Ventilation de fournaise à haute efficacité: ce que vous devez savoir

Une fournaise à haut rendement est une innovation relativement nouvelle dans la technologie CVC résidentielle. Lorsque les fours pour systèmes de chauffage domestique à air pulsé sont entrés en service, ils ont tous initialement évacué leurs gaz d'échappement d'une manière très traditionnelle, similaire à la façon dont les foyers à bois sont évacués. Les gaz d'échappement étaient évacués verticalement dans une cheminée en briques, parfois doublée d'un conduit de fumée en métal, qui traversait la maison et sortait du toit. De 1935, lorsque les systèmes à air pulsé ont été inventés, jusqu'aux années de crise énergétique des années 1980, il s'agissait du système de ventilation traditionnel de toutes les fournaises à air pulsé à combustion.

Au cours de cette période, même les meilleures unités de fournaises conventionnelles n'atteignaient au mieux qu'environ 60 à 70 % d'efficacité, ce qui signifie que 30 à 40 % de l'énergie montait dans la cheminée sous forme de chaleur perdue. Au moment où les coûts énergétiques élevés l'ont rendu viable, les fabricants ont commencé à développer une série de nouveaux modèles de fours qui brûlaient plus efficacement. Certaines de ces conceptions sont obsolètes depuis longtemps (le four Pulse de la société Carrier, par exemple), mais de cette période d'innovation est née la conception de base qui régit aujourd'hui le

Les fournaises à haut rendement qui atteignent des cotes de 90 % ou plus sont devenues de plus en plus populaires à partir de 2010. En 2012, par exemple, 35 pour cent de toutes les fournaises vendues avaient des cotes d'efficacité énergétique de 90 pour cent ou plus. Si ton fourneau a moins de 10 ans, il est fort possible que vous ayez déjà une unité à haut rendement, surtout si vous vivez dans un climat hivernal froid. Si vous envisagez d'installer une nouvelle fournaise ou si vous habitez dans une nouvelle maison, il s'agira très probablement d'un modèle à haut rendement.

Innovations en matière de fours à haute efficacité

Les années 1980 et 1990 ont vu une variété d'innovations qui étaient nécessaires pour améliorer l'efficacité des fours à air pulsé :

• ​Allumage par surface chaude :Les fours plus anciens utilisaient des veilleuses permanentes qui brûlaient constamment une petite quantité de carburant. Cette fonctionnalité a finalement été remplacée par allumage électronique qui n'allume le gaz que lorsqu'un signal est envoyé au four. La méthode la plus efficace de toutes se trouve dans les fours modernes à haut rendement, où le combustible est allumé par un dispositif d'allumage à surface chaude qui crée les températures élevées nécessaires à l'allumage du le carburant.
  
• ​Brûleurs « in-shot » :Les fours plus anciens utilisaient une méthode assez passive flamme du brûleur semblable à ce que l'on trouve sur une cuisinière à gaz. Une fournaise moderne à haute efficacité, d'autre part, utilise un brûleur qui souffle avec force la flamme dans le échangeur de chaleur d'une manière qui extrait la plus grande énergie possible du carburant.
  
• ​Échangeur de chaleur double :Au lieu de permettre aux gaz d'échappement chauds de s'évacuer par simple physique (l'air chaud monte) dans la cheminée, le système haute efficacité les fournaises utilisent un échangeur de chaleur secondaire pour extraire une plus grande partie de la chaleur de l'échappement avant de l'évacuer du loger. Les gaz d'échappement d'un four moderne sont assez froids au moment où ils quittent le système.
  
• ​Ventilateur à induction: Étant donné que les gaz d'échappement d'une fournaise moderne et efficace ont été évacués de pratiquement toute leur chaleur, il n'y a plus d'énergie suffisante pour créer le courant de convection qui permet aux gaz de s'élever naturellement dans un cheminée. Ainsi, un secondaire ventilateur à induction est nécessaire de créer un courant d'air pour déplacer les gaz d'échappement dans le tuyau de ventilation.

Nulle part, cependant, les innovations pour les fournaises à haut rendement ne sont plus importantes que celles requises pour le système de ventilation de la fournaise.

Efficacité standard vs. Ventilation haute efficacité

Une fournaise à efficacité standard ou moyenne peut gaspiller de l'énergie, mais le système de ventilation lui-même est une merveille de physique simple. Parce que les gaz d'échappement sont si chauds, ils montent tout naturellement dans un conduit vertical qui monte dans une cheminée standard et sort de la maison. Aucune assistance mécanique n'est requise (bien que certaines chaudières plus anciennes soient équipées de ventilateurs inducteurs de tirage qui poussent les gaz d'échappement vers la cheminée).

Si votre fournaise est une ancienne unité à faible ou moyenne efficacité (efficacité inférieure à 90 %), elle est probablement encore ventilée de cette façon. Il est de plus en plus rare, cependant, de voir de nouveaux fours de ce type, même si 80% est toujours le minimum officiel d'efficacité du ministère de l'Énergie pour les zones d'hiver chaud.

Les fournaises à haut rendement, par contre, nécessitent une technologie améliorée pour évacuer correctement. Ces fours sont appelés "fours à condensation" car un sous-produit d'une efficacité extrêmement élevée est que de l'eau condensée est produite lorsque les dernières calories de chaleur sont extraites des gaz d'échappement. Ainsi, ces fours ont toujours une tuyau de drainage qui se dirige vers un siphon de sol ou un autre appareil de vidange.

Un autre effet secondaire de la combustion à haut rendement est que les gaz sont si froids qu'ils n'ont pas de convection naturelle qui permet aux fumées de s'écouler dans une cheminée. Ainsi, ces fournaises ne ventilent pas du tout à moins qu'il n'y ait un moteur de ventilateur supplémentaire - appelé ventilateur à induction à tirage - pour aspirer les gaz d'échappement dans le conduit de fumée.

Enfin, un autre effet secondaire malheureux de la combustion à haute efficacité est que les gaz d'échappement restants deviennent un mélange hautement corrosif de dioxyde de carbone et d'humidité acide. Ces gaz d'échappement sont si corrosifs qu'ils détruisent rapidement le mortier de la cheminée et le métal des conduits de fumée utilisés pour ventiler les anciennes fournaises.

Pour tenir compte de la nature unique des gaz d'échappement dans une fournaise à condensation à haut rendement, l'échappement est généralement ventilé à travers la paroi latérale de la maison à travers tuyaux en plastique PVC, pas de métal. C'est l'un des moyens les plus simples de déterminer si une maison a une fournaise à haute efficacité - recherchez la présence d'un ou deux tuyaux en PVC sortant de la maison à peu près au même niveau que la fournaise. (Un tuyau en ABS ou en CPVC est également parfois utilisé, bien que le PVC soit plus courant.)

Ventilation latérale de la fournaise: systèmes à un ou deux tuyaux

Paroi latérale aération pour une fournaise à condensation à haut rendement peut se faire avec deux types d'installation différents: les systèmes monotubes ou les systèmes bitubes.

Une ventilation à deux tuyaux est souvent préférable, en particulier dans les maisons modernes extrêmement étanches à l'air. Dans ce système, souvent appelé installation d'évacuation directe, l'un des tuyaux en PVC aspire de l'air frais extérieur pour alimenter la combustion de la fournaise. Ceci est généralement appelé le tuyau d'admission d'air, ou simplement le tuyau d'admission. L'autre tuyau en PVC est le tuyau d'échappement, qui évacue les gaz d'échappement usés du four.

Certaines installations ressemblent à des systèmes monotubes mais sont en fait des systèmes bitubes car elles utilisent un tuyau concentrique à double paroi qui amène de l'air frais le long d'une chambre scellée du tuyau tout en évacuant par le autre chambre. Cet évent concentrique ressemble à un système à un tuyau, mais il s'agit en fait d'une installation à deux tuyaux.

Dans les systèmes monotubes, la fournaise aspire l'air ambiant de l'intérieur de la maison pour fournir l'air nécessaire à la combustion du combustible. Parfois, les techniciens d'installation installent un évent secondaire dans la buanderie ou le sous-sol qui permet simplement à l'air extérieur d'entrer dans la pièce pour s'assurer que la fournaise a suffisamment d'air frais. Cela est particulièrement vrai dans les maisons les plus modernes à haut rendement énergétique qui sont très étanches à l'air. Il est moins critique dans les maisons plus anciennes, qui présentent naturellement des courants d'air de manière à garantir une présence suffisante d'air frais.

Les installations à deux tuyaux sont considérées comme plus efficaces et sont donc préférables, mais les installations à un tuyau sont autorisées par la plupart des codes du bâtiment. En fait, la plupart des nouvelles fournaises peuvent être adaptées pour une installation monotube ou bitube. Quelle que soit la méthode utilisée, il est tout à fait crucial que les tuyaux de ventilation soient installés correctement - étanches à l'air et avec la bonne pente - pour que la fournaise fonctionne en toute sécurité.

Il est également important que le tuyau d'admission d'air soit positionné de manière à ce que l'air aspiré soit vraiment frais et non contaminé par les fumées des tuyaux d'échappement utilisés pour la fournaise ou le chauffe-eau. Cela peut être délicat dans les maisons en rangée ou les condominiums, où le mur extérieur de la buanderie est assez limité. Ainsi, l'installation de la fournaise est généralement un travail pour un entrepreneur agréé. Certaines communautés interdisent aux propriétaires d'effectuer ces travaux, et là où l'installation de bricolage est autorisée, vous pouvez vous attendre à ce que le processus d'inspection soit très rigoureux.