Chauffage domestique: comprendre les systèmes de chauffe-eau

Les systèmes de chaudière pour le chauffage de toute la maison sont plus courants dans les maisons anciennes que dans les maisons modernes, principalement parce que systèmes de chauffage qui incluent le refroidissement et la ventilation les ont largement remplacés. Cependant, les systèmes de chauffage par chaudière, également appelés systèmes de chauffage hydronique, offrent des avantages par rapport aux systèmes à air pulsé qui méritent d'être envisagés même si vous construisez une nouvelle maison. Et si vous emménagez dans une maison plus ancienne qui a déjà des radiateurs ou des plinthes chauffantes, vous devriez prendre un moment pour apprécier les avantages de la chaleur hydronique. Vous devriez également apprendre comment fonctionne votre système de chauffage hydronique afin que vous puissiez en tirer le meilleur parti et savoir quoi faire au cas où les choses ne fonctionneraient pas.

Comment fonctionnent les systèmes de chaudière

De nombreux systèmes de chauffage par chaudière plus anciens sont des systèmes par gravité et reposent sur le fait que la vapeur monte naturellement au point le plus élevé du système. Les systèmes contemporains, en revanche, faire circuler de l'eau chaude à travers les tuyaux à une température comprise entre 180 et 190 degrés Fahrenheit, ce qui réduit la quantité d'énergie nécessaire pour chauffer l'eau mais nécessite l'ajout d'une pompe de circulation. Qu'elles soient anciennes ou nouvelles, les chaudières sont des systèmes fermés dans lesquels l'eau ou la vapeur circule en continu dans le éléments chauffants et retour à la chaudière, et ils sont plus économes en énergie et plus faciles à entretenir que l'air pulsé systèmes.

Le cœur du système est le Chaudière, un nom de l'époque où la plupart des chaudières faisaient bouillir de l'eau. Comme les réservoirs à vapeur d'autrefois, de nombreuses chaudières modernes sont en fonte (bien que beaucoup ne le soient pas), mais même si elles font circuler de l'eau au lieu de l'air, elles fonctionnent presque exactement comme des fours. Un combustible — qui peut être du gaz naturel, du propane, du mazout ou de l'électricité — produit de la chaleur, qui est transférée à l'eau par un échangeur de chaleur, et une pompe fait circuler l'eau chauffée dans tout le système. L'eau transfère la chaleur aux éléments dans chacun des appareils de chauffage individuels placés dans toute la maison et retourne à la chaudière pour être réchauffée. C'est à peu près tout - les systèmes de chaudières sont l'essence de la simplicité.

Parce que l'eau se dilate lorsqu'elle est chauffée, un système de chaudière a besoin d'un vase d'expansion, généralement situé à proximité de la chaudière, pour servir de réservoir et éviter la surpression du système. Si la chaudière brûle un combustible, elle a également besoin d'un conduit d'évacuation des gaz de combustion. Pour augmenter l'efficacité énergétique, les systèmes de chaudières peuvent être équipés de Soupapes de zone pour permettre au système de chauffer sélectivement certaines parties de la maison et pas d'autres. Chaque vanne a généralement son propre thermostat, et en l'ajustant, les propriétaires peuvent chauffer une chambre tout en laissant le reste de la maison à une température plus fraîche.

Quelle est l'efficacité des systèmes de chaudière ?

L'efficacité des chaudières, comme celle des fours, est mesurée par l'efficacité annuelle d'utilisation du combustible (AFUE) système de notation, et la Federal Trade Commission exige que chaque chaudière ait une étiquette affichant son AFUE notation. La cote minimale admissible dépend du type de combustible et si le système de chauffage fonctionne à la vapeur ou à l'eau chaude.

Les chaudières à eau chaude au gaz doivent avoir un indice AFUE minimum de 82 pour cent, tandis que pour les chaudières à vapeur au gaz, le minimum est de 80 pour cent. Pour une chaudière à mazout, ces cotes sont de 84 % pour l'eau chaude et de 82 % pour la vapeur. Pour obtenir le label ENERGY STAR, les chaudières à mazout doivent avoir un indice AFUE d'au moins 87 %, tandis que le minimum pour les chaudières à gaz est de 90 %. Les chaudières à condensation doivent avoir une cote AFUE d'au moins 88 %, et certaines ont des cotes beaucoup plus élevées que le minimum.

Les chaudières à condensation, comme fours à condensation, ont des chambres de combustion étanches et condensent les gaz de combustion pour extraire le maximum de chaleur. Ces chaudières à haute efficacité ont des évents d'échappement en PVC qui ne peuvent pas être corrodés par l'échappement acide et froid gaz, tandis que les chaudières à combustion conventionnelles ont des conduits en acier galvanisé pour évacuer les gaz, qui toujours chaud. Les chaudières électriques ne brûlent pas de combustible, elles n'ont donc pas d'évents d'échappement. Sur le papier, ils sont les plus efficaces de tous, bien qu'ils coûtent plus cher à exploiter, en raison du coût plus élevé de l'électricité. De plus, cette efficacité ne tient pas compte de la quantité importante d'énergie requise pour produire l'électricité d'une centrale électrique conventionnelle.

Éléments chauffants pour systèmes de chaudières

La chaleur hydronique est de la chaleur rayonnante et s'élève par convection naturelle à partir des éléments chauffants, qui sont généralement placés dans ou près du sol. Ce type de chaleur réchauffe les objets sur son passage plutôt que simplement l'air, permettant un chauffage uniforme et plus confortable dans toute la pièce. Les trois types d'éléments chauffants que vous pouvez utiliser dans un système de chauffage hydronique sont les radiateurs, les plinthes chauffantes et les tuyaux de chauffage au sol.

le radiateurs dans les systèmes hydroniques modernes, ils ont la forme de ceux en fonte que l'on trouve dans les maisons plus anciennes avec des systèmes de chaudière, mais ils sont faits de métal léger et sont plus petits, bien qu'ils dégagent autant de chaleur. Ils peuvent le faire parce que la tuyauterie interne est plus complexe et mieux conçue, permettant à la chaleur de l'eau ou de la vapeur d'entrer en contact avec une plus grande partie du métal. Les éléments chauffants que l'on trouve dans la plupart des plinthes chauffantes se composent de plusieurs ailettes métalliques fixées à la conduite d'eau principale. Chaque ailette dégage de la chaleur et leur nombre augmente considérablement la quantité de chaleur fournie par l'élément.

Bien que tous les éléments chauffants hydroniques dégagent de la chaleur, lorsque les techniciens CVC parlent de chaleur rayonnante, ils font généralement référence à des éléments chauffants au sol. Ce sont des tuyaux conducteurs de chaleur, généralement en cuivre mais parfois en PEX, qui sont généralement installés pendant la construction de la maison afin qu'ils puissent être enterrés sous le plancher. Il est possible de rénover un plancher de bois existant avec des caloducs radiants en enlevant le revêtement de sol et en installant les tuyaux entre les solives. Il est même possible de les installer par le dessous du sol en les accrochant sous les solives de plancher, ce qui rend inutile le retrait du revêtement de sol.

Façons d'améliorer l'efficacité d'un système de chaudière

Tout comme vous pouvez le faire avec n'importe quel système de chauffage, vous pouvez améliorer l'efficacité en comblant les espaces dans les murs, le plafond et le sol, en ajoutant plus d'isolation à votre maison et en installant des installations écoénergétiques. des portes et les fenêtres. Vous pourriez envisager d'embaucher un entrepreneur pour effectuer un audit énergétique afin d'identifier les petites lacunes qui nécessitent une attention. L'entrepreneur utilisera un ventilateur pour créer une petite quantité de pression négative dans la maison, ce qui facilite la recherche d'espaces car l'air soufflera à travers eux.

Une autre méthode pour améliorer l'efficacité des systèmes de chaudières consiste à installer un contrôleur de réinitialisation extérieur du côté de la maison. Ceci est fourni avec la plupart des nouveaux systèmes de chaudière, mais si vous emménagez dans une maison avec un système existant, la réinitialisation extérieure peut n'avoir jamais été installée. Cet appareil surveille la température extérieure et abaisse la température de l'eau lorsqu'il fait chaud et que moins de chaleur intérieure est nécessaire. Il en coûte environ 400 $ pour en installer un, et il se rentabilise rapidement en économies d'énergie.

Vous pouvez également économiser de l'énergie en élargissant la zone morte de votre thermostat ou en installant un thermostat d'abaissement, qui a une capacité de zone morte. le zone morte est une plage de températures de chaque côté de la température cible de la pièce dans laquelle la chaudière reste éteinte. Par exemple, si la température cible est de 70 degrés et la zone morte est de ± 2 degrés, le thermostat laissera la température chuter à 68 degrés avant d'allumer la chaudière. Si vous élargissez la zone morte à ± 5 degrés, le système permettra à la température de chuter à 65 degrés, ce qui est un peu plus frais mais toujours confortable pour la plupart des gens. Si votre thermostat actuel n'est pas réglable de cette manière, envisagez de le remplacer par un autre.

Avantages des systèmes de chauffage hydronique

En plus de fournir une chaleur plus confortable et uniforme, les systèmes de chaudière offrent un certain nombre d'autres avantages, dont le moindre n'est pas que les chaudières peuvent doubler chauffe-eau et peut aider à chauffer l'eau (souvent en conjonction avec un chauffe-eau) pour une utilisation dans la salle de bain et la cuisine ainsi que pour le chauffage système. Que vous conceviez ou non votre système pour cela, vous n'aurez pas à vous soucier de l'installation conduits, ce qui est difficile et encore plus coûteux à faire si votre maison n'a pas de place pour conduits. D'autres choses à aimer incluent:

• ​Pas de souffleur :Un système hydronique n'a pas besoin d'un ventilateur, donc il n'y a pas de bruit et moins de chance de faire circuler des allergènes et autres polluants dans la maison parce que vous avez oublié de changer les filtres. Un ventilateur typique consomme environ 400 watts d'électricité par heure et coûte de 1,00 $ à 1,50 $ par jour pour fonctionner, tandis qu'une pompe de circulation hydraulique consomme de 100 à 200 watts et coûte deux fois moins beaucoup.

• ​Peu d'effet sur l'humidité: Contrairement à un système de chauffage à air pulsé, un système hydronique ne crée pas de courants d'air vifs qui aspirent l'humidité de la pièce. En fait, un système de chauffage hydronique a un effet négligeable sur l'humidité de la pièce et la qualité de l'air en général.

• ​Aucun problème de pression d'air: Parce qu'un système hydronique rayonne de la chaleur au lieu de réchauffer et de faire circuler l'air, il n'y a jamais de poches d'air trop froid ou trop chaud, et les portes ne seront jamais difficiles à ouvrir à cause de la pression atmosphérique différentiels.

• ​Moins cher à exploiter :En moyenne, les systèmes de chauffage hydronique coûtent environ 20 % de moins à faire fonctionner que les fournaises à air pulsé.

Certaines choses que vous pourriez ne pas aimer

Bien que le chauffage hydronique ait beaucoup d'avantages, il présente des inconvénients importants qui en font un mauvais choix pour certaines situations. L'un des principaux inconvénients est également l'un de ses avantages: il n'y a pas de conduits, donc si la maison a besoin d'un système de climatisation ou un système de ventilation, ceux-ci doivent être installés indépendamment du chauffage système. De nombreuses maisons contemporaines sont construites si étroitement qu'un échangeur d'air est une nécessité d'évacuer l'air vicié de la maison et de le remplacer par de l'air frais, et si vous envisagez d'installer des conduits pour cela, vous pourriez aussi bien installer une fournaise. En plus de cela, les systèmes de chauffage hydronique présentent d'autres problèmes :

• ​Conduites d'eau dans les murs: Chaque fois que vous installez des tuyaux de plomberie dans les murs, il y a un risque de fuite, et même une petite fuite peut causer des dommages importants à la charpente, aux cloisons sèches et à l'isolation, sans parler de permettre mouler grandir. De plus, si la maison subit une panne de courant en hiver, les tuyaux pourraient geler et éclater.
  
• ​Temps de préchauffage long: Cela peut prendre plusieurs minutes pour que les éléments chauffants hydroniques se réchauffent suffisamment pour émettre de la chaleur et plusieurs minutes de plus pour que la chaleur se répande dans une pièce. D'autre part, les éléments restent chauds pendant plusieurs minutes après l'arrêt de la chaudière, ce qui peut être une bonne ou une mauvaise chose.
  
• ​Les éléments chauffants prennent de la place :Vous devez concevoir la décoration de votre pièce autour des éléments chauffants, car vous ne pouvez pas placer de meubles devant eux ou les laisser même partiellement recouverts de rideaux.
  
• ​Sas à air: Si de l'air pénètre dans les conduites d'eau, il peut former des bulles qui empêchent l'eau de circuler. Si les éléments chauffants n'ont pas de vannes de purge, la seule façon de purger l'air est de vidanger la chaudière.