Tuyaux d’aération en plastique pour chaudière à condensation

Tuyaux d'aération en plastiqueLes générateurs d’air chaud à air pulsé traditionnels alimentés au gaz utilisaient des conduits de ventilation en métal, habituellement acheminés dans une cheminée, pour évacuer les gaz de combustion créés dans la chambre de combustion.

Mais dans les chaudières à condensation modernes à haut rendement, des tuyaux en plastique spéciaux (le plus souvent en PVC, ABS ou CPVC) sont utilisés pour l’admission d’air, les gaz d’échappement et pour transporter la condensation corrosive résultant du processus de combustion. Toutefois, les normes de construction approuvées pour ce matériau de tuyauterie manquent de clarté et d’imputabilité.

Examinons d’abord les différents types de systèmes de chaudières qui entrent dans cette catégorie.

Types de systèmes de chaudières à condensation ventilés

Il existe deux types de générateurs d’air chaud à condensation : les systèmes à deux tuyaux avec évent direct et les systèmes à un seul tuyau avec évent non direct.

  • Système de ventilation directe (à deux tuyaux) : Le système d’évacuation directe à deux tuyaux est le plus courant dans les applications de chauffage résidentiel. Il fournit un évent direct qui amène l’air extérieur à la chambre de combustion scellée avec un tuyau, tandis qu’un deuxième tuyau d’évent fournit une ventilation scellée des gaz d’échappement vers l’extérieur de votre maison. Dans un système de ventilation directe, vous pouvez facilement voir les deux tuyaux sortir par le côté de votre maison.
  • Système de ventilation non directe (monotube) : Le système d’évent non direct monotube est utilisé lorsqu’il n’y a pas vraiment besoin d’un évent d’entrée d’air de combustion séparé. Il fournit un tuyau de ventilation pour les gaz d’échappement, mais il utilise l’air non climatisé (non refroidi ou chauffé) provenant de l’espace autour de la chaudière pour l’air de combustion. Ces générateurs d’air chaud sont habituellement installés dans des espaces non climatisés, comme le garage, le vide sanitaire, le sous-sol ou le grenier, où l’infiltration d’air est suffisamment élevée pour fournir des volumes adéquats d’air de combustion non climatisé.

Pourquoi une chaudière à condensation nécessite-t-elle un tuyau de condensat ?

Tuyaux d'aération en plastiqueLe générateur d’air chaud à condensation à allumage électronique à haut rendement a des exigences particulières en matière de ventilation et d’évacuation des condensats.

Grâce à la technologie spéciale des échangeurs de chaleur utilisée par une chaudière à condensation, la chaleur est extraite du processus de combustion du combustible pendant une plus longue période de temps, au point que les gaz d’échappement de combustion se sont « refroidis » et condensés.

Les gaz d’échappement sont vidés de leur chaleur jusqu’à ce que le condensat d’eau s’écoule de l’échangeur de chaleur de la chaudière et que les gaz de combustion à basse température s’échappent d’un tuyau spécial en plastique, au lieu d’être acheminés vers une cheminée. Le tuyau pour le condensat s’écoule souvent vers un siphon de sol ou un autre puisard.

Il est essentiel d’assurer une ventilation correcte pour le bon fonctionnement de la chaudière. Il assure un drainage correct du condensat et aide à maintenir l’intégrité de l’ensemble du système d’admission d’air et d’évacuation des gaz d’échappement. L’installation incorrecte du système d’évacuation de la chaudière ou du système de condensat peut entraîner un mauvais fonctionnement de la chaudière.

Pourquoi les tuyaux en plastique ?

TuyauxLes chaudières à condensation sont classés comme appareils de CATÉGORIE IV selon les normes de l’industrie, identifiées dans la documentation officielle ANSI Z21.47 (CGA-2.3), qui exigent que les systèmes de ventilation soient étanches à l’eau et au gaz. La chaudière utilise un moteur d’évacuation des gaz d’échappement qui pousse les gaz d’échappement à travers le tuyau d’évacuation, créant ainsi une pression statique positive dans l’évent.

La chaudière à condensation produit des gaz d’échappement condensés qui contiennent de l’eau et du dioxyde de carbone, lesquels forment ensemble de l’acide carbonique qui produit un condensat corrosif. Ainsi, seuls des types spéciaux de plastique sont recommandés par les fabricants de chaudières pour la ventilation et l’évacuation des condensats dans une chaudière à condensation.

Il est recommandé que les tuyaux d’évent soient fabriqués à partir de certains types de PVC (chlorure de polyvinyle), de CPVC (chlorure de polyvinyle chloré) et d’ABS (acrylonitrile-butadiène-styrène), selon la température spécifiée des gaz d’échappement de la chaudière.

Ces différents plastiques ont des températures maximales de service de chaleur différentes : Le PVC a la cote la plus basse à 140° F., le CPVC a la cote la plus élevée à 194° F. et l’ABS se situe entre les deux, à une température de service maximale de 160° F. Une défaillance de la conduite, comme un affaissement ou une fuite, peut survenir si les températures de service prolongées dépassent ces températures recommandées.

Confusion dans l’industrie au sujet des normes

Le Code international du gaz combustible stipule à la section 503.4.1.1.1 (IFGS) « Les tuyaux et raccords en plastique utilisés pour ventiler les appareils doivent être installés conformément aux instructions du fabricant de l’appareil. C’est là que réside le problème. Bien que les instructions du fabricant énumèrent les types de tuyauterie acceptables pour ses produits, elles laissent à l’entrepreneur chargé de l’installation le soin de déterminer les tuyaux en plastique à utiliser.

Tuyaux

Ironiquement, même si la présence de tuyaux de ventilation en plastique est devenue synonyme de chaudières à condensation à haut rendement, les fabricants de tuyaux en PVC ne recommandent pas le PVC pour cette application. Il n’existe pas non plus de normes officielles de l’ASTM pour les tuyaux en plastique utilisés pour l’évacuation des gaz de combustion. Même lorsqu’un fabricant de générateurs d’air chaud fait référence à un organisme de normalisation et à une norme – comme la norme ASTM D1785 pour les tuyaux en PVC de l’annexe 40 – la norme ne vise que l’installation du tuyau. La norme ASTM D1785 pour l’annexe 40 (qui s’applique à la tuyauterie de drainage de plomberie) stipule ce qui suit : « Cette norme pour les tuyaux en PVC ne comprend pas les exigences relatives aux tuyaux et raccords destinés à être utilisés pour l’évacuation des gaz de combustion ».

Codes et recommandations

Les codes du bâtiment, tant au niveau national que local, semblent s’en remettre aux fabricants de chaudières pour préciser quels tuyaux en plastique peuvent être utilisés comme évents à basse température avec leurs produits. Cependant, à part les recommandations, c’est l’entrepreneur d’installation qui, en bout de ligne, détermine les tuyaux en plastique à utiliser.

Malgré la confusion, la pratique sécuritaire suggère l’utilisation de tuyaux en PVC de l’annexe 40 pour l’évent d’entrée d’air de la chaudière et en CPVC pour l’évent d’évacuation, étant donné sa température de service élevée. De cette façon, s’il y a un problème avec la chaudière qui fait en sorte que la température des gaz d’échappement dépasse la température prévue, le système d’évacuation des gaz d’échappement a presque 40 % plus de capacité pour gérer la chaleur excédentaire avant qu’elle n’atteigne le point où elle peut tomber en panne.

Les bases de la ventilation de la chaudière

Comme nous l’avons vu avant, tous les systèmes de ventilation des chaudières utilisent un conduit ou un tuyau d’évent – aussi appelé cheminée ou conduit de cheminée – pour évacuer les gaz d’échappement du chauffe-eau vers l’extérieur. Le conduit peut être en métal ou en plastique, selon le type de système de ventilation. Les conduits de la chaudière peuvent mener directement à l’extérieur, ou ils peuvent être reliés à un conduit d’évent plus grand qui dessert également une chaudière au gaz ou au propane ou une chaudière à gaz dans la maison. C’est ce qu’on appelle une configuration d’évent commun. Dans de nombreux cas, les gaz d’échappement des gros appareils chauffent l’évent commun, ce qui améliore le débit de l’évent du chauffe-eau.

En plus de la ventilation, les chaudières au gaz et au propane ont besoin d’une alimentation en air pour la combustion. Cela peut provenir de l’air atmosphérique de la maison ou d’un tuyau d’aération qui tire l’air de l’extérieur.

Une ventilation adéquate prévient le refoulement d’air

TuyauxLe problème associé à la ventilation d’une chaudière est une condition appelée rétro-ventilation, dans laquelle les gaz d’échappement de la chaudière ne sortent pas de la maison par l’évent mais se retrouvent plutôt dans la maison. Le refoulement peut avoir de nombreuses causes, mais il est le plus souvent dû à une mauvaise conception ou installation de l’évent et/ou à un déséquilibre du volume d’air dans la maison. Ces derniers sont souvent le résultat d’une faille dans les ventilateurs, comme les ventilateurs de salle de bains ou de cuisine, qui aspirent l’air hors de la maison et créent un effet de vide qui aspire les gaz d’échappement de la chaudière vers le bas et dans la maison.

Certains systèmes de ventilation de chauffe-eau éliminent la possibilité de refoulement avec ventilation assistée par ventilateur ou technologie de ventilation directe.

Méthodes d’évacuation

Évacuation atmosphérique

TuyauxLes chaudières standard – le type le plus courant – utilisent la ventilation atmosphérique. L’évent consiste en un conduit d’évent vertical ou incliné vers le haut qui est généralement relié à un évent commun. Le système fonctionne uniquement par convection naturelle et donc selon le principe que l’air chaud monte. Les gaz d’échappement chauds de la chaudière s’élèvent naturellement par l’évent et s’échappent dans l’air extérieur, créant ainsi une aspiration qui favorise cette circulation d’air vers le haut. La puissance de l’aspiration augmente au fur et à mesure que le conduit d’évacuation se réchauffe.

Les systèmes de ventilation atmosphérique fonctionnent bien (et sans électricité) s’ils sont bien conçus et si la maison n’a pas de problèmes de refoulement. Les évents mal conçus ont généralement un tirage insuffisant et/ou sont très sensibles au refoulement.

Évacuation d’air sous pression

TuyauxDans les chaudières munies d’un évent électrique, vous trouverez une soufflante électrique (souvent très silencieuse) installée sur le dessus de la chaudière. Elle peuvent aussi être munis de conduits d’évacuation verticaux ou horizontaux. Comme l’évent ne dépend pas de la flottabilité de l’air chaud, il peut être dirigé horizontalement vers l’extérieur de la maison. Le ventilateur refroidit l’air de façon à ce que l’évent puisse être installé dans un tuyau en PVC (plutôt qu’en métal, comme c’est le cas pour la ventilation atmosphérique) et est facile à assembler. Vous aurez besoin dans ce cas d’une prise électrique à coté du chauffe-eau pour alimenter le ventilateur.

Chaudière à évacuation directe

TuyauxDans le cas d’un système à évacuation directe, l’air de combustion est aspiré d’un tuyau d’évent qui traverse un mur extérieur ou le toit. Les gaz d’échappement sont évacués à l’extérieur par un conduit d’évacuation séparé ou par une chambre séparée du même tuyau (ce qui nécessite un conduit à double paroi). Les systèmes à évacuation directe « respirent » essentiellement l’air extérieur, de sorte qu’ils ne soient pas soumis aux effets du refoulement d’air dans la maison. Ils réduisent également le risque d’incendies accidentelles causées par des vapeurs inflammables autour de la chaudière.

Chaudière pour mobiles homes

TuyauxLes chaudières des mobile homes sont semblables à ceux des maisons ordinaires, à la seule différence que leur système de fonctionnement est spécialement adapté à un mobile home. Souvent, les fabricants ne garantissent pas une chaudière si elle est installée dans un mobile home et si elle n’est pas spécifiquement destiné à cet usage. Les chaudières atmosphériques standards des mobiles homes nécessitent souvent un panneau de contrôle extérieur. Si une chaudière n’est pas conçu de cette manière, il s’agit très probablement d’un appareil à combustion scellé avec ventilation directe.