le chauffe-eau est l'action de transmettre de l'énergie thermique à un objet, un matériau ou à l'air ambiant. Une distinction est faite entre le chauffage pour le confort thermique domestique (chauffage des locaux, chauffe-eau, etc.) et le chauffage à usage industriel (chauffage de pièces mécaniques, processus industriels, etc.).

Le confort thermique est principalement assuré par le chauffage des espaces et des espaces de vie ainsi que par le chauffage de l'eau (eau chaude sanitaire, voire chauffage de l'eau de piscine)

Le chauffage à des fins de confort est utilisé pour maintenir ou améliorer les conditions d'une atmosphère agréable pour les êtres vivants, dans des espaces clos constituant des espaces de vie (bâtiments, habitacles des moyens de transport, piscines, etc.)). L'objectif du chauffage est d'améliorer la confort thermique d'un espace de vie.

Un système de chauffage consomme de l'énergie sous une forme et la libère sous forme de chaleur.

Par extension, le terme chauffage désigne également tous les systèmes destinés à assurer l'augmentation de température d'un salon ou d'un procédé de fabrication.

Capteur de chauffage solaire, terrasse sur le toit.

La domestication du feu par Homo erectus est attestée depuis environ -450 000 ans, notamment sur les sites de Menez Dregan à Plouhinec en Bretagne, Bilzingsleben en Allemagne ou Vértesszőlős en Hongrie et plus récemment à Terra Amata près de Nice. Une équipe israélienne retrace les traces les plus anciennes de la domestication du feu à −790 000 ans sur le site de Gesher Benot Ya & # 39; aqov sur les rives du Jourdain((1).

Le bois, la mousse et d'autres plantes sèches ont probablement été utilisés pour la première fois comme combustible. En cas de pénurie ou de pénurie de bois, les excréments d'animaux herbivores pourraient le remplacer (comme lors de la Révolution française). Le charbon est extrait en Chine depuis des temps immémoriaux⁽⁽²⁾.

En France, l’utilisation du bois est encore assez générale XIX^e siècle, mais compte tenu de son prix élevé, le le coke et le charbon dur représentent chaque jour une part plus importante de la consommation.

La cheminée est connue des Romains qui l'utilisent dans les Hypocaustes, invention grecque, premier chauffage au sol, où le foyer est à l'extérieur du bâtiment et l'air injecté sous le sol((2). Il est utilisé dans les bains de Gortyne, Olympie, Syracuse, à partir de 300 un V. UN D Pour un usage domestique, il n'est pas utilisé souvent: il y a dans leurs ruines Pompéi et Herculanum, absence totale de cheminées, ce qui prouve que les Pompéiens aiment beaucoup de Napolitains, toujours à XIX^e siècle, recourir à brasero, parfois mobile, les gaz s'échappant à travers une tuile omise du couvercle((2).

C'est peut-être aux latitudes plus septentrionales, où le chauffage a plus de justifications, que la cheminée à cheminée fait son apparition. Quoi qu'il en soit, vous devez attendre le XI^e siècle pour voir les cheminées devenir une partie définitive de l'architecture⁽⁽³⁾. Les premiers foyers n'utilisent que de la chaleur rayonnante, provoquent un appel considérable d'air froid extérieur, ne fument que complètement et ne peuvent chauffer les personnes que près du foyer⁽⁽²⁾. La cheminée sera progressivement améliorée mais ne sera jamais un élément chauffant très efficace.

XVII^e siècle((Éditer | changer le code)

En 1619 paraît le premier ouvrage complet sur les poêles publié par Franz Kessler (de)⁽⁽⁴⁾. Son curieux travail indique à partir de cette époque tous les principes de chauffage utilisés en Allemagne⁽⁽²⁾.

En 1624, une œuvre de Louis Savot paraît en France⁽⁽⁵⁾ dans lequel nous voyons l'isolement du foyer contre le mur et l'utilisation de chambres de chaleur. Peu de progrès sont réalisés par la suite dans la conception des cheminées. Les efforts déployés XIX^e siècle concernera l'isolement complet du foyer, la multiplication des surfaces chauffantes et surtout de celles de transmission, l'introduction d'air extérieur préalablement chauffé au contact de la fumée⁽⁽²⁾.

XVIII^e siècle((Éditer | changer le code)

Du XVIII^e siècle, l’énergie dégagée par le chauffage de l’eau produit des applications motrices machines à vapeur.

XIX^e siècle((Éditer | changer le code)

À XIX^e siècle, un foyer d'appartement ordinaire peut déterminer par son tirant d'eau une évacuation de 800 à 1000 m³ d'air par heure et c'est malheureusement le rôle principal des cheminées, la ventilation. En effet, cette évacuation de l'air vers l'extérieur, et donc le refroidissement des pièces, sont d'autant plus importants que le chauffage fonctionne avec plus d'activité. Les entrées d'air extérieur qui ont été ajoutées à des systèmes de conduites plus ou moins contournées sont rarement suffisantes pour alimenter la combustion et remplacer l'air ascendant dans le tuyau de fumée. Ce sont toujours les portes et les fenêtres qui fournissent le complément d'air essentiel((2).

En 1847, les carburants utilisés dans les maisons des machines à vapeur, etc., sont trois principaux⁽⁽⁶⁾ : bois, tourbe et charbon. Il existe donc trois combustibles qui, soumis à la "carbonisation" (en fait la pyrolyse), donnent naissance à trois nouveaux combustibles: le charbon de bois, le charbon de tourbe et le charbon ou le charbon à coke.

En 1857, l'industrie pétrolière est née en Roumanie, avec la première raffinerie de Ploieşti. Le mazout a été progressivement utilisé pour le chauffage et, à partir de 1960, pour le gaz naturel.

En 1870, les combustibles utilisés pour le chauffage (avec leur pouvoir calorifique par kilo) sont le charbon (8.000 calories), briquettes de charbon aggloméré (8.000 calories), coke de centrale à gaz (7 000 à 7,500 calories), la motte tannée (produit résiduel, sorte de sciure de bois issue de la préparation des cuirs tannés végétaux et utilisée comme combustible bon marché, 5.000 calories), bois sec (3 500 calories) ou régulière (3 000 calories), charbon de bois (6 000 calories), le gaz d'éclairage (gaz de houille) (6 000 calories par mètre cube), huile de pétrole (8.000 calories)^((sept).

XX^e siècle((Éditer | changer le code)

Le début de XX^e siècle est marqué par la maîtrise des techniques à vapeur et les premières chaudières à vapeur viennent équiper les immeubles d'habitation.

Dans les années 1910, les premiers chauffe-eau solaires sont apparus aux États-Unis et avec eux les premiers systèmes de chauffage solaire.

Les systèmes de chauffage central (eau chaude) remplaceront progressivement les radiateurs à vapeur.

Dans les années 1960, le chauffage électrique est également apparu. D'abord très consommatrice d'énergie avec les convecteurs électriques, elle se développe rapidement, et les constructeurs imaginent des appareils dont la technologie est de plus en plus perfectionnée. C'est le cas du chauffage électrique inertiel qui s'inspire de la nature((à), le noyau chauffant (céramique, fonte …) est chauffé et accumule de la chaleur. Le radiateur inertiel chauffe donc par rayonnement en diffusant la chaleur accumulée. Contrairement au convecteur électrique, le chauffage électrique à inertie permet au chauffage d'être assez stable.

Le choc pétrolier, va permettre aux énergies renouvelables, et notamment au solaire thermique de se développer fortement entre 1973 et 1985.

La rareté et le coût des combustibles fossiles font que les systèmes de chauffage intégrant des énergies libres ou renouvelables telles que l'énergie solaire, la géothermie, font une apparition marquée au début de notre XXI^e siècle. La nécessité de réduire la consommation de polluants émetteurs d'énergie, dont le CO_{2, est liée à la conservation des ressources de la planète pour les générations futures. Le concept de développement durable⁽⁽⁸⁾ apparaît alors. La France investit également beaucoup dans les technologies de chauffage; Les industriels français investissent, par exemple, dans le procédé de chauffage aux granulés de bois.}

XXI^e siècle((Éditer | changer le code)

Dans les années 2000, la législation européenne a eu tendance à évoluer afin d'imposer le développement du marché du Distributeur de frais de chauffage.

• Si une maison a besoin de 10 000 kWh / an chauffage annuel et le système de chauffage a une efficacité globale de 80%, alors il consommera:

10 000 kWh / an / 80% = 12 500 kWh / an en énergie finale.

• La consommation totale d'énergie finale, avant transformation, pour le chauffage des ménages en France est d'environ 35 Mtep en 2002((9).
• L'influence du climat sur les besoins en chauffage est évaluée au moyen de degrés-jours unifiés.

Un système de chauffage fonctionne à partir d'une énergie primaire qui peut être d'origine fossile (on parle d'énergies fossiles comme le fioul, le charbon, le gaz naturel, le GPL ou le gaz de pétrole liquéfié), ou qui a été utilisé pour produire de l'électricité (à partir de centrales nucléaires, hydrauliques barrages, voire centrales thermiques fonctionnant aux combustibles fossiles, etc.).

Les énergies renouvelables comme le bois énergie, l'énergie solaire, la géothermie, etc. sont également des sources utilisées pour le chauffage.

Les combustibles peuvent être classés par état en combustibles solides, combustibles liquides, combustibles gazeux. Chaque état correspond à un certain type de stockage et de transport ainsi qu'à des précautions spécifiques contre le feu et la santé et des types d'appareils de chauffage (chaudière ou chauffe-eau, brûleur, corps de chauffe, etc.) personnes.

Énergie consommée et comptabilisée à la pompe (pompe à huile, mètre cube de bois, compteur d'électricité, compteur de gaz) est appelée "énergie finale".

L'énergie requise provient généralement de différentes sources décrites ci-dessous.

Carburants((Éditer | changer le code)

Combustible solide

Carburant liquide

Gaz combustible

Électricité((Éditer | changer le code)

Énergie solaire((Éditer | changer le code)

L'énergie géothermique((Éditer | changer le code)

Thermodynamique((Éditer | changer le code)

Un système de chauffage comprend nécessairement:

Dans le premier cas, l'émetteur transmet sa chaleur par convection et / ou rayonnement. Dans le second cas, c'est un ventilateur qui fait pulser l'air à travers une batterie chaude et qui transmet la chaleur à l'environnement ambiant par recyclage et mouvement de l'air.

Ces deux éléments peuvent être confondus (par exemple, une flamme est une source de chaleur; elle émet également directement cette chaleur sous forme de rayonnement. Autre exemple, un convecteur électrique produit et transmet sa chaleur.

Un système de chauffage peut également comprendre:

• un système de stockage de chaleur;
• un ou plusieurs systèmes de transport de chaleur: le transport de chaleur est le plus souvent réalisé au moyen d'un fluide à haut pouvoir calorifique, appelé fluide caloporteur.

La relation entre la température extérieure et la température intérieure est donnée par une courbe de chauffe ou une loi de l'eau. Certaines installations peuvent être ajustées via une courbe de chauffe, ce qui permet de définir la température de chauffe à partir de la température extérieure. Dans le cas fréquent où le liquide de refroidissement est de l'eau, la courbe de chauffage est généralement appelée loi de l'eau.

Exemples de courbe de chauffe((dix) avec pente 1,9 et 1,8((11).

Le chauffage des locaux est destiné à assurer une température et / ou un confort déterminé dans un endroit clos ou ouvert. Il existe plusieurs systèmes de chauffage:

Chauffage individuel ou collectif((Éditer | changer le code)

• Chauffage individuel: installation individuelle pour une maison, un appartement ou un immeuble.
• Chauffage collectif: installation collective couvrant les besoins de plusieurs maisons, appartements ou immeubles, les coûts sont alors partagés, traditionnellement proportionnellement à la superficie des logements, mais parfois par l'intermédiaire du Distributeur des frais de chauffage.

Chauffage central ou décentralisé((Éditer | changer le code)

• Chauffage central: on parle de chauffage central lors du chauffage de plusieurs pièces d'un bâtiment ou d'une maison à partir d'un seul point de ce bâtiment à l'aide d'un générateur de chaleur, la chaudière.
• Chauffage décentralisé ou chauffage local: contrairement au chauffage central, un système ou les fonctions de génération et d'émission sont réalisées conjointement au sein de chaque appareil. Il n'y a pas de fluide caloporteur, pas de réseau de transport de ce fluide et donc pas de fonction de distribution.

Mode de transfert de chaleur((Éditer | changer le code)

Liquide de refroidissement((Éditer | changer le code)

Le fluide caloporteur peut être:

• eau chaude: eau chauffée (l'installation comprend un générateur de chaleur (chaudière ou chaudière, distribution d'eau et émetteurs de chaleur);
• air forcé: l'air ambiant réchauffé (l'installation comprend un générateur d'air chaud et le plus souvent une distribution de cet air chaud);
• un fluide caloporteur: en général une huile (réservée aux très grandes installations et en général pour le transport de chaleur entre la production centralisée et les sous-stations qui sont des interfaces entre un réseau de production dit "primaire" et un réseau de distribution jusqu'à & # Aux émetteurs de chaleur dits "secondaires").

Pour suivre les derniers prix de l'énergie, le ministère français met à disposition la base de données Pégase⁽⁽¹²⁾.

Coût énergétique

En 2009 : l'électricité est de 15,14 euros TTC pour 100 kWh en 6 kVA((13) ; le gaz est de 9,69 euros TTC pour 100 kWh Abonnement PCI B0((14) ; le fioul domestique est de 5,75 euros TTC pour 100 kWh PCI((15) ; le bois coûte 3,53 euros TTC par 100 kWh PCI de journaux((16). En janvier 2011: l'électricité est de 15,89 € TTC pour 100 kWh en 6 kVA((13) ; le gaz est de 10,87 euros TTC pour 100 kWh Abonnement PCI B0((17) ; le fioul domestique est de 8,35 euros TTC pour 100 kWh PCI((18) ; le bois n'est plus indiqué sur cette source. En décembre 2013: l'électricité est de 18,21 € TTC pour 100 kWh en 6 kVA((13) (plein tarif); le gaz est de 12,93 euros TTC par 100 kWh Abonnement PCI B0((17) (plein tarif); le fioul domestique est de 9,02 euros TTC pour 100 kWh PCI((18) ; le bois est de 5,78 euros TTC pour 100 kWh PCI de bois en vrac((19).

Le système de chauffage permet également de contrôler le taux d'humidité de l'air dans un bâtiment.
Contrairement à certaines croyances, le taux d'humidité de l'air ne dépend pas du type de chauffage installé, c'est-à-dire des types d'unités utilisées pour chauffer l'air ambiant comme les radiateurs à vapeur, les radiateurs à eau chaude ou les radiateurs électriques, ainsi que les matériaux qui font sur les murs, ou qui se trouvent dans le bâtiment. Ce taux d'humidité dépend principalement de trois phénomènes:

• sources intérieures de vapeur d'eau (cuisine, vapeur d'eau chaude dans les salles de bain);
• l'augmentation de la température de l'air ambiant selon ce principe physique: en cas d'augmentation de la température de l'air, le taux d'humidité (taux d'humidité relative) diminue;
• un autre phénomène responsable de la diminution de l'humidité est lié au taux de renouvellement de l'air, dû à l'entrée d'air extérieur par les murs et les ouvertures du bâtiment et à la présence d'un éventuel VMC. Sans VMC, ce taux de renouvellement sera d'autant plus important que la différence de température de l'air extérieur et intérieur du bâtiment est élevée (par convection thermique).

De plus, c'est avec ce taux de renouvellement et la vitesse à laquelle ce changement se produit que l'on peut calculer le volume d'air extérieur qui s'infiltre dans le bâtiment.

Pour assurer un taux d'humidité constant dans le bâtiment, il peut être utile d'installer un système d'injection de vapeur d'eau, soit par vaporisation, soit par évaporation, soit sous forme de vapeur. Il est important d'utiliser une bonne qualité d'eau, car des impuretés seront inévitablement présentes dans l'air ambiant. A l'inverse, pour abaisser le taux d'humidité intérieure, le débit de ventilation mécanique contrôlée (VMC) peut être augmenté afin d'accélérer l'extraction de l'air humide.

Le taux d'humidité idéal doit également être défini en fonction de la composition architecturale des murs et de leur résistance thermique, ainsi que de l'emplacement des pare-vapeur. Si le niveau d'humidité est trop élevé, de la condensation se produira sur les parois froides si leur température est égale ou inférieure à la température du point de rosée. Cela se voit souvent sur des vitrages mal isolés (non doublés).

Un taux d'humidité trop élevé peut également être à l'origine d'écoulements d'eau, pris à tort comme ayant une fuite dans un toit, mais qui sont en fait dus à la condensation qui se produit dans le grenier ou sur les murs. froid dû à une humidité excessive dans l'atmosphère interne du bâtiment. De la même manière, de la condensation se produit parfois sur les fenêtres d'une pièce.

L'apparition de champignons à la surface d'un mur extérieur peut également être causée par l'humidité interne du bâtiment. Ainsi, il est utile de prendre soin de réguler le taux d'humidité de l'air contenu dans un bâtiment si l'on veut se protéger des dommages observés dans des bâtiments (principalement rénovés) que leurs constructeurs n'ont pas équipés selon les précautions d'usage afin pour maintenir un niveau d'humidité adéquat.

Le chauffage est une activité à fort impact environnemental: les usages «résidentiel et tertiaire» représentaient en France en 2001 20% des émissions de gaz à effet de serre (cause du réchauffement climatique), et le chauffage des habitations et des lieux de travail représente 75% de ces 20%, donc 15% du Conseil Chauffage.

Cet impact est en partie sous le contrôle des individus: chacun règle la température de son logement à sa guise et peut donc décider de limiter son impact personnel. Diminuer de 1 ° C la température diminue la consommation de 7 à 10%.

Cette température de 19 ° C est en outre supérieur aux recommandations médicales (d'antan): 16 à 17 ° C dans les bureaux et les salles de classe⁽⁽²⁰⁾.

Le choix de la source d'énergie de chauffage a un impact environnemental: énergies fossiles ou énergies renouvelables, avec ou sans émission de gaz à effet de serre. Le chauffage électrique, comparé au gaz, est un peu moins émettant en France (180 g de CO_{2/ kWh contre 195)^((b), et trois fois plus d'émetteurs en Europe (500 à 600 contre 195)⁽⁽²¹⁾.}

Le chauffage n'a pas seulement un impact environnemental sur les émissions de gaz à effet de serre, il peut aussi avoir un impact sur la santé. C'est particulièrement le cas pour les émissions de particules provenant des méthodes de chauffage basées sur la combustion de combustibles fossiles ou renouvelables. En France métropolitaine, le chauffage au bois est le principal émetteur de particules fines (Modèle: PM25) et l'émetteur majoritaire de particules très fines (Modèle: PM10), le plus dangereux pour la santé. C'est également un émetteur majeur de composés toxiques ou cancérigènes tels que les HAP (hydrocarbures aromatiques polycycliques) et le benzène, eux-mêmes transportés par ces particules (source Citepa)⁽⁽²²⁾. Il fait l'objet d'une attention particulière de la part du "Plan Particules", intégré dans la deuxième version du Plan National Santé et Environnement (PNSE 2)⁽⁽²³⁾. Le développement de la dendroénergie dans le cadre de la promotion des énergies renouvelables fait craindre en effet une aggravation de la pollution par les particules (et ce qu'elles véhiculent). Il est donc important de ne pas confondre énergies renouvelables et énergies propres.

Les pompes à chaleur (PAC) sont présentées par les commerçants comme un moyen de chauffage écologique. Une distinction doit être faite entre: pompe à chaleur air / air ou air / eau: les calories sont temporairement transférées de l'extérieur vers la maison en utilisant l'électricité. Pompe à chaleur géothermique: s'il s'agit de géothermie profonde, nous accélérons le transfert de calories du sous-sol vers l'atmosphère via la maison avec l'électricité. Si c'est de la géothermie de surface, c'est du solaire retardé avec de l'électricité. Ainsi, en dehors de l'efficacité plus élevée de l'énergie géothermique, nous pouvons considérer que le plus grand impact écologique est causé par l'énergie géothermique profonde, et que les pompes à chaleur sont une forme de chauffage électrique avec une efficacité améliorée. Le point essentiel est donc celui de la source du courant électrique utilisé.

L'énergie géothermique peut provoquer une pollution des eaux souterraines en cas de fuite ou de rupture des canalisations contenant les fluides caloporteurs.

Si ces machines sont installées à l'extérieur, elles peuvent provoquer des nuisances sonores gênantes pour soi ou pour le quartier (ce qui ne lui profite d'aucun avantage en retour!). La pompe Viessmann mentionnée ci-dessus fait 70 dB à la sortie, d'autres annoncent des chiffres différents, souvent dans des conditions différentes: à 1 m, à 5 m, à 10 m. Il faut tenir compte du fait que la pompe fonctionnera de façon intermittente nuit et jour, et que la nuit même 40 dB sont une nuisance. Il émet également des sons basse fréquence (ventilateurs) qui peuvent traverser l'isolation et le double vitrage. Enfin, le niveau de bruit réel peut être très différent de la valeur de catalogue.

Les systèmes de chauffage utilisant l'énergie solaire thermique utilisent l'énergie rayonnante du soleil pour produire de la chaleur. Les panneaux solaires récupèrent ensuite l'énergie du soleil et chauffent un liquide caloporteur, qui circule ensuite dans le réseau de chaleur. Il existe différentes technologies de capteurs solaires, plus ou moins efficaces:

• le capteur solaire plat est la technologie de capteur solaire la plus élémentaire. Le liquide circule dans une bobine placée derrière une fenêtre;
• le collecteur à tubes à ailettes est un compromis entre le collecteur plat et le double collecteur à tubes sous vide. Il bénéficie en effet des avantages de l'isolation sous vide, mais la capture d'énergie par les ailettes ne permet pas une absorption optimale de l'énergie, tout au long de la journée;
• le collecteur à double tube "U-pipe" est la dernière technologie en matière de solaire thermique. L'énergie est captée par une bobine qui passe à travers plusieurs tubes à vide. L'isolation sous vide élimine les pertes par convection.

Remarques((Éditer | changer le code)

Les références((Éditer | changer le code)

Articles Liés((Éditer | changer le code)

Liens externes((Éditer | changer le code)