De combien de tuyau aurais-je besoin dans le sol pour refroidir une dépendance?

Je souhaite expérimenter le refroidissement géothermique et créer un atelier isolé R-10 que je souhaiterais refroidir pendant les pires chaleurs de l’été de cette année. L’atelier mesure environ 37 m ² (400 pieds carrés ) et un plafond de 3,3 m (11 pi ) avec un sol en béton.

Pour réduire les coûts, je ne suis pas intéressé à investir dans une pompe à chaleur. Je voudrais essayer de poser de longues boucles horizontales de tuyaux dans le sol à proximité, de 4 à 6 pieds (1,2 à 1,8 m), de faire passer de l'eau à travers, puis à travers un radiateur dans le magasin, je peux souffler de l'air.

Le sol autour de cet endroit correspond à la température moyenne typique de 13 ° C (55 ° F). Dans cette région, l’argile est essentiellement dense et lourde. La nappe phréatique sera à plusieurs pieds au-dessous des boucles dans la zone dans laquelle je compte les poser.

Bien que je puisse faire ceci à titre expérimental, poser une quantité arbitraire de tuyau et prendre des mesures (différence de température d'entrée et de sortie et débit), je me demande quelles équations et quelles connaissances en ingénierie je devrais me tourner pour me donner une vue d'ensemble approximative. The-Napkin indique le nombre de tuyaux que je recherche pour produire un certain différentiel de température dans le magasin.

La réponse numérique dépend beaucoup des autres données numériques manquantes.

1. Quel genre d'été est-ce? Je veux dire, durée en jours (géolocalisation de la maison), rayonnement solaire en fonction du temps (est-ce 1000KW par mètre carré?)
2. Y a-t-il déjà des isolateurs de chaleur en place? Le bâtiment est-il couvert par un toit et y a-t-il de l'air ou un espace entre le plafond et les tuiles? ou la couverture de toit touche-t-elle simplement l'air intérieur?
3. Combien de puissance pourriez-vous investir dans la pompe? Si elle est infinie, avec un débit massique suffisant, vous pouvez utiliser un simple tuyau de 2 mètres et, tant que vous pouvez chauffer l'eau dans les tuyaux, vous donneriez de la chaleur au sol. Comme essayer de chauffer la Terre.
4. Quelle est la conduction thermique entre le tuyau et le sol? Cela pourrait être mieux testé.
5. Quelle quantité de chaleur pouvez-vous soustraire du radiateur? Vous ne pouvez pas chauffer le sol plus que vous ne pouvez refroidir l'air. Un radiateur généreux est donc indispensable (ce qui est probablement plus simple que la tuyauterie).

Comme les chiffres suivraient les clarifications ci-dessus, l'expérimentation est la seule méthode valable pour déterminer la tuyauterie requise et le radiateur.

Un autre point est, voudriez-vous essayer de refroidir l’atelier dans son ensemble, ou est-ce seulement le point de travail (une personne debout) que vous souhaitez refroidir. Dans le second cas, l’utilisation d’un aérosol pourrait aussi bien fonctionner (si elle est sans danger et sans effets secondaires pour le type de travail que vous effectuez). Dans le premier cas, l’approche numéro 1 consiste à isoler les rayons du soleil du bâtiment. Une surface sombre peut atteindre 80 degrés Celsius sous le soleil, ce qui en fait un formidable appareil de chauffage. Si vous pouviez installer des panneaux d'ombre sur votre bâtiment, vous vous débarrasseriez du rayonnement solaire et ne vous occuperiez que de l'air chaud.

Un dernier point: pourquoi ne pas utiliser des panneaux solaires et utiliser leur puissance pour alimenter votre solution de refroidissement?