Systèmes de refroidissement domestiques

Il est possible de refroidir des locaux d'habitation de manière passive ou active. Des installations énergétiques avec accumulateur combinent la fonction de chauffage et de refroidissement.

Il est possible de refroidir des locaux d'habitation de manière passive ou active.
Il est possible de refroidir des locaux d'habitation de manière passive ou active.

(knü) Les tours à vent sont l'emblème de la culture architecturale traditionnelle, du bassin méditerranéen jusqu'en Inde. Trônant sur les toits des cités médiévales, elles captent les courants d'air frais et les distribuent dans le bâtiment par des conduites intérieures. Des variantes modernes de ce système ingénieux climatisent même la cité écologique modèle baptisée Masdar, en plein cœur du désert arabe. Sous nos latitudes aussi, les tours de refroidissement commencent à se répandre, sous forme de boîtes métalliques de la taille d'un homme, généralement installées dans les jardins. Par contre, ce système n'exploite pas la circulation naturelle de l'air, mais l'énergie solaire. Le refroidissement solaire est effectivement une technologie récente, qui est intégrée principalement dans des bâtiments commerciaux ou industriels et requiert, non seulement la tour de refroidissement en flux ouvert, mais aussi des panneaux solaires et des compresseurs spéciaux. Pour les petites maisons d'habitation, par contre, le sol est actuellement la source de froid la plus populaire. Tout comme la chaleur nécessaire au chauffage est captée à une profondeur variant de 100 à 250 mètres, le même niveau de température peut s'utiliser en été pour le refroidissement.  La pompe à chaleur en soi n'est pas mise en marche, ce qui explique pourquoi l'option de refroidissement géothermique est à la fois écologique et énergétiquement efficace, comparée aux machines frigorifiques.

Le sous-sol peut se régénérer

La pièce maîtresse en est une sonde conventionnelle, qui relie énergétiquement le circuit de chauffage et le sous-sol, dont la température est comprise entre 10 °C et 12 °C.  Ainsi, le froid est véhiculé jusque dans la maison, par exemple par l'intermédiaire du chauffage au sol, ce qui permet aux pièces surchauffées pendant l'été de refroidir.  Pour la fonction de refroidissement, les systèmes de pompe à chaleur ont besoin d'un échangeur de chaleur supplémentaire, permettant d'abaisser les températures ambiantes de 2°C à 3°C. Parallèlement, la chaleur provenant de l'intérieur de la maison est évacuée dans le sous-sol, ce qui peut contribuer au renouvellement saisonnier de la source d'énergie souterraine.  On ne connaît pas le nombre de pompes à chaleur géothermiques utilisées jusqu'ici pour le refroidissement ; dans la ville de Zurich, on estime cependant que 10 % environ des installations sont exploitées de manière réversible.

Au moment de la planification, il faut toutefois évaluer jusqu'à quelle profondeur le niveau d'énergie sera exploité dans le sol. Pour le chauffage, l'optimal est de recourir à de longues sondes, parce qu'elles permettent de capter davantage de chaleur. Par contre, le refroidissement fonctionne d'autant mieux si la température initiale est faible. En outre, dans le cas du refroidissement passif, il faut empêcher que l'air ambiant ne se condense. Des capteurs d'humidité surveillent le refroidissement, afin que le point de rosée ne soit jamais dépassé dans les pièces d'habitation.

Du froid venant de la citerne de glace

L'accumulateur de glace, capable de fournir de la chaleur et du froid à volonté dans des petites maisons d'habitation, est une autre source d'énergie à effet réversible. Pour cela, une citerne équipée d'un échangeur de chaleur est enterrée dans le jardin ; avec une pompe à chaleur et des capteurs solaires spéciaux installés sur le toit, elle forme un système d'approvisionnement énergétique autonome. La même technique de bâtiment peut s'utiliser en été pour le refroidissement naturel, puisque le contenu de la citerne est entièrement givré à la fin de la période de chauffe. Lors du refroidissement, cette glace fond ; dès la prochaine période de chauffe, la citerne d'eau souterraine fournira à nouveau de l'énergie thermique. 

Comme alternative à de telles méthodes de refroidissement passives, on peut avoir recours, le cas échéant, à un système de ventilation automatique. Il ne s'agit pas là de climatiseurs, mais à condition d'être utilisés intelligemment, ils contribuent efficacement à la régulation du climat intérieur en été. C'est ainsi que l'on peut recourir au refroidissement nocturne, là où il vaut mieux garder les fenêtres fermées la nuit, pour se protéger du bruit. Si un registre air-terre est intégré en plus, seul de l'air froid sera aspiré même pendant la journée. Par ailleurs, un by-pass pour l'été placé sur le récupérateur de chaleur veillera, si besoin est, à ce que l'air pulsé ne soit pas inutilement échauffé par la ventilation automatique.

Vue d'ensemble des systèmes de refroidissement

  Refroidi-ssement actif Refroidi-ssement passif (free cooling)   Refroidissement nocturne (natural cooling)
Technique de bâtiment Machine frigorifique Pompe à chaleur géo-
thermique
Pompe à
chaleur
avec by-pass de refroidi-ssement
Accumulateur de glace solaire Refroidi-ssement solaire Aération douce, éventuellement avec échangeur de chaleur géothermique et registres by-pass Ouverture manuelle des fenêtres
Source d'énergie Énergie
électrique
Sol Sol, nappe phréatique Citerne d'eau Soleil Air extérieur frais Air extérieur frais
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