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Ce qu’il faut savoir sur le systèmes hydronique

Découvrez le fonctionnement du système hydronique, les éléments qui le composent, les types et les avantages de ce système

Comme nous le savons, le système hydronique utilise l’eau comme fluide caloporteur pour distribuer de l’énergie thermique de manière efficace et polyvalente, en utilisant un seul circuit pour chauffer et refroidir l’environnement.

Dans cet article, nous examinerons certains aspects fondamentaux pour approfondir la connaissance de ce type d’installations, en vous montrant également comment travailler avec un logiciel de conception CVC, Plomberie et Electricité.

Schéma d'un système hydronique

Schéma d’un système hydronique

Qu’est-ce qu’un système hydronique ?

Avant d’aborder les divers sujets, il est bon de faire une petite introduction sur ce qu’est un système hydronique.

Un système hydronique est un système qui distribue l’énergie thermique ou frigorifique en utilisant l’eau comme fluide caloporteur.

Le cœur du système est le générateur de chaleur, souvent une pompe à chaleur comme celle air-eau, mais peut également être intégré avec une chaudière à gaz. L’eau, grâce à sa capacité thermique élevée, transporte la chaleur à travers le réseau de distribution, qui est composé de tuyauteries bien isolées et de pompes de circulation.

Dans les terminaux, tels que les ventilo-convecteurs, l’eau chauffe ou refroidit l’environnement à travers des dispositifs de régulation de température. Ce système, également connu sous le nom de système hydronique ou climatiseur hydronique, est particulièrement efficace grâce à la capacité de l’eau à transporter la chaleur de manière efficace.

Les principaux éléments d’un système hydronique

Dans un système hydronique, plusieurs composants sont utilisés pour le bon fonctionnement de l’ensemble du système. Voici une liste des parties principales : 

  1. générateur – ce composant est responsable de la production de chaleur ou de froid à l’intérieur du système. Les générateurs les plus courants sont les pompes à chaleur et les chaudières à gaz, même si ce dernier peut se charger uniquement de la production de chaleur. La pompe à chaleur, en particulier le type air-eau, est souvent utilisée pour sa capacité à produire de la chaleur de manière efficace même à basse température ;
  2. tuyauteries – les tuyauteries sont utilisées pour transporter l’eau chaude ou froide du générateur aux terminaux de distribution à l’intérieur du bâtiment. Elles doivent être bien isolées pour éviter la perte de chaleur et la formation de condensation le long du parcours de distribution ;
  3. terminaux de distribution – ces dispositifs reçoivent l’eau chaude ou froide des tuyauteries et transfèrent la chaleur à l’environnement environnant. Ils peuvent inclure des radiateurs, des ventilo-convecteurs ou des systèmes de refroidissement au sol. Les terminaux de distribution jouent un rôle crucial pour assurer le confort thermique à l’intérieur du bâtiment ;
  4. pompes de circulation – les pompes de circulation sont utilisées pour pousser l’eau à travers les tuyauteries et assurer une distribution uniforme de la chaleur dans tout le bâtiment. Elles sont essentielles au bon fonctionnement du système hydronique et au maintien d’une température constante dans toutes les zones du bâtiment ;
  5. dispositifs de contrôle – ces composants régulent le flux d’eau et la température à l’intérieur du système pour maintenir le confort thermique souhaité. Ils peuvent inclure des thermostats, des vannes thermostatiques et des systèmes d’automatisation qui permettent de programmer et de contrôler le système en fonction des besoins spécifiques ;
  6. matériaux isolants – ils sont utilisés pour isoler thermiquement les tuyauteries et réduire les pertes de chaleur le long du parcours de distribution de l’eau. Une isolation adéquate est essentielle pour maximiser l’efficacité énergétique du système hydronique et réduire la consommation d’énergie ;
  7. dispositifs de sécurité – peuvent être inclus dans le système pour protéger contre les excès de pression, les fuites d’eau ou d’autres situations d’urgence qui pourraient survenir, garantissant la sécurité et la fiabilité du système ;
  8. échangeurs de chaleur – ces composants permettent l’échange de chaleur entre l’eau chaude provenant du générateur de chaleur et l’environnement environnant à travers les terminaux de distribution. Ils peuvent être présents à la fois dans les radiateurs et les ventilo-convecteurs pour transférer la chaleur à l’air ambiant ;
  9. réservoirs de stockage – peuvent être utilisés pour stocker de l’eau chaude pour un usage sanitaire ou pour garantir une réserve de chaleur pour le système de chauffage. Ces réservoirs peuvent être connectés au générateur de chaleur et permettent d’avoir une disponibilité continue d’eau chaude ;
  10. filtres et dispositifs de purification – peuvent être intégrés dans les terminaux de distribution pour purifier l’air introduit dans l’environnement. Ces filtres aident à éliminer les particules de poussière, les allergènes et autres contaminants présents dans l’air, améliorant ainsi la qualité de l’air intérieur ;
  11. système de contrôle de l’humidité – certains systèmes hydroniques peuvent également inclure des dispositifs de contrôle de l’humidité de l’air, permettant de maintenir des niveaux optimaux d’humidité à l’intérieur du bâtiment. Ces systèmes sont particulièrement utiles dans les environnements où il est nécessaire de maintenir une humidité relative spécifique pour assurer le confort des occupants et éviter la formation de moisissures et de condensation ;
  12. dispositifs de surveillance et de gestion à distance – avec l’avancée de la technologie, de plus en plus de systèmes hydroniques sont équipés de dispositifs de surveillance et de gestion à distance qui permettent de contrôler et de réguler le système à distance via des smartphones, des tablettes ou des ordinateurs. Ces dispositifs offrent une plus grande flexibilité et un meilleur contrôle aux utilisateurs, leur permettant d’optimiser l’efficacité énergétique du système et de réaliser des économies sur les coûts énergétiques.
Modèle 3D d'un système hydronique radiants

Modèle 3D d’un système hydronique radiants

Types de systèmes radiants hydroniques

Les systèmes de rayonnement hydroniques typiques des secteurs résidentiel et tertiaire sont constitués de serpentins en matériau plastique immergés dans les structures des bâtiments, généralement isolés des locaux adjacents. Ces systèmes utilisent de l’eau à des températures différentes en fonction des besoins de chauffage ou de refroidissement des espaces.

Ils peuvent être installés au sol, sur les murs ou au plafond et sont adaptés aussi bien aux nouvelles constructions qu’à la rénovation des bâtiments existants. Dans le cas des planchers rayonnants, les tuyauteries peuvent être incorporées dans la chape, en posant les tubes sur la couche isolante, qui peut être plane ou en relief.

Les principaux composants d’un système de rayonnement hydronique comprennent : 

  1. générateur : généralement une chaudière (uniquement pour la saison hivernale) ou une pompe à chaleur, qui traitent l’eau avant de l’envoyer à travers le système rayonnant ;
  2. tuyauteries : généralement fabriquées en polyéthylène réticulé (PEX), qui transportent l’eau des générateurs aux éléments rayonnants ;
  3. éléments rayonnants : peuvent être des systèmes de plancher, de mur ou de plafond, constitués de tuyauteries ou de panneaux spéciaux qui distribuent la chaleur de manière uniforme dans l’environnement ;
  4. valves et pompes de circulation : régulent le flux d’eau chaude à travers le système et assurent une distribution uniforme de la chaleur.

La stratification du système comprend plusieurs éléments, de haut en bas : 

  • un revêtement de surface (comme du parquet, des carreaux, du PVC, etc.) ;
  • une couche de support (chape) avec des tuyaux en matériau plastique ;
  • une couche de protection pour l’isolation ;
  • une couche isolante qui doit respecter les normes.

Les systèmes de rayonnement hydroniques offrent plusieurs avantages, tels qu’un confort thermique uniforme, une distribution efficace de la chaleur, une meilleure qualité de l’air et une plus grande efficacité énergétique par rapport aux systèmes de chauffage traditionnels. Ils sont particulièrement adaptés aux grands espaces et peuvent être intégrés à des systèmes de refroidissement pour offrir un confort toute l’année.

Représentation en plan d'un système hydronique radiants

Représentation en plan d’un système hydronique radiants

Avantages et inconvénients des systèmes hydroniques

Comme tout système de climatisation, le système hydronique présente des avantages et des inconvénients. Comparons maintenant les systèmes hydroniques avec d’autres solutions de chauffage et de refroidissement, en mettant en évidence leurs avantages en termes d’efficacité énergétique, de confort thermique et d’économies économiques. Examinons-les en détail.

Avantages

  • solution unique pour la climatisation : la polyvalence du système hydronique permet de gérer à la fois le chauffage et la climatisation à l’aide d’une seule infrastructure, offrant une solution intégrée toute l’année ;
  • réductions de consommation : grâce à son fonctionnement à basse température, le système hydronique garantit des économies considérables sur les coûts énergétiques, contribuant ainsi à la réduction des factures ;
  • sécurité : l’utilisation de l’eau comme fluide caloporteur rend les systèmes hydroniques sûrs et flexibles, adaptés même à des environnements spéciaux tels que les espaces de production alimentaire, les salles d’opération et les installations industrielles, car les fuites éventuelles ne comportent pas de risques de pollution environnementale ;
  • flexibilité : la capacité à intégrer le système hydronique avec d’autres solutions, telles que les panneaux rayonnants ou le chauffage par induction, offre une grande flexibilité de conception. Cette intégration permet de maximiser l’efficacité énergétique, en exploitant le refroidissement naturel qui utilise les différences de température avec l’environnement environnant ;
  • durabilité : les systèmes hydroniques sont écologiques et durables, réduisant les émissions de CO2 et offrant une solution à faible impact environnemental ;
  • confort maximal : la réalisation d’un système hydronique est l’une des options de climatisation les plus répandues et établies. Grâce à cette diffusion, il est possible d’intervenir facilement dans les phases de conception, d’installation et de maintenance, rendant l’ensemble du processus très pratique et accessible.

Inconvénients

  • coûts initiaux : l’installation d’un système hydronique peut entraîner des coûts initiaux plus élevés que d’autres solutions traditionnelles, en raison de la nécessité de tuyauteries plus grandes, de décharges de condensat et de câblages électriques supplémentaires ;
  • temps pour atteindre la température de consigne : les systèmes hydroniques peuvent prendre plus de temps pour atteindre la température désirée par rapport à d’autres systèmes plus rapides, tels que ceux à expansion directe ou avec chaudière.

Vidéo sur la conception d’un système hydronique

Vous trouverez ci-dessous une vidéo sur la conception d’un système hydronique avec un logiciel BIM pour la conception CVC, Plomberie et Electricité.

Edificius-MEP
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