Types de systèmes de chauffage domestique

Types de systèmes de chauffage résidentiels

Types de systèmes de chauffage résidentielsIl existe plusieurs types de systèmes utilisés pour fournir de la chaleur dans une maison, et à l’intérieur de chaque grand type, il existe de nombreuses variations. Certains systèmes de chauffage partagent des composants avec l’équipement de climatisation de la maison.

Et le terme CVC (chauffage, ventilation et climatisation) est utilisé pour décrire le système global de climatisation d’une maison.

Quel que soit le système utilisé, l’objectif de tous les appareils de chauffage est de puiser l’énergie thermique d’une source de combustible et de la transférer dans les pièces d’habitation pour maintenir une température ambiante confortable.

Dans le cadre de cette définition générale, un large éventail de carburants et de systèmes mécaniques sont utilisés pour accomplir cette tâche. Certaines maisons peuvent même combiner plusieurs systèmes différents.

Chauffage/refroidissement à air pulsé

Chauffage/refroidissement à air pulséLe système de CVC de loin le plus courant dans les maisons modernes est le système à air pulsé qui utilise une fournaise munie d’un ventilateur électrique qui achemine l’air chauffé vers les différentes pièces de la maison par un réseau de conduits.

Les systèmes à air pulsé permettent d’ajuster très rapidement la température d’une pièce et, comme les systèmes de climatisation peuvent partager le même ventilateur et le même réseau de conduits, il s’agit d’un système CVC global efficace.

Sources de combustible : Les générateurs d’air chaud qui alimentent les systèmes à air pulsé peuvent être alimentés au gaz naturel, au propane liquide (LP), au mazout ou à l’électricité.

Distribution : L’air réchauffé par le brûleur ou l’élément chauffant de la fournaise est distribué par un réseau de conduits. Un autre système de conduits renvoie l’air vers le four par les retours d’air froid.

Avantages

  • Les systèmes à air pulsé peuvent être filtrés pour éliminer la poussière et les allergènes.
  • L’équipement d’humidificateur (ou déshumidificateur) peut être intégré dans le système à air pulsé.
  • Les fournaises à air pulsé sont relativement peu coûteuses.
  • Ces fours peuvent atteindre les cotes AFUE (Annual Fuel Utilization Efficiency) les plus élevées de tous les systèmes de chauffage.
  • Les systèmes à air pulsé peuvent combiner refroidissement et capacité de chauffage.

Inconvénients

  • Nécessite des conduits et prend de la place dans les murs.
  • Le ventilateur de la fournaise peut être bruyant.
  • L’air en mouvement peut distribuer des allergènes à moins d’être filtré.
  • L’air en mouvement peut devenir sec à moins d’être humidifié.
  • Les ventilateurs à air pulsé sont des systèmes mécaniques qui s’usent ; les fours doivent être remplacés plus souvent que les autres systèmes de chauffage.

Air par gravité

Précurseur des systèmes à air pulsé, les générateurs d’air chaud par gravité distribuent également l’air par un système de conduits métalliques. Mais plutôt que de forcer l’air par un ventilateur, les systèmes à air par gravité fonctionnent par la simple physique de l’air chaud qui monte et de l’air froid qui descend.

Un générateur d’air chaud par gravité dans un sous-sol chauffe l’air, qui monte ensuite dans les différentes pièces par des conduits. L’air froid retourne dans la chambre d’échange thermique du four par un système de conduits de retour d’air froid. Les générateurs d’air chaud dits « octopus » que l’on trouve dans de nombreuses maisons anciennes sont des générateurs d’air chaud à gravité.

Les systèmes d’air par gravité ne sont plus installés, mais dans de nombreuses maisons plus anciennes, ils continuent de fonctionner efficacement.

Source de carburant : Les générateurs d’air chaud à air pulsé peuvent être alimentés au gaz naturel, au propane liquide (LP), au mazout ou à l’électricité.

Distribution : L’air conditionné circule à travers un réseau de conduits métalliques.

Avantages

  • Pas de pièces mobiles, donc ces systèmes ont une très longue durée de vie et peuvent durer de nombreuses décennies.
  • Les systèmes d’air par gravité sont très fiables et nécessitent peu d’entretien.

Inconvénients

  • L’air ne peut pas être filtré efficacement.
  • L’efficacité énergétique est inférieure à celle des fours plus récents.
  • Les réglages de température sont lents car les systèmes fonctionnent par de simples courants de convection.

Aperçu du chauffage rayonnant

chauffage rayonnantAlors que les systèmes de chauffage à air pulsé et à air par gravité fonctionnent en chauffant l’air à l’emplacement central de la fournaise. Puis en distribuant cet air réchauffé dans diverses pièces par l’entremise de conduits, d’autres systèmes de chauffage fonctionnent d’une façon très différente.

Le chauffage par rayonnement désigne tout système dans lequel l’énergie thermique est transférée des surfaces chaudes au froid dans les pièces où la chaleur est nécessaire.

Le terme peut être utilisé pour décrire des méthodes démodées comme le chauffage d’une pièce avec un poêle à bois à ventre de pot, ou des systèmes très modernes et sophistiqués où l’eau chaude circule à travers des tubes encastrés dans le mortier sous le plancher. Il peut également s’agir de systèmes dans lesquels des panneaux alimentés à l’électricité sont appliqués au plafond pour diffuser la chaleur vers le bas dans une pièce.

Pour les propriétaires modernes, l’une des applications les plus courantes est le chauffage radiant par le sol, dans lequel des tuyaux d’eau chaude ou des fils électriques réchauffent un mortier ou un plancher de carreaux de céramique pour diffuser la chaleur dans la pièce.

Sources de combustible : Les systèmes de tubes d’eau chaude sanitaire sont habituellement chauffés par une chaudière centrale, qui peut être alimentée au gaz naturel, au propane liquide (LP) ou à l’électricité. Certains systèmes de plancher radiant sont directement alimentés par l’électricité de ligne. Les foyers ou les poêles peuvent être alimentés au gaz, au bois ou même à l’électricité.

Distribution : Les systèmes de plancher sont habituellement distribués par de l’eau chaude qui circule dans des tuyaux en plastique.

Avantages

  • Les systèmes rayonnants fournissent une chaleur confortable et uniforme.
  • Lorsqu’ils sont chauffés par des chaudières, les systèmes rayonnants peuvent être très éconergétiques.

Inconvénients

  • Le cycle d’échauffement est lent.
  • L’installation de systèmes dans le plancher est coûteuse.
  • Il est difficile d’accéder à la tuyauterie cachée si des problèmes d’entretien surgissent.

Chaudières et radiateurs

Chaudières et radiateursLes systèmes de chauffage par rayonnement les plus courants sont exploités par des chaudières centralisées qui font circuler de la vapeur ou de l’eau chaude par des tuyaux vers des radiateurs placés stratégiquement autour de la maison.

Le radiateur classique – un appareil vertical en fonte d’acier habituellement placé près des fenêtres dans les vieilles maisons – est souvent appelé un radiateur à vapeur, bien que ce terme soit parfois imprécis.

En réalité, deux types de systèmes sont utilisés avec ces radiateurs plus anciens. Les vraies chaudières à vapeur font en fait circuler de la vapeur gazeuse à travers des tuyaux vers des radiateurs individuels, qui se condensent ensuite dans l’eau et retournent à la chaudière pour la réchauffer. Ces systèmes se distinguent par le fait que les radiateurs sont équipés de raccords de tuyauterie en haut (refoulement de vapeur) et en bas (retour d’eau condensée). C’est ce qu’on appelle parfois des systèmes à deux tuyaux.

Un type de radiateur légèrement différent est utilisé avec les chaudières à eau chaude, dans lesquelles l’eau surchauffée circule par convection vers les différents radiateurs. Dans ces systèmes, il n’y a des raccords de tuyauterie qu’au fond des radiateurs. Ces systèmes sont souvent appelés systèmes monotube.

Sources de combustible : Les systèmes de chaudières/radiateurs peuvent être alimentés au gaz naturel, au propane liquide, au mazout ou à l’électricité. Les chaudières d’origine peuvent même avoir été alimentées au charbon.

Distribution : La chaleur est produite par de la vapeur ou de l’eau chaude qui circule dans des tuyaux métalliques vers des radiateurs façonnés pour faciliter le transfert de l’énergie thermique.

Avantages

  • La chaleur rayonnante est très confortable et ne dessèche pas l’air comme le fait la chaleur à air pulsé.
  • Les radiateurs peuvent être remplacés par des radiateurs à plinthes ou à panneaux muraux à profil bas.
  • Lorsque les vieilles chaudières sont remplacées, les chaudières modernes ont une très bonne efficacité énergétique.

Inconvénients

  • Les radiateurs peuvent être inesthétiques.
  • L’emplacement des radiateurs peut limiter l’emplacement des meubles et des couvre-fenêtres.
  • Ne peut pas être combiné avec l’air conditionné.

Radiateur à eau chaude pour plinthes chauffantes

Radiateur à eau chaude pour plinthes chauffantesUne autre forme plus moderne de chauffage par rayonnement est un système de plinthes à eau chaude, également connu sous le nom de système hydronique.

Ces systèmes utilisent également une chaudière centralisée pour chauffer l’eau qui circule à travers un système de tuyaux d’eau jusqu’à des radiateurs à plinthes surbaissées avec des ailettes métalliques qui diffusent la chaleur de l’eau dans la pièce. Il s’agit essentiellement d’une version évoluée et mise à jour des anciens systèmes de radiateurs verticaux.

Sources de carburant : Les chaudières des systèmes hydroniques peuvent être alimentées au gaz naturel, au propane liquide (LP), au mazout ou à l’électricité.

Distribution : Eau chaude chauffée par une chaudière et acheminée par tuyauterie à des plinthes à tubes à ailettes montées le long des murs. Les ailettes augmentent la surface de dissipation de la chaleur, ce qui rend l’appareil plus efficace.
L’air est distribué par convection lorsque l’air monte et est chauffé par la plinthe.

Avantages

  • Les systèmes hydroniques ont une excellente efficacité énergétique.
  • Les systèmes hydroniques sont silencieux puisqu’il n’y a pas de ventilateurs ou de soufflantes.
  • La température peut être contrôlée avec précision.
  • Les systèmes de radiateurs sont très durables et nécessitent peu d’entretien.

Inconvénients

  • Les plinthes radiantes/convectives ne doivent pas être obstruées et peuvent poser des problèmes au niveau de l’emplacement des meubles et de la conception des draperies.
  • Les radiateurs sont lents à chauffer.
    Ne peut pas être combiné avec des systèmes de climatisation.

Pompe à chaleur

Pompe à chaleurLa toute dernière technologie en matière de chauffage (et de climatisation) de la maison est la thermopompe.

À l’aide d’une technologie semblable à celle d’un climatiseur, les thermopompes extraient la chaleur d’une source et la déposent dans une autre en utilisant un appareil de traitement d’air intérieur et une pompe extérieure qui fait circuler le frigorigène. Certains systèmes extraient la chaleur de l’air extérieur, tandis que les systèmes géothermiques à boucle souterraine extraient la chaleur de la terre à l’aide d’un tuyau à boucle souterraine.

Les thermopompes hors-sol sont souvent appelées mini-splits ou systèmes sans conduits. Bon nombre de ces systèmes sont réversibles, fournissant de la chaleur quand il fait frais et de l’air conditionné quand il fait chaud. Selon l’EPA, une thermopompe peut économiser de 30 à 70 % sur les coûts de chauffage, et de 20 à 50 % sur les coûts de climatisation de la maison, comparativement à d’autres systèmes. À l’origine assez coûteuses, les pompes à chaleur sont devenues plus abordables au fur et à mesure que les systèmes hors sol ont été mis au point.

Sources de combustible : Les thermopompes sont habituellement alimentées à l’électricité, bien que des modèles au gaz naturel soient également disponibles.

Distribution : La chaleur (et le refroidissement) sont fournis par des unités murales qui soufflent l’air à travers les serpentins de l’évaporateur reliés à une pompe extérieure qui extrait ou absorbe la chaleur de l’extérieur.

Avantages

  • Les systèmes offrent à la fois le chauffage et le refroidissement.
  • Les pompes à chaleur sont extrêmement éconergétiques.
  • Les unités murales individuelles permettent un contrôle précis de chaque pièce.
  • Les ventilateurs sont beaucoup plus silencieux que les systèmes centraux à air pulsé.
    Aucun conduit n’est nécessaire.

Inconvénients

  • Les pompes à chaleur sont mieux adaptées aux climats relativement doux.
  • Les coûts d’installation sont plus élevés que ceux des systèmes de conduits.