Chauffage Climatisation Énergies

La distribution de chaleur par air pulsé

Un système volumineux mais efficace.

Advanced Telemetry, Nwarhvac
Advanced Telemetry, Nwarhvac, CC, montage Paola Duchaine, Écohabitation

Un système de distribution à air pulsé est constitué :

  • d’un ventilateur pour assurer la distribution dans tout le réseau et vaincre les pertes de pression ;
  • d’un filtre, afin d’éliminer les polluants qui peuvent se trouver dans l’air ;
  • du réseau de conduits ;
  • de bouches de chaleur (registres) ;
  • de clés de réglage ;
  • de bouches de reprises ;
  • d’un humidificateur-déshumidificateur (au besoin) afin de maintenir un taux d’humidité satisfaisant dans le logement.

La chaleur est véhiculée par l’air à travers un réseau qui traverse tout l’édifice.

Aperçu d'un système de distribution à air
Figure 15: aperçu d'un système de distribution à air [10]

Bouche de chaleur
Figure 16: bouche de chaleur [14]

Ainsi, l’air de la maison est aspiré par le ventilateur puis filtré et réchauffé par la source de chaleur. L’air est ensuite envoyé dans le réseau de distribution. Les bouches de chaleur libèrent habituellement l’air chaud au niveau du plancher. L’air libéré, plus chaud et donc moins dense que l’air de la pièce, migre vers le plafond. Il est ensuite repris par les registres de retour après avoir cédé sa chaleur à l’air ambiant de la pièce.

Avantages

  • Le système est très réactif, i.e. il requiert un temps d’attente très court pour atteindre la température de consigne ;
  • Les bouches d’arrivée et de reprise de l’air sont incorporées dans les murs. Par conséquent, aucune place n’est perdue pour leur installation dans la partie habitable de la maison ;
  • Le système peut (devrait) inclure une prise extérieure pour apporter de l’air neuf, lequel est mélangé avec l’air recirculé et distribué dans le bâtiment, et une bouche de sortie de l’air vicié. Préférablement, les conduits d’entrée et de sortie sont situés à proximité l’un de l’autre de manière à pouvoir échanger la chaleur de l’air vicié au profit de l’air neuf (voir fiche sur la récupération de chaleur) ;
  • Le système peut (et devrait) inclure un dispositif de filtration qui réduit le taux de poussières dans l’air. Le filtre peut même être de type HEPA, rendant l’air exempt de particules fines et allergènes ;
  • Le contrôle de la température se fait pour toute la maison. Pour réguler la température au niveau de chaque pièce, les bouches d’arrivée d’air doivent être équipées de volets ajustables ;
  • L’humidité relative de la maison–dont dépend le niveau de confort–est maintenue par le système d’humidification-déshumidification ;
  • Le système peut fonctionner en bi-énergie, c’est-à-dire que le chauffage peut être assuré par deux systèmes de production de chaleur ;
  • Contrairement aux systèmes à vapeur et à eau chaude, les conduits de chauffage peuvent également transporter de l’air froid, permettant la climatisation pendant la saison estivale.

Inconvénients

  • Le sous-sol est largement occupé par le système de conduits d’alimentation et de retour d’air dont la section est bien supérieure à celle des tuyaux de distribution des systèmes à eaux chaudes ;
  • Le ventilateur peut parfois être bruyant si l’installation est déficiente ;
  • L’entretien doit être régulier car la circulation de l’air peut-être gênée par des filtres ou des bouches d’alimentation et de retour poussiéreux. Il est cependant très rare que les propriétaires de bâtiments se préoccupent de ce détail important.

Comment améliorer un système déjà existant : l’entretien à faire soi-même

 La clé de la longévité d’un système de distribution de chaleur à air chaud est son entretien, plus encore que pour les autres systèmes.

  • Pendant la période de chauffage, il est indispensable de nettoyer voire de remplacer les filtres à air.
  • Il est également nécessaire de vérifier que les bouches d’alimentation et de retour de l’air ne soient pas obstruées par la poussière et qu’aucun meuble ne les bouche.
  • Lubrifiez le moteur du ventilateur deux fois par an, de façon à prévenir les pannes.
  • Si le système d’humidification-déshumidification est constitué d’une roue à enthalpie, celle-ci doit-être nettoyée deux fois par an, par exemple à l’aide d’une eau vinaigrée.

Les conseils d’Écohabitation

Il est très important de bien dimensionner son système. Le consommateur averti verra donc à ce que l’entrepreneur en chauffage, ventilation et climatisation fasse un dimensionnement (calcul des charges) pièce par pièce, tel que l’exige la norme CSA F280. Ceci assurera que chaque pièce jouit d’un confort adéquat dans les conditions les plus extrêmes, qu’il s’agisse de chauffage uniquement ou de climatisation, si le système est pourvu de cette possibilité. Il est important en particulier que le balancement du débit soit conforme au plan du bâtiment.

La ventilation à air pulsé selon LEED

LEED exige que le dimensionnement soit effectué adéquatement avec un logiciel de simulation sur une base « pièce par pièce », selon la norme CAN/CSA-F280-M90 ou du manuel « Handbook of Fundamentals » de l’ASHRAE.

Pour 1 point LEED, il faut voir à ce que le débit de l’air de reprise soit satisfaisant dans chaque pièce en satisfaisant l’une des deux conditions suivantes :

  1. Prévoir des ouvertures de 2,3 cm² par 0,01 m³/min (1 po² par PCM) d’approvisionnement. Il peut s’agir autant de grille. De transfert que de l’aire sous la porte entre la zone fermée et l’espace adjacent ayant un retour ;
  2. Démontrer que la différence de pression entre les pièces fermées et les espaces adjacents ayant un retour n’est pas supérieur à 2,5 Pa.

Deux points LEED supplémentaires sont accordés pour la réalisation d’un essai de performance indépendant : il faut alors procéder à des essais sur les débits d’air d’alimentation dans chaque pièce alors que les portes sont fermées. Les débits d’air doivent être dans les limites de ± 20% des valeurs calculées. Un point est accordé pour l’essai du système et un autre point est accordé si le système est équilibré.

Il est fréquent que les conduits ne soient pas installés de façon optimale, pour utiliser un euphémisme. En effet, l’installateur optera parfois pour un chemin qui permettra de diminuer les coûts d’installation plutôt que les frais de chauffage. Un exemple serait l’installation d’un conduit trop près d’une solive de rive, empêchant la pose d’isolant du côté le plus froid, faute d’espace. Il importe de toute façon que les conduits se trouvent entièrement à l’intérieur de l’enveloppe thermique (la zone chauffée de l’habitat).

Parmi les plaintes les plus fréquentes en ce qui a trait aux systèmes de chauffage à air pulsé, le bruit est au top du palmarès. Un système de chauffage à air pulsé sera bruyant si les conduits sont mal installés. L’ajout de coudes ou de constrictions (pour faciliter le passage dans une section étroite) donnera lieu à un mouvement turbulent et à des variations de vitesse de l’air, lesquels augmenteront le niveau sonore. Si le système de génération de chaleur génère beaucoup de vibrations (ex. pompe à chaleur d’un système géothermique), la bonne pratique consiste à installer un joint apte à absorber celles-ci entre les conduits de distribution et le générateur de chaleur.

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