L’isolation thermique de nos maisons gagne en efficacité d’année en année. Alors que les maisons basse consommation constituaient encore l’exception il y a quelques années, elles sont déjà standard aujourd’hui. Grâce à une isolation thermique optimale, ces maisons ont une charge calorifique très faible. Cependant, il y a quelques inconvénients. Par temps chaud, par exemple, la température ambiante peut rapidement dépasser la limite de confort en raison du rayonnement solaire, des personnes et des appareils électriques. Le refroidissement via un système de chauffage par rayonnement Finimetal est une bonne solution, tout en étant économique.
Conception du système de chauffage et de refroidissement par rayonnement
La structure d’un système combiné de chauffage et de refroidissement par rayonnement est identique à celle d’un système de chauffage uniquement par rayonnement. Outre le raccordement du chauffage de surface à un générateur de chaleur, par ex. une chaudière à condensation ou une pompe à chaleur, de l’eau froide doit également être disponible pour le refroidissement.
Les systèmes avec des générateurs de chauffage et de refroidissement séparés sont principalement utilisés dans les immeubles de bureaux et les immeubles commerciaux. Les pompes à chaleur avec fonction de refroidissement, en revanche, sont de plus en plus utilisées comme unités compactes dans les maisons individuelles et les immeubles résidentiels.
Une méthode particulièrement efficace de refroidissement rayonnant est le refroidissement passif à l’aide d’une pompe à chaleur avec un capteur géothermique ou une sonde géothermique. Dans ce cas, les eaux souterraines froides sont directement injectées dans le système via un échangeur de chaleur et refroidissent ainsi l’eau du système pour le refroidissement par rayonnement. Étant donné que les eaux souterraines ont des températures d’environ 10 à 15 °C même pendant les chaudes journées d’été et que le compresseur de la pompe à chaleur n’est nécessaire que pour le chauffage de l’eau chaude sanitaire, le « froid » pour le refroidissement des pièces est disponible à un coût presque nul.
Le refroidissement actif est également disponible en option avec une pompe à chaleur réversible ou un générateur de refroidissement pur. Ici, le bâtiment lui-même devient une source d’énergie lorsque la pompe à chaleur prélève de l’énergie du bâtiment, puis la transmet à l’environnement en inversant le circuit de réfrigération dans la pompe à chaleur.
Refroidissement chauffage
1 : sonde géothermique/2 : pompe principale/3 : vanne d’inversion 3 voies primaire/4 : échangeur thermique/5 : pompe secondaire pour refroidissement/6 : contrôle le chauffage et le refroidissement par rayonnement vanne d’inversion secondaire 3 voies/8 : pompe secondaire de chauffage/9 : réservoir tampon/10 : pompe à chaleur
Régulation d'un système de chauffage et de refroidissement par rayonnement
La régulation d’ambiance individuelle d’un système de chauffage et de refroidissement par rayonnement est généralement effectuée via des
thermostats d’ambiance et des actionneurs électrothermiques. Étant donné qu’ils sont utilisés pour le chauffage et le refroidissement, les régulateurs de température ambiante doivent avoir la possibilité d’inverser le sens de fonctionnement. Avec la régulation d’ambiance individuelle, l’inversion du sens de fonctionnement entre le chauffage et le refroidissement est effectuée directement via le thermostat ou avec un signal de commutation central. Les salles de bains et les pièces présentant un taux d’humidité potentiel élevé ne sont pas éligibles au refroidissement par le sol, car le taux d’humidité élevé peut rapidement entraîner un sous-dépassement du point de rosée, par exemple lors d’une douche.
Par conséquent, il est également important de surveiller l’humidité ambiante ou la température du point de rosée dans un système de refroidissement de surface pour s’assurer que la température ne tombe pas en dessous du point de rosée et qu’aucune condensation ne se forme.
Température du liquide de refroidissement
Il est important que l’eau circulant dans les circuits de chauffage ne tombe pas en dessous d’une certaine température. Comme les températures du point de rosée, c’est-à-dire la température au-dessus de laquelle la condensation se forme (entre 9 °C et 24 °C), en fonction de la température de l’air ambiant et de l’humidité relative de la pièce, les températures de départ inférieures à 9 °C ne sont pas pratiques. Des températures de départ comprises entre 12 °C et 16 °C sont courantes. Cependant, la température minimale de surface du sol est cruciale pour éviter la formation de condensation sur le sol. 18 à 20°C se sont avérées être les températures de surface minimales.
Puissance frigorifique
La capacité de refroidissement d’un système de chauffage et de refroidissement par rayonnement dépend de la différence de température entre la surface du sol et la température ambiante. La capacité de refroidissement spécifique du refroidissement rayonnant est d’environ 6, 8 ou 11 W/m
2 K (sol, mur ou plafond). Avec une température de surface minimale de 20 °C et une température de l’air ambiant de 26 °C, il en résulte des capacités de refroidissement d’environ 36, 48 ou 66 W/m2 respectivement. Des puissances frigorifiques plus élevées ne peuvent être atteintes qu’avec un effort plus important en raison du risque de condensation. Dans des cas particuliers, ils peuvent parfois atteindre 120 W/m
2.
Conception d'un système de chauffage et de refroidissement par rayonnement
La conception du chauffage et du refroidissement par rayonnement s’effectue de la même manière que pour le
chauffage par rayonnement conventionnel, car le chauffage est généralement l’application principale. Contrairement aux systèmes de climatisation, par exemple, le refroidissement est considéré comme un avantage supplémentaire en termes de planification. Dans le cas du chauffage, la différence de température entre le débit et le retour est d’environ 5-7K, dans le cas du refroidissement, elle est d’environ 3K afin d’obtenir une performance de refroidissement suffisante. Par conséquent, il est nécessaire de concevoir le chauffage de surface avec les températures du système les plus basses possible et donc des quantités élevées de circulation d’eau.
Conditions requises
Lors de l’installation d’un système de chauffage et de refroidissement par rayonnement, toutes les canalisations qui entrent en contact avec l’air ambiant doivent être isolées contre la condensation. Il en va de même pour le distributeur du circuit de chauffage. En outre, la régulation d’ambiance individuelle doit être adaptée au chauffage et au refroidissement. Si ce n’est pas le cas, un contrôleur d’humidité doit être installé. Sinon, la conception est la même que pour un système de chauffage par rayonnement « normal ».
En conclusion...
Grâce à la régulation d’ambiance individuelle, aucun effort supplémentaire n’est nécessaire pour transformer le système de chauffage par rayonnement Finimetal éprouvé et contrôlé en un système combiné de chauffage et de refroidissement par rayonnement. La fonctionnalité de chauffage et de refroidissement complète est déjà intégrée. Seul le contrôleur de point de rosée supplémentaire doit être pris en compte. Cela signifie que la valeur de confort déjà élevée d’un système de chauffage par rayonnement Finimetal peut être augmentée encore plus sans gros efforts supplémentaires en termes de matériaux et de coûts.
