Chauffage à partir de poutres climatiques

Les modules de confort et les poutres climatiques Swegon permettent de répondre aux besoins de chauffage et de climatisation sans avoir à installer séparément des radiateurs et leurs circuits.

Introduction

Une approche habituelle dans la conception des bâtiments consiste à utiliser des poutres froides pour les besoins de ventilation et de climatisation, tandis que le chauffage est généralement assuré par des radiateurs.
Les modules de confort et les poutres climatiques Swegon permettent de répondre efficacement aux besoins de ventilation, de chauffage et de climatisation sans avoir à installer séparément des radiateurs et leurs circuits.
Tous les modules de confort et toutes les poutres froides de Swegon sont méticuleusement conçus et testés pour pour garantir une ventilation, un chauffage et un refroidissement performants.
L’utilisation des modules de confort et des poutres climatiques Swegon constitue une solution simple et économique, en limitant l’installation aux canalisations nécessaires à ces équipements. Cela permet non seulement de gagner du temps et de réduire l'encombrement lors de l'installation, mais contribue également à réduire les émissions globales de carbone du bâtiment, contribuant ainsi à la protection de l’environnement. De plus, l'espace au sol qui serait autrement occupé par des radiateurs est libéré, permettant ainsi une conception plus flexible et esthétiquement plus agréable.

Qu’est-ce qu’un bon climat intérieur ?

Un bon climat intérieur est essentiel pour créer un environnement de vie ou de travail sain et confortable. La régulation active du climat intérieur permet également de prévenir l’humidité et la formation de moisissures, et de protéger la structure, les installations et le mobilier du bâtiment contre les fortes variations de température. Tout cela contribue à prolonger la durée de vie du bâtiment et à préserver sa valeur.
La conception d’un climat intérieur optimal repose sur la norme SS-EN ISO 7730:2006 qui établit les critères à respecter pour qu’au moins 90 % des personnes se sentent bien dans une pièce.

Certaines des valeurs que nous devons prendre en compte dans un scénario de chauffage sont les suivantes :

Température de service : 20 à 24 °C
Vitesses d’air résiduelles : 0,15 m/s à 0,25 m/s
Différence de température entre la tête et les pieds : < 3 °C
Température de rayonnement des surfaces :
* 19 °C au niveau du sol
* < 35 °C au niveau du plafond et des murs

Allez-vous abaisser la température dans la zone occupée ?

Swegon recommande que la température de diffusion de la poutre climatique soit supérieure d’environ 2 à 4 degrés à la température ambiante afin d’assurer un mélange d’air homogène dans la pièce. Cette différence de température contribue à créer un environnement intérieur confortable et stable.
Des températures de diffusion plus élevées peuvent entraîner une plus grande stratification de la température, ce qui signifie que la chaleur stagne en hauteur dans la pièce et n’atteint pas la zone occupée. Cela peut entraîner une distribution inégale de la température et une réduction du confort pour les occupants.
L’air chaud provenant de la poutre climatique descend lentement dans la pièce et se mélange à l’air ambiant, contribuant ainsi à créer un climat uniforme et agréable. En maintenant la température de diffusion dans la plage recommandée, les problèmes de stratification de la température peuvent être évités, ce qui permet de chauffer efficacement l’ensemble de la pièce.

Conditions de fonctionnement dans la vidéo
Température de l’air soufflé : 18 °C (64,4 °F)
Écoulement d’air : 40 l/s (0,04 m³/s, 84,8 cfm)
Pression du conduit : 80 Pa (0,32 po CE)
Température de l’eau d’alimentation : 35 °C (95 °F)
Débit d’eau : 0,03 L/s (108 L/h, 0,48 gal/min)
Température ambiante : 21 °C (69,8 °F)
Température de la paroi extérieure : 17 °C (62,6 °F)
Température de l’air de sortie de la poutre climatique : 24 °C (75,2 °F)

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Où la température ambiante doit-elle être mesurée ?

Swegon recommande de placer les capteurs de mesure et de régulation de la température ambiante sur un mur intérieur, à environ 1,1 mètre du sol. Des essais en laboratoire ont montré que les capteurs placés à proximité d’un échangeur de chaleur en mode chauffage sont inévitablement affectés par le dégagement de chaleur, ce qui peut avoir une incidence sur le fonctionnement et le confort de la pièce.
Il convient également de prendre en compte le rayonnement solaire, qui peut chauffer le capteur. Si la sonde d’ambiance est montée près d’une porte, la mesure de la température risque d’être influencée par la température de la pièce adjacente lorsque la porte est ouverte.

Quelle peut être la hauteur maximale du plafond ?

Dans le cas du chauffage par le plafond, il est important que l’air chaud atteigne la zone occupée, où il est le plus efficace.
Des essais en laboratoire ont montré que les déflecteurs installés à une hauteur comprise entre 2 et 3,5 mètres sont optimaux pour garantir leur bon fonctionnement.
Une hauteur d’installation plus élevée peut également convenir, mais il faut également tenir compte d’autres paramètres comme la température de soufflage, les débits d’air, la configuration de la pièce et l’utilisation qui en sera faite, car tous ces facteurs influencent le résultat.

Quelle température de soufflage doit être utilisée ?

Vous trouverez ci-dessous deux exemples concrets illustrant le fonctionnement optimal des poutres climatiques.

Régulation avec une pompe à chaleur : température de soufflage basse et fonctionnement efficace

Les pompes à chaleur fonctionnent mieux avec des températures de soufflage basses et une différence de température relativement stable entre l’alimentation et le retour. Cela permet de réguler le système de manière plus classique, sans avoir à se concentrer sur le maintien d’un retour froid.
Température de soufflage basse (28 à 40 °C) : Pour maintenir l’efficacité de la pompe à chaleur, la température d’alimentation doit être maintenue aussi basse que possible, souvent entre 28 et 40 °C, en fonction des besoins du bâtiment. Un ΔT plus petit, d’environ 5 à 8 °C, fonctionne bien pour les pompes à chaleur. Étant donné que les pompes à chaleur sont plus efficaces à basse température, un débit d'eau plus élevé peut être avantageux pour une répartition homogène de la chaleur. Ici, un contrôle traditionnel par thermostat peut être utilisé pour maintenir une température intérieure stable.

Régulation avec chauffage urbain : retour froid et extraction efficace de l’énergie

Les systèmes de chauffage urbain sont plus efficaces lorsqu’ils ont des températures de retour basses, car cela optimise l’extraction énergétique dans le réseau de chauffage urbain. Pour ce faire, la régulation doit être réglée de manière à ce que l’eau libère le plus de chaleur possible avant de quitter le système.
Faible débit d’eau et différence de température plus élevée (ΔT) : En réduisant le débit d’eau, celle-ci a plus de temps pour restituer la chaleur, ce qui se traduit par une température de retour plus basse. ΔT (la différence entre l’alimentation et le retour) doit être élevé, de préférence entre 10 et 15 °C, pour transférer efficacement la chaleur.

Avez-vous besoin de maintenir l’unité de ventilation en fonctionnement la nuit pour répondre aux besoins de chauffage du bâtiment ?

Swegon recommande de faire fonctionner l’unité par temps froid, en dehors des heures de travail habituelles, de préférence avec une fonction de circulation qui bloque l’air extérieur et utilise une batterie de chauffage pour une efficacité énergétique optimale.
Pour extraire la chaleur des modules de confort, l’unité doit être en fonctionnement et assurer la circulation de l'air. La durée et les mois pendant lesquels l’unité doit fonctionner la nuit dépendent de l’enveloppe du bâtiment et des conditions spécifiques du projet.

Quelles sont les économies envisageables ?

L’utilisation des poutres climatiques pour le chauffage et la climatisation plutôt que des solutions traditionnelles avec des radiateurs et des modules de refroidissement séparés, permet de réaliser des économies substantielles.

Coûts d’installation réduits

En remplaçant les radiateurs par des modules de confort qui assurent à la fois le chauffage et la climatisation, les coûts des matériaux et de la main-d’œuvre sont réduits, ce qui améliore la simplicité et la rentabilité de l’installation.
Un système à deux voies pour le chauffage et la climatisation est particulièrement rentable, car il élimine le besoin d'une tuyauterie distincte. Un système à quatre voies peut également être utilisé pour une plus grande flexibilité.

Coûts d’exploitation réduits

Les modules de confort assurent une distribution plus homogène de la température, ce qui contribue à réduire la consommation énergétique et à améliorer le confort.
Grâce aux basses températures d’alimentation, les pompes à chaleur peuvent fonctionner avec un COP (coefficient de performance) plus élevé, ce qui réduit à la fois la consommation d’énergie et les pertes de chaleur dans les canalisations.

Coûts réduits d’entretien

Les modules de confort associent le chauffage et la climatisation en un seul système, ce qui permet de réduire le nombre d’unités et de composants nécessitant un entretien. Les coûts engendrés par la maintenance sont donc moindres et la solution est plus fiable.