Exploitation thermique du proche sous-sol par pompe a chaleur

Résumé

Dans les systèmes de chauffage intégrant une pompe à chaleur qui utilise le proche sous-sol comme source froide, les calories du sol sont extraites par l'intermédiaire d'échangeurs enterrés implantés à faible profondeur (moins de 3 m). Le dimensionnement des installations de ce type est actuellement assez empirique.

Afin de prévoir plus précisément le comportement thermique de l'installation et du sol environnant, nous avons bâti un modèle bidimensionnel des transferts de chaleur dans une section perpendiculaire aux conduites qui constituent l'échangeur enterré. Nous présentons ici les premiers résultats obtenus avec ce modèle. Ils permettent de préjuger l'influence sur le champ de température dans le terrain et les échanges thermiques au niveau des conduites de paramètres essentiels du problème: profondeur d'implantation des réseaux, caractéristiques thermiques du sol, injection éventuelle de calories provenant de capteurs solaires.

Abstract

In the heating systems using the near underground as cold source for the heat pump, ground calories are taken out by shallow buried exchangers (less than 3 meters deep). Presently, the design of this kind of plantings is quite empirical.

In order to forecast more exactly the thermal behaviour of the plant and of the surrounding ground, we built a bi-dimensionnal model of the heat transfers in a ground section perpendicular to the pipes being used as buried exchanger. The first results achieved with this model are presented here. They show the influence on the temperature field in the ground and on the heat exchanges around the pipes, of essential parameters as deepness of the tubes planting, ground thermal properties and eventual injection of calories provided by solar collectors.