Le chauffage au gaz

2. Rudiments des appareils de chauffage au gaz

Comme on l'a vu au chapitre 1, la plupart des appareils de chauffage au gaz sont à air pulsé ou à eau chaude. Les pages qui suivent donnent un aperçu des composants de ces deux types d'appareils distincts.

Appareils de chauffage à air pulsé

GÉNÉRATEUR D'AIR CHAUD ORDINAIRE 
ALIMENTÉ AU GAZ

La figure 2 est la représentation schématique d'un ancien modèle courant d'appareil de chauffage à air pulsé, alimenté au gaz, qui se rend au brûleur par aspiration naturelle. Les anciens modèles étaient équipés d'une veilleuse allumée en permanence alors que les appareils les plus récents comportent plutôt un allumage électrique. En passant à travers un échangeur thermique, les gaz de combustion libèrent de la chaleur avant d'être évacués à l'extérieur par le conduit de raccordement et la cheminée. Un coupe-tirage sert à isoler le brûleur des variations de pression extérieures à la sortie de la cheminée en tirant au besoin des quantités variables d'air chauffé de la maison dans le conduit de raccordement. Un ventilateur achemine l'air provenant des conduits de retour d'air froid de la maison et le fait circuler à travers l'échangeur thermique. L'air ainsi réchauffé est ensuite distribué dans le réseau de conduits d'air chaud de la maison.

Figure 2 Modèle courant de générateur d'air chaud à gaz

OPTIMISER L'EFFICACITÉ DES SYSTÈMES À AIR PULSÉ

La performance d'un système de chauffage à air pulsé peut être améliorée de deux façons, soit de régler le ventilateur et d'améliorer la distribution de chaleur.

Régler le ventilateur

Il est souvent possible d'augmenter la chaleur produite par un système à air pulsé en changeant le réglage des commandes de démarrage et d'arrêt automatiques du ventilateur de circulation. Ces commandes sont généralement placées dans un boîtier métallique à l'avant et au haut de l'appareil. À l'intérieur (pour enlever le couvercle, il faut le comprimer de la main ou desserrer des vis à métaux), on trouve un cadran de température à trois aiguilles (fig. 4). L'aiguille d'arrêt du ventilateur (OFF) correspond à la température la plus basse alors que l'aiguille suivante (ON) commande la mise en marche du ventilateur. La troisième aiguille, qui indique la température la plus élevée, est un dispositif de sécurité (généralement réglé en usine), qui éteint le brûleur si l'appareil surchauffe. Il ne faut pas toucher à ce réglage.

Figure 4 Commande du ventilateur de circulation

Les aiguilles commandant la marche et l'arrêt du ventilateur sont habituellement réglées pour que celui-ci se mette en marche à 66 ºC (151 ºF) et s'arrête à 49 ºC (120 ºF). Pour tirer le plus de chaleur possible de l'appareil, la plupart des spécialistes du chauffage recommandent maintenant qu'on les règle respectivement à 49 ºC (120 ºF) et à 32 ºC (90 ºF). De cette façon, le ventilateur se mettra en marche plus rapidement après l'allumage du brûleur et fonctionnera plus longtemps après qu'il se sera éteint. Cette circulation de l'air permet de tirer plus de chaleur du générateur d'air chaud et de diminuer les pertes de chaleur par la cheminée ou le conduit d'évacuation.

Le cadran de commande du ventilateur est monté sur ressort : il faut donc le tenir fermement d'une main pendant que vous réglez l'aiguille de l'autre main. Assurez-vous de régler la commande « Auto/Manuel » à « Auto » avant de replacer le boîtier métallique. Si vous ne savez trop comment changer ces réglages, demandez au technicien de le faire à sa prochaine visite.

En modifiant ainsi les réglages, l'air sortant des bouches de chaleur sera peut-être un peu moins chaud au début et à la fin du cycle de fonctionnement du ventilateur. Si cet air plus frais rend la maison trop inconfortable, réglez la mise en marche (ON) du ventilateur à 54 ºC (130 ºF) ou encore la température d'arrêt (OFF) à 38 ºC (100 ºF) ou, si vous le préférez, les deux à la fois.

Un ventilateur à deux vitesses vous permettra de tirer encore plus de chaleur de votre générateur d'air chaud tout en assurant une circulation d'air et moins d'écarts de température dans l'ensemble de la maison quand le générateur d'air chaud est fermé. Toutefois, il se peut que la facture d'électricité soit nettement plus élevée avec ce type de ventilateur.

Certains nouveaux générateurs d'air chaud à haut rendement sont équipés d'un moteur à collecteur, plus efficace, à vitesse variable, tel le moteur C.C. autopilote à aimant permanent et à haute efficacité énergétique, qui fait tourner le ventilateur de circulation. La vitesse du ventilateur varie selon la demande de chaleur. Pour un fonctionnement prolongé ou continu du ventilateur, un appareil de ce type peut vous faire économiser beaucoup d'électricité tout en vous assurant une chaleur plus uniforme et un confort accru.

Améliorer la distribution de chaleur

La répartition de la chaleur pose parfois problème et il est souvent difficile de chauffer adéquatement certaines pièces de la maison, les chambres à coucher situées à l'étage, par exemple. Ce problème peut être le résultat de la fuite d'air chaud par les joints des conduits de chauffage ou encore par la perte de chaleur lorsque des conduits traversent un sous-sol ou, pis encore, des espaces non chauffés comme un vide sanitaire, un grenier ou un garage.

Calfeutrez tous les joints de conduits à l'aide d'un scellant spécial au latex pour conduits afin d'éliminer les pertes d'air chaud. Consultez les Pages Jaunes^MC sous les rubriques « Fournaises – Chauffage » ou « Fournaises – Réparation et nettoyage ». (Du ruban à conduits à haute température peut convenir, mais il perd de son étanchéité et se détériore avec le temps.)

Lorsque le ventilateur de circulation fonctionne, les pertes de chaleur de la maison seront d'autant plus grandes si des conduits non étanches passent dans un mur extérieur, un entretoit ou un vide sanitaire et laissent échapper l'air chaud à l'extérieur de la maison. Raison de plus pour veiller à ce que tous les conduits soient bien étanches.

Les conduits traversant des espaces non chauffés, comme un vide sanitaire ou le grenier, devraient d'abord être calfeutrés puis enveloppés de nattes isolantes ou d'isolant à conduits. Faites de même pour les longs tronçons de conduits dans le sous-sol. Il est recommandé d'isoler au moins la chambre de distribution de la chaleur et les trois premiers mètres (dix premiers pieds) des conduits d'air chaud. Mieux encore, isolez tous les conduits d'air chaud auxquels vous avez accès sans trop de difficulté. Recouvrez-les de nattes isolantes revêtues d'une pellicule métallique ou entourez-les d'isolant entre les solives, puis posez un recouvrement. Si la chaleur qui se dégage des conduits sert actuellement à chauffer le sous-sol, il faudra peut-être y installer d'autres registres d'air chaud en prenant soin d'isoler les conduits. L'objectif consiste à permettre à la chaleur de se rendre à destination, sans se perdre en cours de route.

Les pièces des étages supérieurs et celles qui sont éloignées de l'appareil de chauffage sont parfois difficiles à chauffer, non seulement pour les raisons précitées, mais en raison de la friction à l'intérieur des conduits et des autres obstacles qui gênent la circulation de l'air (comme les coudes à angle droit). Dans certains cas, on peut remédier au problème en modifiant légèrement les conduits, tout en s'assurant que ces derniers sont bien étanches et isolés, puis en réglant les clapets d'équilibrage des conduits d'alimentation (voir la figure 5) de manière à diminuer la circulation d'air chaud vers les pièces mieux chauffées et à la diriger plutôt vers les pièces plus froides.

Figure 5 Clapet d 'équilibrage du conduit d 'alimentation

Dans certains systèmes de distribution à air pulsé, ces clapets se situent dans les conduits secondaires d'air chaud, à proximité de leur raccordement au conduit rectangulaire principal. On peut les repérer grâce à la petite manette fixée à l'extérieur du conduit (fig. 5). La position de cette manette (ou, dans certains cas, de la rainure à l'extrémité de l'arbre du clapet) indique l'angle du clapet dissimulé à l'intérieur du conduit. Si votre système n'est pas équipé de clapets de ce genre, vous devrez régler plutôt le registre des bouches de chaleur.

Commencez par fermer les clapets des conduits desservant les pièces les plus chaudes (même complètement fermés, ces conduits fourniront un peu de chaleur à ces pièces). Attendez quelques jours pour voir les résultats sur la distribution de la chaleur dans l'ensemble de la maison, puis faites d'autres rajustements au besoin. Ces rajustements peuvent réduire quelque peu le débit d'air global du générateur d'air chaud, mais cela sera partiellement compensé par une légère augmentation de la température de l'air qui se dégage.

Il peut être indiqué de confier ce travail à un technicien compétent. Si vous réduisez trop la circulation d'air, vous risquez d'augmenter exagérément la température de l'air dans la chambre de distribution de la chaleur de l'appareil. Il est donc sage de demander au technicien de vérifier ce qu'il en est au juste.

Dans la plupart des maisons, il n'y a pas suffisamment de bouches de retour d'air froid pour alimenter suffisamment en air frais le générateur d'air chaud. En ajoutant d'autres bouches de retour d'air froid dans les pièces habitées, particulièrement dans les chambres à coucher, on peut accroître la circulation de l'air et l'efficacité du système de chauffage, tout en améliorant le confort et la qualité de l'air dans la maison.

Pour les problèmes de distribution de chaleur qui ne peuvent être corrigés par le rajustement des clapets ou autres modifications aux conduits, il y aurait lieu de faire appel aux services d'un technicien pour équilibrer de manière complète et appropriée votre système.

Systèmes de chauffage hydroniques 
(à eau chaude)

CONCEPTION ET FONCTIONNEMENT

Un système de chauffage hydronique fait circuler l'eau chaude pour chauffer la maison; ses trois principaux composants sont :

1. une chaudière pour chauffer l'eau
2. des appareils de chauffage – généralement des plinthes ou des radiateurs – dans la plupart des pièces, souvent posés contre un mur extérieur
3. une pompe pour faire circuler l'eau de la chaudière aux radiateurs et assurer le retour par la tuyauterie

Équipée du même type de brûleur qu'un générateur d'air chaud à gaz (à aspiration naturelle ou à air soufflé), la chaudière à gaz est généralement plus compacte. Un seul circuit d'air alimente la chaudière; l'air est réparti entre le brûleur et le dispositif de dilution, qui est soit un coupe-tirage soit un régulateur de tirage barométrique à double effet (dans le cas d'un brûleur à air soufflé). Une chaudière n'a pas de ventilateur ou de filtre, lesquels occupent un volume important dans un générateur d'air chaud pulsé.

Dans la plupart des chaudières, une pompe de circulation sert à acheminer l'eau chaude dans la tuyauterie qui alimente les radiateurs (fig. 6). Le rendement saisonnier des modèles courants de systèmes à eau chaude est 
semblable à celui des générateurs d'air chaud ordinaires : environ 60 p. 100. De nos jours, les nouvelles chaudières doivent satisfaire aux normes minimales d'efficacité énergétique telles qu'elles sont établies dans le règlement de la Loi sur l'efficacité énergétique du Canada. Depuis 1999, le rendement saisonnier minimal, ou AFUE, est de 80 p. 100 (voir le chapitre 3).

Figure 6 Système de chauffage hydronique (à eau chaude)

OPTIMISER L'EFFICACITÉ DES SYSTÈMES HYDRONIQUES

La performance des systèmes de chauffage hydroniques peut être améliorée de plusieurs façons.

Améliorer la distribution de chaleur

Les anciens systèmes de chauffage à gravité, dont l'eau ou la vapeur circulait dans la maison par convection naturelle, sont moins efficaces que les systèmes équipés d'une pompe de circulation. De fait, une circulation lente de l'eau chaude peut entraîner des fluctuations importantes de la température entre deux périodes de combustion. De plus, lorsqu'on a abaissé le thermostat pour la nuit, il faut parfois à ces systèmes beaucoup de temps pour réchauffer la maison le matin. En outre, un système à gravité ne peut pas faire circuler de l'eau chaude dans les radiateurs ou les plinthes chauffantes des pièces habitées au sous-sol, car ces appa-reils sont en dessous du niveau de la chaudière. On peut éliminer tous ces problèmes en ajoutant une pompe de circulation et en remplaçant le vase d'expansion ouvert par un modèle scellé et pressurisé, placé près de la chaudière. Si vous avez un système à gravité, discutez de la possibilité de l'améliorer avec votre entrepreneur en plomberie et chauffage.

Équilibrer la distribution de chaleur

Équilibrer la chaleur distribuée aux différentes parties de la maison est tout aussi important dans le cas du chauffage hydronique que dans celui du chauffage à air pulsé. Les radiateurs sont souvent équipés d'une simple soupape manuelle permettant de régler le débit d'eau qui les traverse. Tout comme les clapets d'équilibrage des systèmes à air chaud pulsé, ces soupapes peuvent servir à commander la quantité de chaleur fournie aux différentes pièces de la maison.

Une soupape thermostatique (fig. 7) peut faire varier automatiquement la quantité de chaleur fournie et être réglée pour contrôler la température de chaque pièce. Toutefois, on ne peut pas utiliser cette soupape si les radiateurs ou les plinthes chauffantes sont raccordés selon un système de « boucles en série », comme on les appelle. Dans ce type de circuit, l'eau doit traverser successivement tous les radiateurs avant de retourner à la chaudière. S'il y a plus d'une boucle, on peut équilibrer un peu mieux la distribution de chaleur en réglant les soupapes qui commandent le débit d'eau de chacune des boucles. On peut aussi commander, dans une certaine mesure, la chaleur dégagée par une plinthe chauffante en réglant le registre intégré, dont le fonctionnement est assez semblable à celui d'un registre d'air chaud.

Figure 7 Soupape thermostatique de radiateur

Régulateur extérieur de remise en marche

La température de la chaudière de la plupart des systèmes de chauffage hydroniques est réglée à 82 °C (180 °F). Il est possible de réduire la consommation d'énergie de nombreux systèmes de chauffage hydroniques à l'aide d'un régulateur extérieur de remise en marche, qui fait varier la température de l'eau circulant dans le système en fonction de la température à l'extérieur. Lorsqu'il fait moins froid à l'extérieur, la température de l'eau est abaissée. Toutefois, si la température de l'eau de retour est trop froide, cela peut causer un choc thermique ou encore de la corrosion. Avant d'ajouter un de ces dispositifs à votre système, consultez votre entrepreneur en plomberie et chauffage pour vous assurer qu'il est compatible avec votre chaudière et que le système de distribution fonctionnera de façon efficace à température plus basse.

CONVERSION AU GAZ D'UN APPAREIL DE CHAUFFAGE AU MAZOUT

Si vous chauffez actuellement au mazout, il est sans doute possible de convertir au gaz votre chaudière ou générateur d'air chaud actuel. Il faut alors remplacer le brûleur au mazout par un brûleur de conversion au gaz et modifier le système d'évacuation.

Ce ne sont pas tous les types d'appareils de chauffage au mazout qui peuvent être convertis au gaz. En outre, le projet de conversion est avantageux seulement si le matériel de chauffage actuel est en assez bon état pour avoir une durée de vie utile raisonnable après la conversion. Les appareils de chauffage au mazout convertis au gaz offrent un faible rendement saisonnier de l'ordre de 63 à 68 p. 100.

Foyers à gaz naturel et à propane

Les foyers à gaz sont de plus en plus prisés, aussi bien à l’achat d’une nouvelle maison que lorsqu’on entreprend des rénovations. Ils sont équipés de simili-bûches et on peut voir les flammes à travers un panneau vitré. La plupart ressemblent à des foyers insérés, tandis que d’autres sont autonomes et ressemblent à des poêles à bois.

Les foyers à gaz sont potentiellement efficaces, mais bon nombre de ceux qu’on trouve sur le marché ne le sont pas malgré ce que prétendent les vendeurs. Jusqu’à tout récemment, il n’y avait pas de test normalisé pour évaluer avec précision l’efficacité globale relative des foyers à gaz. Mais tout cela a changé avec l’arrivée de la nouvelle norme canadienne CGA-P.4. Cotés selon la norme P.4, certains foyers sont efficaces jusqu'à 70 p. 100, alors que d’autres piétinent dans les 30 p. 100, même si les vendeurs prétendaient que le modèle était « efficace à presque 80 p. 100 ». Si vous êtes à la recherche d’un foyer à gaz, demandez sa cote d’efficacité annuelle CGA-P.4, afin de pouvoir le comparer judicieusement à d’autres modèles.

La figure 11 montre plusieurs atouts d’un foyer à gaz efficace. Il devrait être pourvu d’un système d’évacuation directe, d’un panneau en vitrocéramique assurant la radiation de la chaleur, d’un système d’allumage électronique intermittent ou d’un autre moyen d’éteindre et de rallumer facilement la veilleuse selon les besoins, d’un ventilateur centrifuge assurant une bonne circulation de la chaleur dans la maison, d’un coffre extérieur isolé, et afficher un haut pourcentage d’efficacité selon la norme CGA-P.4.

Un foyer à gaz efficace avec évacuation directe, placé dans une grande salle de séjour qui donne sur les autres pièces de la maison, peut éventuellement contribuer à réduire la consommation globale d’énergie (par conséquent, la facture de chauffage) de la maison, tout en offrant une belle flamme. Grâce à sa chaleur radiante, il peut faire de cette pièce où les gens passent une grande partie de leur temps un endroit où il fait bon vivre. Il sera possible de garder les autres pièces à une température moins élevée.

Figure 11 Foyer à gaz avec évacuation directe

Toutefois, certains foyers à gaz sont très peu efficaces et risquent d’affecter la qualité de l’air des maisons canadiennes. Il faut donc éviter d’acheter ce genre d’appareils, notamment les ensembles de simili-bûches au gaz et les foyers à gaz sans conduit d’évacuation.

Les simili-bûches au gaz sont des bûches en céramique incorporant des brûleurs à gaz qui sont placés directement dans un foyer au bois existant pour donner l’effet d’un véritable feu. Ces simili-bûches au gaz ne fournissent aucune chaleur réelle à la maison et sont essentiellement un gaspillage d’énergie et d’argent ainsi qu’une source potentielle de polluants. De plus, elles risquent d’endommager votre système de ventilation.

Le foyer à gaz sans conduit d’évacuation, bien que vendu aux États-Unis, ne devrait pas être installé dans les maisons canadiennes. Comme l’indique leur nom, ces foyers n’éva-cuent pas vers l’extérieur les gaz de combustion. Tous les produits de combustion (y compris le monoxyde de carbone, le dioxyde de carbone, les oxydes azotés et de grandes quantités d’eau) sont dégagés directement dans la maison. Ces foyers peuvent provoquer de graves problèmes de qualité d’air intérieur et d’humidité, particulièrement dans les maisons étanches du Canada. C’est pourquoi leur utilisation n’est pas approuvée au Canada.

Pour de plus amples détails sur les foyers à gaz efficaces, consultez la publication Le guide complet des foyers à gaz.

Détecteurs de monoxyde de carbone (CO)

Les symptômes d’un début d’empoisonnement au CO sont semblables à ceux de la grippe : maux de tête, léthargie, nausée. Si votre détecteur de CO se déclenche et que vous éprouvez ces symptômes, il faut consulter sans tarder.

Si vous avez un foyer ordinaire, donc plus susceptible aux fuites de monoxyde de carbone, et que vous prévoyez faire du feu dans le foyer souvent, il serait sage d’installer un détecteur de CO près du foyer.