Comment installer un chauffage à air pour une maison de campagne : règles et schémas de construction

Traditionnellement, l'eau est utilisée comme fluide caloporteur dans les systèmes de chauffage. Cette méthode de chauffage courante présente à la fois des avantages et des inconvénients. Lors de la construction de votre propre logement, les possibilités d'expérimentation pour le propriétaire sont presque illimitées.

Il est intéressant d'examiner les options alternatives. La plus intéressante d'entre elles – le chauffage à air d'une maison de campagne. C'est sur celle-ci que nous nous attarderons plus en détail dans cet article.

Comment chauffer une maison avec de l'air ?

L'air – est un caloporteur tout à fait efficace, bien plus pratique que l'eau. L'option de chauffage la plus simple est un aérotherme classique. Cet appareil, composé d'un ventilateur et d'une spirale chauffante, peut chauffer une petite pièce en quelques minutes seulement. Bien entendu, pour une maison individuelle, un équipement plus conséquent sera nécessaire.

Comme source de chaleur, vous pouvez utiliser une chaudière à gaz ou une chaudière à combustible solide. Un radiateur électrique convient également, mais cette option est considérée comme peu rentable car les coûts d'électricité augmentent considérablement.

Une option de chauffage intéressante et écologique est l'utilisation de panneaux solaires ou d'un capteur solaire. Ces systèmes sont installés sur le toit. Ils transmettent directement l'énergie thermique du soleil à un échangeur de chaleur, ou la convertissent en énergie électrique bon marché. Dans ce dernier cas, la batterie peut également alimenter un ventilateur.

L'air est chauffé dans l'échangeur de chaleur et circule dans les différentes pièces par des conduits d'air. Ce sont des structures assez volumineuses, fabriquées en métal résistant. La section des conduits d'air est nettement plus grande que le diamètre d'un tuyau de chauffage à eau.

Les chaudières à gaz et d'autres types d'équipements de chauffage conviennent également au chauffage à air. L'efficacité de ces systèmes atteint 90 %, et ils sont utilisés non seulement dans les habitations, mais aussi dans les ateliers et les entrepôts.

En revanche, les radiateurs ne sont pas nécessaires pour le chauffage à air. L'air chaud remplit simplement les pièces à travers des grilles spéciales. Comme on le sait, l'air chaud a tendance à monter. L'air froid est alors refoulé vers le bas.

De là, les courants d'air froid retournent vers l'échangeur de chaleur, se réchauffent, entrent dans les pièces, etc.

Ce schéma illustre clairement le dispositif de chauffage à air de type à recirculation avec une prise d'air extérieur partielle, ainsi qu'un climatiseur, un ioniseur et un purificateur ultraviolet.

Presque tous les systèmes de chauffage à air prévoient l'installation d'un ventilateur qui souffle l'air chaud et le fait circuler dans le système de chauffage. La présence d'un tel appareil rend le système dépendant de l'énergie électrique.

Il est également possible de réaliser un système dans lequel l'air chaud circule naturellement, sans aucun ventilateur. Cependant, l'efficacité de ces systèmes laisse généralement à désirer, car les pièces se réchauffent alors trop lentement.

Un argument convaincant en faveur de la mise en place d'un système de chauffage à air est l'élimination des fuites accidentelles et des inondations entraînant des dommages matériels. De plus, en cas d'endommagement des conduits d'air, l'automatisme arrête le fonctionnement du système.

Particularités du chauffage à air

Par rapport au chauffage à eau traditionnel, les systèmes à air présentent de nombreux avantages. Par exemple, on note un rendement élevé de ces systèmes, qui peut atteindre 90 %. Le rendement du chauffage à eau atteint rarement 65 %.

Si le chauffage à air est correctement installé, l'air réchauffe les pièces extrêmement rapidement, en quelques minutes à peine. La température dans les pièces est régulée par un équipement automatique qui allume et éteint l'appareil de chauffage selon les besoins.

En conséquence, la maison est toujours chaude et les coûts de chauffage sont réduits. Il est plus simple d'utiliser un système de chauffage à air. Les conduits d'air ne s'encrassent pas aussi souvent que les tuyaux de chauffage à eau, ils nécessitent donc moins fréquemment un nettoyage.

Pour des raisons évidentes, les propriétaires de systèmes de chauffage à air n'ont pas de problèmes de fuites, ni de risque de gel des tuyaux si la chaudière cesse de fonctionner pour une raison quelconque pendant la saison froide.

Après avoir pris connaissance des avantages du chauffage à air, il convient d'en évaluer également les inconvénients. Pour commencer, installer un tel système dans une maison déjà construite est très difficile, et pas toujours possible. On ne peut pas simplement démonter les tuyaux et les radiateurs du chauffage à eau et installer à leur place des conduits d'air et des grilles, car des principes totalement différents sont utilisés.

Les conduits d'air volumineux prendront beaucoup plus de place et ne seront pas très esthétiques le long des murs. On les place généralement derrière les plafonds suspendus, les faux panneaux, etc. En fait, une telle réorganisation du chauffage nécessitera une rénovation majeure de toute la maison.

Les conduits d'air – sont des structures assez volumineuses qu'il est préférable de cacher derrière un plafond suspendu et dans l'espace sous le plancher.

Avant de commencer à casser les murs, vous devrez effectuer des calculs d'ingénierie sérieux. C'est pourquoi il est recommandé d'installer un chauffage à air dans la maison lors de sa construction. Et tous les calculs nécessaires sont effectués dès la conception du bâtiment. Dans ce cas, vous pouvez obtenir un système de chauffage pratique, fiable et très efficace.

Un autre problème – la dépendance du fonctionnement du chauffage à air d'une maison individuelle à la disponibilité de l'électricité. Le ventilateur ne tourne pas, l'air chaud ne circule pas, les pièces refroidissent aussi vite qu'elles se sont réchauffées. Vous devrez dépenser de l'argent pour une source d'électricité alternative, par exemple un générateur.

Principes de conception du système

Lors de la conception de systèmes de chauffage à air, de nombreux facteurs importants sont pris en compte. Tout d'abord, les besoins en chaleur de chaque pièce individuelle, ainsi que les pertes de chaleur pour chaque pièce. Les portes, fenêtres, bouches d'aération et autres objets contribuent à ce que les précieux kilojoules d'énergie thermique s'échappent vers l'extérieur.

Le poêle Bulerian – une option économique de chauffage qui peut être utilisée pour organiser le chauffage à air. Un poêle à bois à combustion lente peut également être une excellente solution.

Le point le plus important est la présence d'une isolation de qualité du bâtiment. Si la maison a des fenêtres en plastique, de bonnes portes et que sa façade est bien isolée, les pertes de chaleur seront moindres et les coûts de chauffage pourront être considérablement réduits. S'il s'agit d'une rénovation, il faut commencer par la conception de l'isolation.

Après avoir mis en relation les besoins en énergie thermique et leurs coûts, la puissance de l'équipement de chauffage est calculée et son type est choisi. Ensuite, les paramètres du flux d'air chaud sont calculés. Des calculs aérodynamiques spéciaux sont effectués pour déterminer les dimensions nécessaires des conduits d'air.

À la sortie du conduit d'air, on installe une grille-diffuseur. Ses dimensions et sa configuration peuvent affecter la vitesse de déplacement du flux d'air.

Vous pouvez estimer la puissance de l'équipement en vous basant sur les chiffres suivants : pour chauffer chaque 10 m² de pièce, il faudra environ 0,7 à 0,8 kW de chaleur. Ceci à condition que la maison soit bien isolée, sinon un équipement plus puissant sera nécessaire. Mais il est préférable de confier la conception complète et les calculs détaillés à un ingénieur expérimenté.

Des calculs incorrects peuvent avoir des conséquences très fâcheuses sur l'état du système final. Un système de chauffage à air mal conçu se caractérise par des problèmes tels que des pannes fréquentes de l'équipement, une surchauffe de l'air dans les pièces, une surchauffe de l'équipement, des courants d'air et un niveau de bruit élevé.

En même temps que la conception du système de chauffage à air, il est judicieux de réfléchir à l'agencement des meubles fixes dans la maison. Les grilles d'admission et d'extraction doivent être situées dans des endroits éloignés de la présence constante de personnes.

Elles ne doivent pas non plus être dissimulées sous des armoires, des commodes ou d'autres objets qui entravent la libre circulation des masses d'air.

Dans une maison individuelle à plusieurs étages, il est recommandé de placer les grilles d'extraction de manière à ce que, aux étages supérieurs, l'air refroidi soit aspiré par le haut, et aux étages inférieurs – par le bas. Cela assurera une répartition plus uniforme de la chaleur dans toutes les pièces. Pour en savoir plus sur la façon de calculer correctement le chauffage par air, lisez cet article.

Variétés de systèmes de chauffage à air

Parmi les systèmes de chauffage connus de la science, on peut distinguer trois variétés :

• à flux direct ;
• à recirculation (également appelée gravitationnelle) ;
• à recirculation avec apport partiel d'air extérieur.

Les systèmes à flux direct – sont les plus anciens et les plus simples en termes de construction. Ils étaient déjà utilisés dans la Rome antique et étaient largement répandus à Londres jusqu'au début de la révolution industrielle.

Ce schéma montre l'installation d'un système de chauffage à air à flux direct, qui se caractérise par une faible efficacité. Les systèmes modernes sont plus complexes, mais offrent un rendement nettement supérieur.

Dans un système à flux direct, l'appareil de chauffage, c'est-à-dire un poêle à bois ou une cheminée, était situé dans la partie inférieure de la maison, idéalement au sous-sol. La chaleur de l'air chauffé par le poêle montait et se transmettait aux murs et aux planchers.

Pour améliorer la circulation de l'air chaud et l'efficacité du chauffage, des trous spéciaux étaient percés dans le sol.

L'air refroidi quittait la pièce par des ouvertures dans le toit, tandis que le poêle (la cheminée) réchauffait de nouvelles masses d'air provenant de l'extérieur, car une isolation thermique sérieuse des bâtiments n'était pas encore développée à cette époque.

La faible efficacité des systèmes à flux direct est évidente. Elle nécessite la combustion d'une grande quantité de combustible, mais une partie importante de la chaleur est absorbée par le matériau des murs, du sol et des planchers.

En outre, les pièces sont chauffées de manière inégale : il fait trop chaud en bas, et les pièces supérieures n'ont pas le temps de se réchauffer. Une partie de la chaleur quittait même la maison par le toit avec l'air.

Un système de recirculation plus moderne est apparu grâce au développement du chauffage au gaz. Ce type d'équipement de chauffage permet de chauffer non pas toute la maison, mais seulement des masses d'air spécifiques. À partir de celles-ci, des flux d'air sont formés et dirigés de bas en haut vers des pièces spécifiques.

Les masses d'air chaud chassent alors l'air froid, qui s'échappe par des grilles ménagées dans le sol de la pièce. L'air froid circule par les conduits d'air jusqu'au réchauffeur et revient dans le système sous forme de flux chaud. Le cycle de recirculation se répète encore et encore.

Les coûts d'énergie thermique d'un système de chauffage à recirculation sont plusieurs fois inférieurs à ceux d'un système à flux direct. Mais cette option présente également des inconvénients. Un système fermé empêche le renouvellement de l'air, ce qui dégrade la qualité de vie dans la maison.

Dans un système de chauffage à air à recirculation fermé, les flux d'air circulent en permanence entre les pièces et l'appareil de chauffage, cédant et reprenant de la chaleur

Le problème peut être partiellement résolu en utilisant des moyens tels que des filtres, des ioniseurs, des humidificateurs, etc. Mais les bons appareils de ce type sont assez chers, et leur entretien nécessitera des efforts supplémentaires ainsi que des systèmes d'automatisation.

On peut résoudre plus efficacement le problème de la restauration des flux d'air à l'aide d'un système de chauffage à recirculation avec une prise d'air partielle depuis l'extérieur.

Lors de la mise en place d'un tel schéma, on prévoit une évacuation partielle d'une petite quantité d'air vers l'extérieur et une prise d'un volume correspondant d'air depuis l'extérieur. Ainsi, la composition de l'air à l'intérieur du bâtiment est régulièrement renouvelée.

Les systèmes à recirculation fonctionnent sur le principe gravitationnel : les flux chauds montent et les flux froids descendent. Malheureusement, dans tous les bâtiments, une telle circulation n'est pas suffisamment efficace. Dans ce cas, un ventilateur est inclus dans le système pour effectuer le processus de recirculation de manière forcée.

Particularités de l’installation du système

Si les calculs sont réalisés à un niveau professionnel élevé et que le projet du système de chauffage à air du cottage est établi, vous pouvez effectuer l'installation vous-même.

Pour cela, il vous faudra :

• appareil de chauffage;
• conduits d'air;
• ventilateur ;
• grilles;
• éléments de fixation;
• outils pour travailler avec les conduits d'air, etc.

En général, on utilise un générateur à gaz comme chauffage, car c'est l'option la plus économique. Les conduits d'air peuvent avoir une section rectangulaire, carrée, ronde ou ovale.

Habituellement, les structures appropriées peuvent être commandées auprès d'une entreprise qui fabrique des systèmes de ventilation.

Le schéma présente les éléments du système de chauffage à air qui permettront d'effectuer l'installation des conduits d'air en stricte conformité avec la documentation du projet.

Généralement, les conduits d'air sont en acier galvanisé. Ils sont suffisamment légers pour ne pas surcharger les structures porteuses de la maison, et présentent une résistance accrue à l'usure et à la corrosion. Pour les conduits rigides, des éléments spéciaux seront nécessaires pour assurer une inclinaison de 45 ou 90 degrés. Pour les conduits flexibles, ces éléments ne sont pas nécessaires.

Les conduits d'air sont également fabriqués en acier ordinaire, en cuivre, en plastique et en d'autres matériaux. Il existe même des structures textiles de ce type. Dans les zones très humides, il est recommandé d'utiliser des éléments en cuivre, car ils sont plus résistants dans ces conditions.

Les structures en plastique sont relativement peu coûteuses et peuvent être utilisées loin des sources potentielles d'incendie.

Les conduits d'air sont fixés sous le plafond et le plancher, ainsi qu'à l'intérieur des murs. S'il est nécessaire d'installer un conduit non pas à l'intérieur mais le long d'un mur, il est recouvert d'un faux panneau. Dans le plafond et le plancher, aux extrémités des conduits, on installe des grilles de ventilation.

Les conduits rigides en acier galvanisé sont très fiables et durables. Pour leur installation réussie, des coudes avec un angle de 45 et 90 degrés seront nécessaires.

Les masses d'air, en se déplaçant à l'intérieur de la structure, peuvent émettre un certain bruit. Pour réduire cet effet négatif, il est recommandé de dissimuler les conduits sous une couche d'isolation phonique.

Habituellement, ce matériau possède également des propriétés d'isolation thermique, ce qui ne fait qu'augmenter l'efficacité du système.

Pour que les structures de chauffage à air produisent le moins de bruit possible pendant leur fonctionnement, il est recommandé de les recouvrir d'une couche de matériau isolant.

Il vaut la peine d'envisager l'achat de conduits d'air sur lesquels une telle couche isolante a déjà été appliquée. Cela permettra de simplifier et d'accélérer les travaux d'installation.

Si vous avez besoin d'installer un ventilateur, ou plusieurs de ces appareils, il est généralement intégré au système à côté du chauffage. L'alimentation électrique est fournie au ventilateur, ainsi qu'une source d'énergie de secours.

Le système comprend également un ou plusieurs filtres. Il peut s'agir de filtres mécaniques qui empêchent la propagation des particules de poussière. En complément de ces dispositifs, il est recommandé d'installer un filtre à charbon qui absorbe les différentes odeurs. Bien entendu, les filtres nécessitent un nettoyage et/ou un remplacement périodiques.

Une partie du conduit d'air est menée à l'extérieur pour assurer l'apport d'air frais. Ce tronçon est raccordé au système de filtres, puis l'air est acheminé vers l'échangeur de chaleur de l'appareil de chauffage. Si les travaux d'installation sont effectués lors de la construction de la maison, leur réalisation ne pose généralement pas de grandes difficultés. L'essentiel – un bon projet.

Pour améliorer le microclimat de la maison, des éléments utiles tels qu'un humidificateur d'air, un ioniseur, un stérilisateur ultraviolet, etc. sont intégrés au système de chauffage à air. Ces éléments ne sont pas obligatoires, mais si vos moyens le permettent, il ne faut pas les refuser.

Un autre dispositif utile – le climatiseur à gaines. Il est également intégré au système de conduits. Cela permet d'utiliser le système pendant la saison chaude pour refroidir l'air de la pièce.

Les systèmes de contrôle automatique améliorent considérablement le fonctionnement du système de chauffage à air, permettent de réduire les coûts de chauffage et simplifient l'exploitation de l'équipement.

La dernière étape – le raccordement du système de contrôle automatique. Vous aurez besoin de capteurs de température d'air dans les pièces et d'une télécommande avec processeur qui traitera les données reçues et régulera le fonctionnement de l'équipement de chauffage.

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

Des informations intéressantes sur les calculs et la conception du chauffage à air sont présentées ici :

Dans cette vidéo, vous pouvez voir deux options d'installation relativement peu coûteuses de systèmes de chauffage à air utilisant des appareils et des matériaux de fabrication russe :

Le chauffage à air – une option digne et avantageuse pour chauffer une maison individuelle. Il se distingue par une efficacité plus élevée par rapport aux systèmes à eau traditionnels et permet d'améliorer sensiblement la qualité de vie dans la maison. Mais pour garantir la mise en œuvre réussie de cette idée, le système doit être correctement calculé et conçu par des professionnels.

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