le delta t du captage ? Puissance du circulateur ?
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Re: Regeneration sonde geothermie

Message par vincent sch »

Salut à tous

OK, si tu peux décaper tout le terrain sur une telle profondeur. Ca doit être sympa. :D

Dans mon cas, j'ai utilisé des tubes PE de diamètre interne environ 20mm. J' avais des couronnes de 50m de long de ce tube. Une tranchée devait faire 25m de long pour placer deux couronnes par tranchées. Une au fond, une à mi hauteur. La tranchée fait 60cm de large= taille du godet de la pelleteuse. Chaque trachée est espacée de 60cm de sa voisine. Cela fait , si on regarde en coupe le terrain, un tube espacé de 60cm avec son voisin.
Il y a en tout 14 tranchées. Cela réparti sur une surface de 500m² de surface environ. Un volume de terre de environ 650m3 de terre qu'il aurait fallu déposer puis reposer si j'avais décapé. :shock2:

Le débit demandé par la PAC est de 1,3m3/h. J'espère être largement assez lent dans les boucles pour permettre un très bon échange. :D

Si c'était à refaire, je pense que je passerai sur des boucles de plus gros diamètre mais c'est déjà un sacré plat de nouilles pour placer toutes ces couronnes de PE. :-? :-? :-?

Au plaisir

Vincent
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Re: Regeneration sonde geothermie

Message par vincent sch »

Captage.png
Un enregistrement de hier. En trace rouge la température du captage. L'eau glycolée arrive à 7,2°C et retourne au capteur avec 1,9°C (courbe bleu foncée). Delta T de environ 5,3°C. Je pense que c'est pas trop mal pour ma petite PAC.

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Vincent
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Re: Regeneration sonde geothermie

Message par vincent sch »

crazymac a écrit : mer. déc. 21, 2022 6:21 pm Je bien compris le caractère moins renouvelable de la terre par rapport à l’eau mais néanmoins je pensais que la regeration était plus rapide et surtout de faisait d’une année sur l’autre.
Je pensais comme toi que d'une année sur l'autre cela se régénère mais mes enregistrements me prouvaient le contraire. Je perdais 0,5°C sur mon captage à chaque cycle de chauffage.
Bon, je suis dans le Nord Est par rapport à toi et mes cycle de chauffe commencent en novembre pour terminer vers avril /mai.
Depuis que j'ai associé les excédents des capteurs solaires (production ECS: plus de soucis de gestion de surchauffe des panneaux), je me retrouve sur des conditions de captage bien plus intéressantes. La je suis en train d'envisager d'augmenter encore mon "stock de calories dans le capteur géothermique" avec les excédents de ma production photovoltaïque.

A plus

Vincent
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Re: Regeneration sonde geothermie

Message par crazymac »

C'est un gros travail que tu as fait. Je comprends mieux.
Evidemment à posteriori c'est toujours facile de dire...

1,3 m3 c'est peu mais néanmoins colossale pour un PE de 20. Avais-tu calculé les perte de charge ? Sur 600m de tuyau tu perds 30 bar de pression ce qui est impossible sauf à avoir un très gros circulateur qui consomme beaucoup. Tu dois avoir moins long de tuyau ? En tout cas pour la même longueur, en PE de 40, la perte n'est plus que de 0,5 bar et tu peux diviser par deux les longueurs de tuyau donc ne faire qu'un niveau. Je me demande si l'origine de l'appauvrissement ne vient pas de là et que en réalité le captage ne se fait pas que sur une partie en raison de la vitesse de circulation trop faible. Du coup ça appauvrit toujours le même secteur.
Pour le Delta T tu fais ce que tu veux en fait. Néanmoins au delà de 5°, la performance de l'échangeur de température baisse notablement.
Je chauffe moi aussi de début octobre à Mai, même si en mi saison c'est sans doute moindre que dans l'Est. Ma chaudière ne s'arrête qu'au delà de 18° de température moyenne sur 48h.
J'ai mis un PE de 40 sur 55m entre ma source et la PAC et un autre de 40 pour aller à l'épandage à 50m. l'épandage se fait en tube de 80mm. Ça serait à refaire je mettrais du PE de 63 pour encore limiter les pertes de charge car au delà de 3m3/h (=10 KW) ça commence à être sensible. Je prends 3,8 degrés sur la source et le circuit eau glycolée de la PAC a un delta T de 5°environ. C'est donc similaire à ton système. Actuellement
- t° entrée échangeur 15,9°
- t° sortie échangeur, 12,1°
- t° entrée pac 14,4°
- t° sortie PAC 9,4°
A partir de février et jusqu'à fin avril où ça commence à monter, l'entrée est proche de 12°. J'ai commencé la saison en septembre à 18,2° d'entrée. Je capte entre 0 et 3m de profondeur. Mon rejet n'est qu'à 20m du puisage et je n'ai pas de circuit court même à 3m3/h sur plusieurs heures. C'est pour ça que je ne comprends pas pourquoi le sol baisse de température d'année en année chez toi.
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Re: Regeneration sonde geothermie

Message par bubus »

bonjour
Sur 600m de tuyau tu perds 30 bar de pression ce qui est impossible sauf à avoir un très gros circulateur qui consomme beaucoup. Tu dois avoir moins long de tuyau
les 600m ne sont pas en linéaire mais réparti sur 28 boucles en // donc pdc réduites aussi
un plombard ignare et pas un frigolo rigolo
vincent sch
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Re: Regeneration sonde geothermie

Message par vincent sch »

Comme le dis Bubus, toutes ces boucles sont montées en parallèles, le circuit commun est en pvc pression DN50 et ce n'est qu'un petit circulateur qui suffit à entrainer le mouvement. Le circulateur a une consommation de 120W :wink:
Si j'ai bien compris, toi tu puises de l'eau sur une nappe et tu fais un retour de l'eau sur un épandage, c'est bien cela ?

A plus

Vincent
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