credit: Image © ACHRnews.comLes générateurs d'air chaud à haute efficacité sont compacts et sophistiqués.L'innovation dans la conception des générateurs d'air chaud et des chaudières au cours des dernières décennies a abouti à des systèmes de chauffage qui extraient considérablement plus d'énergie du processus de combustion sous forme de chaleur et qui en envoyaient moins par la cheminée sous forme d'échappement. Lorsque les vieux générateurs de grande taille fonctionnent avec une efficacité inférieure à 70% et que les appareils relativement modernes peuvent atteindre une efficacité de 80 à 83%, les systèmes de chauffage à haute efficacité peuvent atteindre une efficacité de 98% ou plus.
La capacité d'un appareil de chauffage ou d'une chaudière à capter toute l'énergie qu'il consomme est mesurée par son efficacité annuelle d'utilisation du combustible. (AFUE). La Federal Trade Commission exige que les nouveaux appareils de chauffage et les chaudières affichent leur note AFUE afin que les consommateurs puissent comparer les modèles. Une efficacité plus élevée signifie non seulement que vous utiliserez moins de combustible pour la même quantité de chaleur, mais que votre appareil de chauffage émettra également moins de dioxyde de carbone dans l'atmosphère, soit jusqu'à 1,5 tonne de moins par an.
credit: Image © AmazonLes thermostats programmables conviennent bien aux fours et chaudières à haute efficacité.Principes de base de l'efficacité du four
Pour comprendre le fonctionnement d'une fournaise ou d'une chaudière à haute efficacité, il est utile de commencer par examiner le fonctionnement d'une unité à efficacité moyenne:
Lorsque votre thermostat détecte que la température ambiante de votre maison est tombée en dessous de son point de consigne, il envoie un signal à la fournaise. Ce signal invite la soupape à gaz à s'ouvrir et les brûleurs à s'allumer dans la chambre de combustion. Les unités les plus anciennes ont une veilleuse allumée en permanence (également appelée pilote debout) qui enflamme le gaz fourni aux brûleurs. Les nouveaux générateurs d'air chaud et chaudières utilisent un allumage électronique qui est déclenché en même temps que la vanne de gaz s'ouvre pour fournir du gaz aux brûleurs.
Une fois les brûleurs activés, le chambre de combustion commence à chauffer. À l'exception du conduit d'évacuation du brûleur, la chambre de combustion est une boîte scellée conçue pour limiter la combustion du combustible. Séparé de la chambre de combustion, mais conçu pour être en contact avec autant de chaleur que possible dans la chambre, échangeur de chaleur. L'air (ou dans le cas d'une chaudière, de l'eau) dans l'échangeur thermique sillonne à travers l'atmosphère chauffée de la chambre de combustion, absorbant autant de chaleur que possible.
credit: Image © Morenergy.ca Les fours standards ont un seul échangeur de chaleur et capturent moins d'énergie produite par les brûleurs.Moins d'efficacité égale de l'argent dans la cheminée
Dans un four gravitaire à faible efficacité, dès que l'air dans la chambre de combustion est plus chaud que l'air ambiant, il commence à monter et à sortir par le conduit. De même, dès que l'air dans l'échangeur de chaleur d'un four à gravité est plus chaud que l'air ambiant, il commence à se frayer un chemin à travers le réseau de gaines.
Dans les fours à efficacité moyenne, un ventilateur entre en action une fois que l'air dans la chambre de combustion atteint la température optimale et que l'air dans l'échangeur thermique est réchauffé. Le ventilateur propulse non seulement l'air chaud dans les conduits pour être distribué dans toute la maison, mais il aspire également de l'air frais de l'environnement ou d'une entrée d'air frais dédiée.
Avec les systèmes de chaudière, une pompe distribue l’eau chauffée aux différents radiateurs de la maison. Tandis que l'air ou l'eau à l'intérieur de l'échangeur de chaleur est réchauffé par l'atmosphère environnante de la chambre de combustion, l'air chauffé à la flamme à l'intérieur de la chambre se déplace continuellement vers le haut et hors du conduit de fumée. Ce panache sortant de votre cheminée représente de la chaleur non capturée - un signe d’inefficacité.
Quel est le secret de la haute efficacité?
Les générateurs d'air chaud et les chaudières à haut rendement sont conçus pour capter et conserver une plus grande quantité d'énergie produite par les brûleurs. Dans le sens le plus simple, ils le font en employant un échangeur de chaleur secondaire qui suit le primaire et extrait la majeure partie de la chaleur restante des gaz d'échappement.
Plus spécifiquement, l’échangeur de chaleur secondaire est conçu pour condenser la vapeur des gaz d’échappement en eau liquide, qui récupère la majeure partie de l’énergie thermique restante. Les gaz d'échappement restants après la condensation de la vapeur sont suffisamment froids pour pouvoir être expulsés par une ventilation en CPVC ou en ABS en plastique, souvent horizontalement à travers un mur proche. En fait, les gaz d'échappement d'une chaudière ou d'une chaudière à haut rendement énergétique sont tellement froids qu'ils ne seront pas aspirés naturellement par un système de ventilation conçu pour des gaz d'échappement plus chauds. Les appareils à haute efficacité compensent cela avec un ventilateur secondaire induisant un tirage à la base de la cheminée. L'eau produite par le processus de condensation étant modérément acide, l'échangeur de chaleur secondaire doit donc être construit en un matériau non corrosif, tel que l'acier inoxydable ou parfois l'aluminium. cette eau est expulsée par un tuyau en plastique vers un siphon de sol, souvent après avoir été passée dans une chambre de neutralisation alcaline.
Un moyen très simple d'identifier une fournaise à haute efficacité consiste à repérer le tuyau de ventilation en CPVC ou en ABS traversant la paroi latérale de la maison ou le tuyau de condensation en plastique raccordé à un siphon de sol. Si une fournaise ne présente aucune de ces caractéristiques, il ne s'agit pas d'une unité à haute efficacité.
credit: Image © InterNACHI.comLes fours et les chaudières à haute efficacité utilisent un échangeur de chaleur à condensation secondaire pour capter 10 à 15% supplémentaires de la chaleur.Les générateurs d'air chaud et les chaudières à haut rendement sont disponibles avec différents niveaux de sophistication, certains équipés de commandes intelligentes et sensibles permettant plusieurs niveaux de fonctionnement, en fonction des conditions. Contrairement aux centrales de chauffage traditionnelles à un étage ou tout-ou-rien, de nombreux générateurs de chaleur modernes à haute efficacité sont capables de moduler leur puissance avec des ventilateurs à plusieurs niveaux plus silencieux et générant moins de pertes par temps froid et plus puissants par temps froid les coups. Certains peuvent également ajuster le mélange d’air et de gaz fourni aux brûleurs afin d’affiner encore davantage les opérations.
La haute efficacité est-elle toujours le meilleur choix?
Il ne fait aucun doute que les générateurs d'air chaud et les chaudières à haut rendement réduiront les coûts de combustible, les rendront moins coûteux à exploiter, et émettront moins de dioxyde de carbone, améliorant ainsi l'environnement. Mais le fait que cette plus grande efficacité soit rentable dépend de plusieurs facteurs. Même après avoir pris en compte tout écart de coût entre une unité à efficacité moyenne conventionnelle et une unité à efficacité élevée, vous devez également être préparé à la dépense éventuelle liée à l’adaptation à un échappement à haute efficacité plus froid. Votre cheminée peut avoir besoin d'être regarnie ou modifiée pour s'adapter aux nouvelles conditions de ventilation. La ventilation horizontale à travers un mur extérieur peut être simple ou non.
Votre climat est également une considération. Si vous vivez dans une région aux hivers longs et rigoureux, les économies que vous réalisez avec une chaudière ou un chauffe-eau à haute efficacité seront considérablement plus importantes que si vous vivez dans un climat plus clément. Consultez un spécialiste en installation de chaudière ou de chaudière en qui vous avez confiance pour déterminer les étapes d’une mise à niveau vers une haute efficacité. Chaque maison sera différente. Vous devrez équilibrer ces informations avec les attentes de réduction des coûts de carburant, de réduction des dommages environnementaux et de vos propres priorités.
