Le système d'eau traditionnel transfère l'énergie thermique aux locaux par l'eau ou un liquide antigel (antigel). Mais il existe une autre solution - le chauffage purement domestique de l'air, dans lequel l'air des pièces est chauffé directement, sans hydraulique ni radiateurs. Étant donné que ce sujet est activement promu par les fabricants de matériel de chauffage intéressés, nous avons décidé de savoir dans quelle mesure le chauffage à l'air est meilleur (ou pire) que le chauffage classique et s'il est possible de le monter de nos propres mains.
Options de chauffage de l'air
Donc, notre tâche est de chauffer les masses d'air et de se soumettre aux locaux d'un chalet ou d'un appartement. Comment pouvez-vous organiser le chauffage de l'air:
- De la cheminée, poêle à bois.
- Utilisez des systèmes VRF sur Fréon. Autrement dit, climatiseurs inverter, pompes à chaleur à air.
- Installer les unités combinées chaudière + refroidisseur + ventilo-convecteur.
- Organiser le chauffage centralisé de l'air (abrégé - IN), combiné à la ventilation d'une maison privée. Pour utiliser une source de chaleur, utilisez un aérotherme électrique ou un poêle à air chaud au gaz.
Référence. Cette dernière option est souvent mise en œuvre dans les chalets américains et canadiens construits à l'aide de la technologie du cadre. Le radiateur est une fournaise au gaz.
Pour les halls de production de chauffage / refroidissement d'un grand volume, un schéma légèrement différent est mis en œuvre. Dans les locaux, 2 réseaux de conduits ont été construits - alimentation et évacuation. Les deux convergent vers une unité de ventilation - un climatiseur central, composé de ces unités:
- Les filtres en 2-3 étapes nettoient les masses d'air avant d'être introduits dans le bâtiment et libérés vers l'extérieur;
- échangeur de chaleur-réchauffeur d'air n ° 1 chauffe le flux à l'aide d'eau chaude de la chaufferie;
- l'échangeur de chaleur n ° 2 sert à refroidir l'air, fonctionne en tandem avec le refroidisseur;
- le récupérateur lamellaire croisé (ou rotatif) récupère la chaleur du flux d'échappement et la fournit à l'alimentation, économisant 50 ... 80% d'énergie;
- unité d'humidification;
- les ventilateurs centrifuges font circuler les flux à travers les sections du climatiseur central et plus loin le long des conduits d'air.
Pourquoi avons-nous décrit la conception d'un climatiseur industriel? Pour que vous compreniez tout de suite: l'appareil de chauffage + ventilation + refroidissement complet est une tâche difficile et coûteuse. Mais, étant propriétaire d'une maison de campagne, vous pouvez envisager toutes les méthodes de chauffage, choisir la plus simple et la moins chère, ou revenir au schéma de l'eau - chauffage au sol, radiateurs.
Comment organiser le chauffage du poêle
Un avantage important de tout poêle: il chauffe simultanément l'air et les surfaces environnantes avec un rayonnement infrarouge intense. Les piles et les tuyaux de liquide de refroidissement ne sont pas nécessaires.
Clarification. Les poêles ou les inserts de cheminée avec un circuit d'eau peuvent être utilisés pour chauffer 2-3 petites pièces. La bobine est connectée à un système gravitaire ou fermé avec une pompe.
Comment utiliser le poêle pour le chauffage purement à air:
- Sur 1 pièce, il suffit d'installer un poêle en fonte ou en acier.
- Pour chauffer 2 à 3 pièces d'une surface totale allant jusqu'à 40 m², placez un poêle en brique de conception appropriée dans l'espace entre les pièces.
- Il n'est pas facile de construire un poêle dans une vieille maison. S'il n'y a pas d'exigences esthétiques élevées, nous mettons un poêle à ventre, fixons les couvercles de convection au four et connectons les conduits d'air.
L'option numéro 3 consiste à poser des conduits d'air dans les pièces voisines et à installer des ventilateurs de conduits pouvant résister à la température du milieu transporté 100-150 ° C.L'air peut circuler à travers les tuyaux et indépendamment, mais trop lentement, et le conduit de ventilation doit monter avec une pente ascendante. Comment fonctionne un tel système de chauffage à air, voir la vidéo ci-dessous.
Les deux premières options sont bien connues, mais pas toujours applicables:
- il est généralement irréaliste de mettre un poêle dans un appartement;
- même un grand poêle russe ne peut pas couvrir une surface de plus de 50 carrés (sur un étage), il convient donc pour chauffer une maison d'été ou une petite maison;
- des fondations et un poêle-foyer en briques sont en cours de construction au stade de la construction ou de la rénovation d'un bâtiment;
- un poêle à ventre métallique a lieu et est dangereux pour les jeunes enfants (en termes de brûlures).
Vous pouvez installer un poêle en fer de vos propres mains - c'est un avantage tangible. Mais il devra également être noyé, d'où de nombreux inconvénients: téléchargements fréquents, odeur de bois de chauffage et de fumée dans les salons, poussière. L'auteur de la vidéo a agi raisonnablement en plaçant un poêle à ventre dans un four séparé.
Nous ne recommandons pas de répéter une chose pour le maître de maison - pour installer des conduits d'air en ondulations d'aluminium. Ces tuyaux créent une traînée aérodynamique élevée, ralentissent considérablement l'écoulement. Il est préférable d'utiliser des boîtes galvanisées.
Conclusion préliminaire. Les poêles à combustible solide sont une option économique pour le chauffage de l'air avec ses propres avantages et inconvénients. Convient aux petits bâtiments - maisons de campagne, garages, serres.
L'utilisation de climatiseurs et de pompes à chaleur
Comme vous le savez, les systèmes split modernes sont capables de fonctionner en mode chauffage, dépensant trois fois moins d'électricité qu'une chaudière électrique conventionnelle de même puissance. Par conséquent, une solution complètement fonctionnelle consiste à acheter et à installer un climatiseur à onduleur dans chaque pièce.
Référence. Pourquoi exactement l'onduleur? Le compresseur dans de telles "divisions" ne s'arrête pas, respectivement, ne gèle pas dans le froid. Le climatiseur chauffe avec succès l'air à -5 ° C dans la rue, puis l'efficacité diminue sensiblement.
Les avantages de ce schéma sont évidents:
- manque de piles, tuyaux, chaudières et autres équipements de chauffage;
- facilité d'installation relative;
- aspect esthétique de l'unité intérieure;
- mode de refroidissement d'été;
- la possibilité d'installer dans des appartements.
Le chauffage de la climatisation est viable dans les régions du sud, où les températures descendent rarement en dessous de -15 ° C. Au nord, les «divisions» ne sont utilisées que pendant la période de transition - au printemps et en automne.
Les inconvénients restants du chauffage avec un système divisé:
- La climatisation devra être installée dans toutes les pièces, ce qui est inacceptable pour les chalets de 2-3 étages. Un système VRF multi-split coûtera plus cher que le même nombre de refroidisseurs / réchauffeurs simples.
- L'appareil "sait comment" nettoyer, sécher et changer la température du flux d'air. Les modèles rares sont conçus pour mélanger l'air extérieur. Il faut donc faire une ventilation séparée.
- Lorsque le climatiseur externe fonctionne, un bruit de ventilateur clair et un compresseur ronflant se font entendre derrière le mur.
Le problème de l'efficacité à basse température est résolu par la pompe à chaleur «air vent», dont l'opérabilité est maintenue jusqu'à -30 degrés en dessous de zéro. La conception et le principe de fonctionnement sont identiques au système split, les différences sont de grandes tailles et de prix. Si l'unité extérieure est installée au sol et transportée à 2-3 mètres du bâtiment, le bruit de l'unité deviendra inaudible.
Une brève conclusion. Les systèmes VRF sont bons pour les appartements et les petites maisons dans les régions du sud. Des pompes à chaleur peuvent être installées dans les latitudes nordiques, mais le coût des équipements joue ici un rôle. Si vous le souhaitez, le climatiseur peut être installé indépendamment.
Systèmes multizones combinés
Dans ce cas, le liquide de refroidissement est toujours utilisé, donc le système est appelé combiné. Comment fonctionne cet équipement:
- Dans chaque pièce, il y a une unité de chauffage / refroidissement de l'air - un ventilo-convecteur à quatre tuyaux qui ressemble à une unité intérieure d'un climatiseur.
- Dans une paire de tuyaux, le liquide de refroidissement de la chaudière est fourni aux unités.L'eau chaude passe à travers un échangeur de chaleur soufflé par un ventilateur, grâce auquel l'air ambiant est chauffé.
- Lorsqu'il est nécessaire de passer au refroidissement, l'automatisme commute le ventilo-convecteur sur une deuxième paire de tuyaux alimentant en eau froide le refroidisseur.
- Les utilisateurs dans les pièces peuvent régler différentes températures de l'air, mais vous ne pouvez pas activer le refroidissement et le chauffage en même temps. D'où le deuxième nom du système de climatisation - multizone.
Remarque. Le refroidisseur est un type de machine de réfrigération conçue pour refroidir un liquide. Il est généralement situé dans la rue sous un auvent ou dans une zone ouverte (selon la conception).
À l'intérieur du bâtiment, divers ventilo-convecteurs sont utilisés - mur, conduit, sol, plafond. Tout dépend des souhaits du propriétaire et des exigences esthétiques. Des unités de type conduit peuvent être intégrées dans les conduits de ventilation pour chauffer / refroidir l'air soufflé.
Avantages des systèmes d'air multizones:
- applicable dans les bâtiments de grande superficie avec un nombre de pièces de 20 ou plus - bâtiments administratifs et résidentiels, entrepôts, etc.
- peut fonctionner avec une ventilation forcée du chalet;
- tout générateur de chaleur est utilisé pour le chauffage de l'air - une chaudière à combustible solide, du gaz, de l'électricité, du diesel;
- les tuyaux avec un liquide de refroidissement (liquide de refroidissement) prennent peu de place, les unités d'air sont facilement intégrées au plafond, suspendues au mur ou cachées derrière la doublure;
- les terrasses fermées avec des vitraux sur tout le mur sont chauffées par des convecteurs au sol ou des ventilo-convecteurs muraux;
- la possibilité d'ajuster la température dans les pièces individuelles, la télécommande.
Nous pensons que le circuit chaudière + ventilo-convecteur + refroidisseur est le plus polyvalent, performant en termes d'esthétique et de fonctionnement. Bien sûr, vous ne pouvez pas faire un tel chauffage de l'air vous-même, c'est un inconvénient. Il faut faire des calculs, sélectionner des équipements, installer, régler ... sans connaissance des bases, il est extrêmement difficile de réaliser ces travaux.
Nous listons d'autres points négatifs:
- prix élevé de la climatisation;
- la chaudière et le refroidisseur sont des appareils d'assez grande taille, couvrant 2 à 3 m² de surface;
- le fonctionnement du système dépend entièrement de l'électricité; lorsque la lumière est éteinte, l'apport de chaleur s'arrête.
Conclusion. Un système de combinaison multizone est le meilleur moyen de chauffer l'air d'une maison. Mais la mise en œuvre nécessitera des investissements importants.
Chauffage combiné avec ventilation
C'est une façon classique de chauffer les bâtiments à l'air, utilisée dans les entreprises depuis le siècle dernier. Par la suite, les fabricants ont commencé à produire des analogues de petite taille des unités de ventilation industrielle installées dans des maisons privées. Grâce à des exigences moins strictes en matière de pureté de l'air, le schéma de traitement a également été simplifié.
Expliquons pas à pas le principe de fonctionnement du système «ventilation + chauffage»:
- La source de chaleur est un poêle, généralement un poêle à gaz. Un brûleur, un échangeur de chaleur à air, un ventilateur et une unité de commande électronique sont installés à l'intérieur.
- Depuis le four, le premier réseau de conduits se disperse, distribuant l'air chauffé dans les pièces. À l'aide de diffuseurs, de grilles et d'autres dispositifs d'alimentation, les jets sont introduits dans les pièces (généralement dans la zone supérieure).
- Le deuxième réseau de canaux recueille l'air contaminé / refroidi de la zone inférieure des pièces dans un collecteur commun connecté au fond du four.
- Après avoir traversé le collecteur, les masses d'air évacué sont nettoyées dans une maille ou un filtre à maille, puis elles sont envoyées vers un échangeur de chaleur, où elles sont chauffées par un brûleur.
- L'électronique surveille le fonctionnement sécuritaire de l'aérotherme à gaz, maintient la température de sortie et signale la pollution des filtres.
Une addition. Comme le radiateur sèche l'air, un humidificateur automatique avec un hygromètre électronique est généralement placé sur le canal d'alimentation. Ce dernier est situé sur le conduit de retour d'air pour mesurer l'humidité du flux.
Poêle à air chaud - l'unité est assez bruyante, elle est donc placée dans une pièce séparée. Les produits de combustion sont évacués par une cheminée conventionnelle ou coaxiale (selon la conception de l'appareil de chauffage). Les conduits en acier galvanisé sont posés de plusieurs manières:
- au sous-sol ou au rez-de-chaussée;
- se cacher dans les planchers et les planchers en bois;
- dans le grenier;
- des canaux verticaux longent les murs et sont cousus avec des matériaux de parement.
La température de l'air à l'arrivée atteint 40 ... 45 ° C, la vitesse de déplacement le long des canaux de ventilation est de 4-5 m / s. Vous ne pouvez pas le faire plus rapidement, du bruit supplémentaire apparaîtra. Dans cette situation, le diamètre du collecteur principal atteint 300 mm, nous avons pris un débit typique de 1000 m³ / h, bien que cela arrive plus.
Une question logique: pourquoi chauffer les masses d'air à 40 ° C, si la maison a assez de 22 degrés? Nous répondons: le système de chauffage doit compenser 2 types de pertes de chaleur - à travers les structures du bâtiment et la consommation d'énergie pour chauffer le flux entrant, car une ventilation est en tout cas nécessaire. En conséquence, nous amenons l'air à une température de 20-24 ° C (compenser la perte de la maison), puis surchauffer à 40 ... 45 ° C.
Conclusion Le schéma «ventilation + chauffage» est le plus lourd et le plus coûteux. Le bâtiment doit être préparé à l'avance - même au stade de la conception, sinon les conduits traverseront les pièces. L'efficacité dépend fortement de la méthode de ventilation du bâtiment, dont nous parlerons plus loin.
3 modes d'échange d'air
Nous avons donc abordé en douceur les schémas d'échange d'air, dont il existe trois:
- La méthode décrite ci-dessus est appelée recirculation complète. Le même air passe par un four ou un climatiseur, il n'y a pas de mise à jour ou est organisé par d'autres moyens. Par exemple, l'afflux est assuré par des vannes murales, l'échappement naturel par des puits verticaux à l'intérieur des murs.
- En cas de recirculation partielle, l'air interne est dilué avec un afflux de 30 à 50% du volume total. Autant de gaz pollués sont rejetés. La ventilation naturelle est exclue, le système à motivation mécanique est engagé dans l'échange d'air, vous ne pouvez pas ajuster les proportions d'une autre manière.
- Flux vers l'avant. Tout l'air fourni est prélevé dans la rue, réchauffé et envoyé dans les locaux. Le système d'échappement rejette complètement les masses d'air contaminées vers l'extérieur.
Le premier type d'échange d'air fonctionne avec le chauffage à air avec un poêle à bois, la climatisation et des ventilo-convecteurs. La méthode vous permet d'économiser de l'énergie, mais la qualité de l'air reste douteuse, car elle dépend du fonctionnement de la ventilation naturelle.
La deuxième option est un compromis entre une atmosphère domestique propre et des économies d'énergie. Nous rafraîchissons partiellement le microclimat intérieur, mais en même temps, nous perdons de la chaleur avec l'air qui est retiré.
Le troisième schéma nous donne de l'air complètement frais, mais nous fait dépenser un maximum de carburant pour chauffer le flux entrant. Afin de ne pas rejeter de chaleur dans la rue, des récupérateurs (utilisateurs) ont été inventés - des dispositifs qui enlèvent la chaleur du jet d'échappement et la transmettent à l'entrée. Selon les conditions environnementales et la conception de l'utilisateur, 50 ... 80% de la chaleur reste dans la maison, le chauffage consomme moins d'énergie.
La ventilation combinée au chauffage de l'air fonctionne selon l'un des deux derniers schémas - recirculation partielle ou co-courant avec récupération de chaleur. La dernière option est la plus chère, car en plus du réseau de canaux et du réchauffeur d'air, vous devez acheter un échangeur de chaleur-échangeur de chaleur.
Quel chauffage est le meilleur - l'air ou l'eau
Le principal argument en faveur de l'option de chauffage par air est le manque de radiateurs sous les fenêtres, le câblage des tuyaux et, en général, un intermédiaire sous forme de liquide de refroidissement. Mais même cette déclaration ne tient pas l'eau - les planchers chauffants à l'eau sont également complètement cachés, et le médiateur est toujours présent - l'air lui-même.
Clarification. Lors du chauffage avec des systèmes séparés ou des pompes à chaleur, le fréon agit comme un intermédiaire, modifiant l'état d'agrégation.La chaleur du ventilo-convecteur est fournie par l'eau ou l'antigel, dans d'autres cas, les masses d'air transportent de l'énergie.
Nous vous proposons de comparer le chauffage de l'eau avec le chauffage de l'air, sur la base de déclarations publicitaires:
- Le système VO a une efficacité plus élevée. Ce n'est pas vrai, le rendement est le même, à condition que dans les deux cas des générateurs de chaleur à base du même combustible soient utilisés. L'exception est les climatiseurs qui consomment 300 watts d'électricité pour fournir 1 kW de chaleur.
- IN peut être éteint au milieu de l'hiver, rien ne gèlera, les tuyaux n'éclateront pas. C'est vrai, mais le réseau de radiateurs, rempli d'antigel, ne souffre pas non plus du gel.
- Faible coût d'exploitation de VO. La déclaration est vraie pour les poêles, les climatiseurs, les ventilo-convecteurs et les systèmes d'eau. Lors du chauffage avec ventilation, vous devrez nettoyer les conduits d'air cachés de la poussière et des bactéries. L'opération est réalisée par un équipement spécialisé.
- Pour le chauffage de l'air, vous n'avez pas à acheter des vannes d'arrêt, des canalisations, des batteries, des peignes coûteux. Certes, les conduits de ventilation galvanisés sont moins chers que les équipements de réseau d'eau. Mais des conduits d'air de Ø300 mm (équivalent à un carré de 200 x 350 mm) doivent être posés quelque part, cousus. Le coût d'installation sera considérable.
- VO chauffe les pièces plus rapidement. Mal, VO chauffe rapidement l'air, les objets environnants restent froids. Les deux systèmes prendront le même temps pour se réchauffer complètement.
- Avec les systèmes d'air, un équipement supplémentaire pour le nettoyage, l'humidification et l'ionisation est utilisé. La qualité de l'air s'améliore. C'est vrai, le chauffage par le sol ou un réseau de radiateurs ne nettoie pas l'atmosphère de la maison.
Les arguments restants ne sont pas très convaincants. Exemple: par air, vous pouvez chauffer une pièce de n'importe quelle taille sur n'importe quel étage. On ne sait pas ce qui rend difficile la pose de 2 tuyaux au 20e étage, pour y installer des batteries ou des ventilo-convecteurs. Au lieu de cela, il est proposé d'y tirer un gros conduit.
L'expert bien connu Viktor Sukhorukov expliquera en détail tous les avantages et les inconvénients dans sa vidéo:
Conclusions finales
Cela ne veut pas dire que le chauffage de l'air surpasse le chauffage de l'eau à tous égards. Au contraire, selon le critère le plus important pour l'utilisateur - le prix - les systèmes d'air perdent clairement. La méthode la moins chère consiste à chauffer avec un poêle à bois, mais sa portée est limitée. Seuls les climatiseurs sont disponibles dans l'appartement, parfois des ventilo-convecteurs. L'option la plus universelle et la plus fiable pour une maison privée est le chauffage de l'eau, le chauffage de l'air se fait dans des cas exceptionnels.