système de chauffage

Chaque système de chauffage central (centralisé) se compose d'une source de chaleur, d'un réseau de tuyaux caractéristique pour la distribution de la chaleur et d'un corps de chauffe. Les systèmes de chauffage spéciaux se composent d'une source de chaleur et d'un corps de chauffe intégrés dans un seul appareil et situés directement dans l'intérieur chauffé.

Le corps de chauffe transmet la quantité nécessaire de chaleur à l'environnement, assurant ainsi une température intérieure optimale de la pièce, déterminée par la norme STN EN 12831 ou par les besoins de l'utilisateur. Un système de chauffage optimal crée des conditions économiques pour le chauffage, c'est-à-dire pour une exploitation économique, des coûts d'investissement, une disponibilité matérielle, une installation et une maintenance avantageuses, ainsi que la possibilité de préfabrication. Le critère décisif pour le choix correct du système de chauffage sont les caractéristiques d'exploitation, le type et la nature du bâtiment, ses propriétés thermiques et d'accumulation, ainsi que la possibilité de régulation du système.

Les exigences complexes visant à réduire la consommation énergétique des bâtiments sont étroitement liées non seulement à la solution technique, mais aussi à la charge environnementale et à l'efficacité économique. Chaque objet doit être évalué sous plusieurs aspects et séparément. La consommation énergétique du bâtiment est déterminée par un grand nombre de conditions limites provenant de l'environnement extérieur et intérieur, ainsi que par le mode d'exploitation des différents appareils assurant la qualité nécessaire du microclimat dans le bâtiment. Ces conditions limites peuvent être divisées en cinq groupes :

conditions climatiques,
solution architecturale du bâtiment,
propriétés thermiques des structures,
influence des équipements de technique environnementale,
influence de l'exploitation et de l'entretien.

Systèmes de chauffage central (centralisé)

Le chauffage central (centralisé) des bâtiments est caractérisé par la production – la préparation du fluide calorigène dans une source de chaleur centrale, où l'énergie du combustible est convertie en chaleur et transmise au fluide calorigène. Ce dernier est transporté par des réseaux de tuyaux horizontaux et verticaux vers les corps de chauffe, qui transmettent la chaleur à l'espace chauffé.

La source de chaleur classique peut être installée dans le sous-sol (chaudières fixes au gaz, chaudières au combustible solide ou à la biomasse) ou directement dans une pièce du bâtiment (chaudières murales combinées au gaz)(fig. 1). Dans la chaudière, le fluide calorigène est chauffé et, par le réseau de tuyaux, est transporté vers les corps de chauffe. Ces derniers chauffent l'air intérieur et assurent l'équilibre thermique entre les pertes de chaleur et les gains de chaleur. Le déplacement du fluide calorigène est naturel, dit gravitationnel, ou forcé, où le déplacement est assuré par un circulateur. La source de chaleur peut également utiliser des sources renouvelables d'énergie, notamment l'énergie solaire, et la chaleur des zones environnantes

Selon le type de fluide calorigène utilisé pour le système de chauffage choisi, il s'agit généralement de :

chauffage à vapeur ou à eau chaude – utilisé principalement pour le chauffage des grands bâtiments tels que les halls industriels, sportifs et d'exposition, les hangars, les entrepôts, etc.
chauffage à eau chaude – le confort thermique est assuré par un système de chauffage à eau chaude avec un écart de température de 90/70 °C, ou un autre, par exemple 80/60 °C, et des corps de chauffe classiques (fig. 5). Les tuyaux de distribution du fluide calorigène de la source de chaleur vers les corps de chauffe sont situés au rez-de-chaussée (sous le plafond du sous-sol ou du rez-de-chaussée), ou sont intégrés dans un canal à eau chaude, ou directement dans la couche du sol. Le déplacement du fluide calorigène peut être naturel ou forcé par un circulateur installé après la chaudière, ou directement dans la chaudière. La température moyenne des corps de chauffe est de 80, respectivement 70 °C;
chauffage à basse température (fig. 6) – le confort thermique est assuré par un système de chauffage avec des surfaces rayonnantes de sol à basse température avec un écart de température de 45/30 °C, ou des surfaces murales (plafond) avec un écart de température de 60/40 °C. La source de chaleur fonctionne avec un écart de température de 90/70 °C ou 80/60 °C. La préparation du fluide calorigène s'effectue dans une vanne de mélange et le déplacement du fluide est assuré par un circulateur. La préparation du fluide calorigène peut également s'effectuer dans un échangeur de chaleur spécial. La surface de chauffe est le sol, respectivement le mur, où sont intégrés des tuyaux en acier, en cuivre ou en plastique. La température de surface du sol lors du chauffage par le sol est de max. 28 à 29 °C, lors du chauffage mural jusqu'à 40 à 50 °C
chauffage combiné (fig. 8) – on utilise ici une combinaison des systèmes de chauffage décrits, par exemple un chauffage à eau chaude avec un écart de température de 90/70 °C et un chauffage par le sol rayonnant à basse température avec un écart de température de 45/30 °C. Généralement, chaque circuit dispose d'un circulateur séparé et la température du fluide calorigène est ajustée par des vannes de mélange en fonction de la température extérieure, il s'agit d'une régulation climatique.

Systèmes de chauffage locaux

Dans les systèmes de chauffage locaux (fig. 9, fig. 10) les sources de chaleur sont installées directement dans les pièces chauffées et jouent en même temps le rôle de corps de chauffe. Ce mode de chauffage est adapté aux bâtiments disposant de deux à trois pièces, où des sources de chaleur locales sont utilisées, ou aux grands bâtiments. C'est le moyen le plus simple d'assurer le confort thermique dans la pièce chauffée.

La source de chaleur (en même temps le corps de chauffe) transmet la chaleur à l'espace :

par convection – chauffe l'air environnant et provoque son mouvement,
par rayonnement – chauffent les surfaces environnantes.

Les systèmes de chauffage locaux peuvent également être combinés, par exemple des radiateurs infrarouges au gaz et des unités de ventilation (VZT) au gaz.

Le chauffage par le sol se rapproche le plus d'une répartition idéale des températures en hauteur. Selon le type de combustible ou d'énergie utilisé, on distingue des systèmes de chauffage spéciaux avec une source de chaleur fonctionnant au :

combustible solide (bois tendre et dur, charbon brun, brique, coke)
combustible liquide (gazole léger et lourd),
combustible gazeux (gaz naturel, biogaz, propane, butane),
électricité (chauffage direct, accumulatif, mixte).