Au lieu de gaz de la Russie: comment rentrer à la maison sans énergie sous le sol

Il existe de nombreux processus qui produisent la chaleur, le témoignage des volcans et des geysers. Mais il n'est pas nécessaire de les creuser pour obtenir de l'énergie thermique, car le sol ordinaire lui-même est bien chauffé et conserve une température stable indépendamment de la météo ou de la saison. Les pompes à chaleur utilisent une énergie géothermique à basse température stockée sous terre profonde pour le chauffage et le refroidissement des bâtiments.

Les appareils sont similaires aux pompes à chaleur d'air plus utilisées qui fonctionnent comme la climatisation à l'aide de ventilateurs et de compresseurs pour éliminer la chaleur des bâtiments estivaux. Contrairement aux climatiseurs, les pompes à chaleur fonctionnent également sur le principe inverse, offrant de la chaleur dans le bâtiment pour leur chauffage en hiver.

Ils ont besoin d'électricité pour fonctionner, mais peuvent le recevoir du soleil ou des centrales éoliennes et ne dépendent pas du réseau central. Lorsque la température de l'air extérieure augmente fortement en été ou chute fortement en hiver, les pompes à chaleur de l'air doivent fonctionner plus intenses, ce qui les rend moins efficaces.

Cependant, les pompes à chaleur du sol reçoivent généralement de la chaleur avec une solution basée sur l'eau à partir de puits souterraines, foré à une profondeur de plusieurs dizaines de mètres, ou des tuyaux spéciaux enfouis juste en dessous de la surface de la Terre, où la température est d'environ 55 degrés Fahrenheit (13 degrés Celsius) toute l'année.

En été, ils, au contraire, refroidissent la pièce, enlevant la chaleur sous terre, chauffant davantage le sol et le stockage de l'énergie pour l'hiver. Cela en fait une source très efficace de chauffage et de refroidissement tout au long de l'année.

La température de 13 degrés Celsius n'est pas si élevée que les gens se sentent à l'aise dans le bâtiment, mais les pompes pum d'une solution liquide conductrice de chaleur dans un réservoir spécial où il échange de l'énergie thermique avec un réfrigérant liquide. Ensuite, ce réfrigérant se transforme en vapeur et comprime, en conséquence, sa température augmente.

Dès que ce couple devient suffisamment chaud, il entre dans l'échangeur de chaleur, où l'air est chauffé puis alimenté dans les pièces à travers le système de conduit d'air standard. Selon le Rapport du Département de l'énergie américain, d'ici 2035, les pompes à chaleur géothermiques pourront chauffer et refroidir environ 7 millions de maisons dans le pays, tandis qu'aujourd'hui, ce chiffre dépasse un peu plus d'un million.

L'introduction généralisée de la technologie réduira la demande maximale de 12 GW en été et 40 GW en hiver, selon les experts américains. Cela équivaut à une fermeture de dizaines de centrales à charbon ou à gaz pendant les périodes de consommation élevée.

"En fait, ils offrent une solution de chauffage et de refroidissement rentable, et la raison pour laquelle il est important est qu'une grande partie de la consommation d'énergie aux États-Unis et dans le monde va chauffer et refroidir les locaux", a déclaré Laure Boyde, - - dit chef du Département des technologies géothermiques du ministère de l'Énergie.

L'introduction rapide des technologies pour l'extraction de l'énergie géothermique interfère avec des coûts élevés associés aux pipes de forage et de pose souterraines. De plus, vous devrez peut-être installer de nouveaux conduits d'air ou d'autres équipements.

Actuellement, aux États-Unis, le coût de l'installation d'un système typique pour un immeuble est de 19 000 $ après la déduction des avantages fiscaux, bien que le coût élevé soit occupé au fil du temps en raison de sa grande efficacité. Le ministère de l'Énergie est convaincu que pour réduire les coûts, il est nécessaire de créer des réseaux d'énergie thermique, dans lesquels plusieurs bâtiments ensemble utilisent le système de chauffage et de refroidissement.

Des dizaines d'universités à travers le pays ont déjà installé ces réseaux avec des pompes à chaleur du sol. Selon le fabricant de pissenlits, de nombreux systèmes géothermiques sont similaires, mais il existe des différences entre elles. Certains utilisent un système fermé ou ouvert, un étang de mise à la terre ou des contours avec une bobine flexible. Il y a des avantages et des inconvénients de différentes configurations de contour pour le chauffage géothermique des bâtiments.

Les ingénieurs de pissenlit utilisent des systèmes fermés lorsque des tuyaux en forme de U ne sont posés que dans une seule maison et ne sont connectés à aucun réseau externe. Ils les considèrent comme l'option la plus efficace et la plus sûre pour les ménages. La pompe à chaleur vous permet donc de régler la température au besoin.

Au lieu d'utiliser de grandes plantes de forage, similaires au forage des puits artésiens, le pissenlit utilise de petites tempêtes de forage qui perforent un ou deux puits profonds avec quelques pouces de large, où les tuyaux sont ensuite bouillis. Ce système prend moins d'espace et est monté dans quelques jours au lieu de semaines, économisant de l'argent et du temps. Une autre chose est que de nombreux bâtiments peuvent être combinés en un seul réseau.

En 2024, Eversource Energy a mis en service la première zone géothermique aux États-Unis, gérée par le service des services publics, à Framingham, Massachusetts, rapporte Grist. Les tuyaux ont été placés dans des puits avec une profondeur de 600 à 700 pieds (environ 180-215 mètres), où la température du sol est constamment 13 degrés Celsius.

Le mélange d'eau et de propylène glycol (complément alimentaire desservant) roule à travers les tuyaux et absorbe l'énergie géothermique, chauffée, puis entre 31 bâtiments résidentiels et cinq bâtiments commerciaux, où des pompes à chaleur complètement électriques sont utilisées pour le chauffage ou le refroidissement. Ce système géothermique est extrêmement efficace.

Il a un «rapport de productivité» égal à 6, c'est-à-dire que chaque unité d'énergie a consommé six unités de chaleur. À titre de comparaison, les poêles à gaz ont un coefficient inférieur à 1. Après avoir installé le système, la maison pourra recevoir la chaleur de la solution pompée sous la fondation, au lieu d'être chauffée avec du gaz naturel bon marché.

Le même équipement et même les mêmes tuyaux que pour les pipelines de gaz sont utilisés pour déployer le réseau géothermique - ils pompent simplement du liquide au lieu du gaz. Les réseaux ne nécessitent pas de géologie spéciale, ils peuvent donc être installés presque partout et connecter progressivement la zone de la région. Il s'agit d'une technologie relativement nouvelle, donc les coûts d'installation sont toujours élevés.

Eversource affirme que son budget pour le projet était d'environ 18 millions de dollars. La transition des connexions de gaz au réchauffement géothermique du réseau peut réduire les coûts d'électricité de 15 à 20%, estimés par Eversource Energy. La nouvelle technologie de démarrage borobotique de Suisse peut réduire le coût de l'installation de stations géothermiques.