Le refroidissement par rayonnement est-il une bonne idée pour votre maison ?

Vous envisagez de mettre à niveau votre système de climatisation actuel ? Voulez-vous éviter le coût d'un climatiseur central ou éliminer le risque de propagation d'allergènes par un système à air pulsé ?

Le refroidissement par rayonnement est une excellente alternative pour garder votre maison au frais. Il ne fera pas grimper vos factures d'énergie ni ne remplira votre maison de pollen, d'allergènes et de squames.

Vous connaissez peut-être le chauffage par rayonnement au sol ou mural, mais comme le refroidissement par rayonnement n'est pas très populaire, vous vous demandez peut-être ce que c'est ? Comment ça marche ? Pouvez-vous utiliser votre système de chauffage par rayonnement pour le refroidissement ? Ce blog répondra à toutes vos questions !

Comment fonctionne le refroidissement par rayonnement ?

Les systèmes de refroidissement par rayonnement sont constitués de dalles ou de poutres refroidies, généralement installées à l'intérieur des plafonds, des sols ou des murs. Ces dalles et poutres créent un effet de refroidissement en absorbant la chaleur de votre maison.

Les systèmes de refroidissement par rayonnement utilisent des tuyaux remplis d'eau ; ils sont donc également connus sous le nom de systèmes de refroidissement hydroniques. L'eau froide circule dans les tuyaux installés et refroidit les dalles ou les poutres.

L'eau d'alimentation utilisée doit avoir une température modérée entre 14 °C et 18 °C. Le sol sera refroidi entre 20 °C et 24 °C. La température de l'eau d'alimentation doit être contrôlée pour éviter de s'approcher du point de rosée en maintenant la température de surface au-dessus de 19 °C tout en maintenant l'humidité relative en dessous de 50 %.

Refroidissement hydronique vs Chauffage hydronique

Lorsque l'air entre en contact avec ces dalles ou poutres, il y a un échange d'énergie par rayonnement, et par conséquent, l'air chaud se refroidit. L'eau dans les tuyaux est pompée périodiquement, et de l'eau froide fraîche la remplace.

En bref, le refroidissement hydronique est comme le chauffage hydronique mais en sens inverse. La seule différence dans le refroidissement par rayonnement est que la chaleur est transférée de la pièce vers les tuyaux d'eau froide installés dans les panneaux.

Puisque le refroidissement par rayonnement ne refroidit pas l'air intérieur en éliminant l'humidité, même ouvrir une fenêtre par une journée chaude et humide peut augmenter la teneur en humidité. Par conséquent, ce système fonctionne mieux dans les maisons avec un déshumidificateur ou dans les zones à climat sec. Dans les bâtiments de taille moyenne à grande, l'utilisation du refroidissement par rayonnement avec un système d'air extérieur dédié (DOAS) fonctionne le mieux. Le système DOAS fournit la quantité exacte de ventilation requise par les bâtiments pour éliminer l'humidité. Un déshumidificateur pour toute la maison peut également être utilisé.

Types de refroidissement par rayonnement

Les systèmes de refroidissement par rayonnement sont de deux types principaux.

1. Dalles refroidies

Ces systèmes sont généralement connus sous le nom de Systèmes de Bâtiment Thermiquement Activés (TABS). Dans ce système, les tuyaux de refroidissement sont installés derrière des dalles métalliques placées au sol, aux murs ou au plafond. L'eau froide circulant dans ces tuyaux refroidit les dalles. Les dalles refroidissent ensuite toutes les surfaces avec lesquelles elles entrent en contact, ce qui à son tour aide à refroidir l'air dans cet espace.

Par rapport aux panneaux rayonnants, ces dalles ont une masse thermique plus élevée. La masse thermique est la capacité d'un certain matériau à résister au changement de sa température. Ainsi, une masse thermique plus élevée permet aux panneaux rayonnants de mieux gérer les fluctuations de température tout au long de la journée.

Le coût d'installation au pied carré est inférieur pour les dalles rayonnantes par rapport aux poutres rayonnantes. D'autre part, comme ce système n'entre pas en contact direct avec l'air, ces dalles doivent couvrir une plus grande surface.

2. Poutres refroidies

Ce système est utilisé pour le chauffage et le refroidissement par rayonnement. Ces panneaux sont souvent appelés poutres refroidies. Les tuyaux d'eau sont intégrés dans un échangeur de chaleur (poutre) dans ces panneaux. Ils sont mostly fixés aux plafonds ou suspendus, mais peuvent aussi être installés sur les murs. Ces panneaux sont plus efficaces car les tuyaux de refroidissement sont activement en contact avec l'air.

Les panneaux sont légers et ont une masse thermique plus faible. De plus, ils sont idéaux pour la rénovation car vous n'aurez pas à démolir le plafond de toute votre maison ou bâtiment pour les installer. Au lieu de cela, ils peuvent être facilement fixés au plafond de n'importe quel bâtiment.

Les deux types, c'est-à-dire les dalles refroidies et les poutres refroidies, utilisent des tuyaux d'eau froide et fonctionnent sur le même principe pour le refroidissement par rayonnement.

Pouvez-vous utiliser le système de chauffage par rayonnement pour le refroidissement aussi ?

Vous pouvez utiliser un seul système de climatisation pour le chauffage et le refroidissement par rayonnement. Cependant, le problème avec le chauffage par rayonnement est que la plupart des dalles rayonnantes sont installées à l'intérieur des murs et des sols. Alors que pour le refroidissement, les panneaux de plafond sont plus efficaces que les systèmes de sol rayonnants, car les systèmes de sol diminuent l'efficacité globale de refroidissement du système.

La raison réside dans la façon dont fonctionne tout système de chauffage et de refroidissement hydronique. Pour assurer la meilleure performance, le système doit être installé là où le plus grand transfert de chaleur a lieu, et où la différence de température entre l'air et le système de chauffage par rayonnement est maximale.

Le chauffage par rayonnement au sol fonctionne plus efficacement que le refroidissement par rayonnement au sol car lorsque l'air froid entre en contact avec le système de chauffage par rayonnement, l'air gagne de l'énergie thermique et monte, tandis que l'air froid reste bas dans la pièce. Ainsi, la différence de température entre l'air et le système de chauffage par rayonnement est la plus élevée près du sol.

D'un autre côté, les panneaux de plafond sont plus efficaces pour le refroidissement car l'air chaud monte généralement et reste haut dans la pièce. Le plafond est donc là où plus d'air entre en contact avec le système rayonnant.

Deuxièmement, les plafonds sont plus exposés, tandis que les sols sont mostly couverts de meubles. Ainsi, les panneaux de plafond assurent que plus d'air entre en contact avec les surfaces refroidies, améliorant l'efficacité du système. C'est pourquoi les dalles ou poutres de plafond rayonnantes fonctionnent mieux pour le refroidissement.

Cependant, le chauffage par rayonnement mural est également efficace pour le chauffage que pour le refroidissement car il est également exposé à l'air près du plafond ainsi qu'à l'air près des sols.

Avantages du refroidissement par rayonnement

Il y a certains avantages des systèmes de refroidissement sans gaines, et le refroidissement par rayonnement est un moyen innovant et à haute efficacité de refroidir votre espace. Voici quelques avantages de l'utilisation d'un système de refroidissement hydronique.

1. Coûts d'exploitation réduits

Le refroidissement par rayonnement réduit les coûts d'exploitation de deux manières. Premièrement, les systèmes rayonnants hydroniques utilisent de l'eau qui peut absorber plus de chaleur que l'air. Vous devez donc pomper et refroidir l'eau moins fréquemment. Deuxièmement, il ne nécessite pas autant d'entretien que les systèmes de climatisation à air pulsé. Par conséquent, vous pouvez réduire les coûts d'exploitation.

2. Efficacité énergétique améliorée

Les systèmes de refroidissement par rayonnement se sont améliorés et sont apparus comme une alternative durable et efficace aux systèmes CVC traditionnels au cours des dernières décennies. Idéalement, un système de refroidissement par rayonnement peut fonctionner en utilisant moins d'énergie que les autres méthodes de refroidissement. Cela entraîne une réduction significative de l'empreinte carbone et de la consommation d'énergie.

Selon une étude du Pacific Northwest National Laboratory (PNNL), l'utilisation du refroidissement par rayonnement et de systèmes de ventilation appropriés comme le DOAS peut permettre d'économiser jusqu'à 50 % de la consommation d'énergie dans les bâtiments de taille moyenne.

3. Plus de liberté architecturale

Bien que fortement dépendant du climat du bâtiment et de la conception du système de refroidissement, un système de refroidissement hydronique permet une réduction significative des gaines. Cela vous permet d'agrandir l'espace entre le plafond et le sol. Vous pouvez choisir de construire des fenêtres plus grandes pour offrir une meilleure circulation d'air frais et de lumière solaire.

4. Confort accru

De plus, comme les tuyaux d'eau sont généralement installés à l'intérieur des murs ou des sols tandis que les panneaux sont généralement suspendus au plafond, ils n'occupent pas d'espace dans votre pièce ni ne bloquent votre passage.

Le processus de refroidissement dans le refroidissement par rayonnement est assez naturel. De plus, il est sans vibration et silencieux. Tout cela s'additionne pour vous offrir une expérience de refroidissement intérieur ultime, pleine de confort.

5. Meilleure qualité de l'air

Puisqu'aucun air forcé n'est circulé dans les pièces dans les systèmes de refroidissement hydroniques, la qualité de l'air est plus propre. Associé à un système d'air extérieur dédié (DOAS), vous profitez d'un air frais et traité. Cela vous aide à maintenir un environnement sain et à éviter le risque de polluants de l'air intérieur comme les allergènes et le pollen.

Inconvénients du refroidissement par rayonnement

Il y a quelques contraintes et inconvénients du refroidissement par rayonnement, comme tout autre système.

1. Condensation

Les systèmes de refroidissement par rayonnement ne sont pas largement installés car ils peuvent provoquer de la condensation. La condensation se produit lorsque la température d'une poutre refroidie ou d'une dalle rayonnante devient égale ou inférieure au point de rosée. Ce problème est accentué lorsque le système de refroidissement est installé dans des climats à forte humidité et à hautes températures. Ces systèmes sont mieux adaptés aux zones arides.

Cependant, avec un DOAS ou des déshumidificateurs appropriés, vous pouvez augmenter la capacité de refroidissement, atteindre les niveaux d'humidité idéaux en été et éventuellement éliminer le risque de condensation.

2. Problème de ventilation dans les bâtiments

L'autre problème majeur du refroidissement par rayonnement est l'incapacité de faire circuler l'air. Cela signifie que l'air devient stagnant car il n'y a pas assez de ventilation. Si vous utilisez le refroidissement hydronique dans les maisons, l'ouverture des fenêtres et des portes aiderait. Mais si vous vivez dans un climat humide, l'air chaud extérieur augmenterait le niveau d'humidité intérieur.

Dans un grand bâtiment où le plafond est plus haut que 2,7 mètres, les poutres refroidies ne fonctionneront pas car la circulation de l'air ne sera pas suffisante à moins d'être associées à un système de ventilation comme le DOAS.

3. Coûts d'installation plus élevés

Comparé à un système à air pulsé, un système de chauffage et de refroidissement par rayonnement est plus cher à installer. Le coût de l'équipement de refroidissement par rayonnement est assez élevé. Un autre problème est que comme ce système n'est pas très populaire et que peu de gens utilisent des systèmes hydroniques aux États-Unis, vous aurez du mal à trouver un professionnel pour installer le système dans votre maison.

4. Difficile à installer

Il est préférable d'installer les dalles rayonnantes pendant la construction d'une maison ou d'un bâtiment. Si vous voulez installer des dalles rayonnantes dans une maison déjà construite, vous devez démolir tout votre plafond ou votre sol pour installer le système. Dans de tels cas, vous pouvez utiliser des poutres refroidies.

5. Dégâts des eaux

Les systèmes de refroidissement par rayonnement peuvent causer des dégâts des eaux en raison des niveaux d'humidité élevés causés par la condensation et les fuites de tuyaux. Les fuites d'eau peuvent réduire la capacité de refroidissement du système rayonnant, et l'humidité causée par la condensation peut entraîner la croissance de moisissure.

En conclusion

Le refroidissement par rayonnement est une bonne solution pour lutter contre la chaleur estivale sans faire grimper vos factures d'énergie. L'avantage de cette méthode de refroidissement est la réduction de l'empreinte carbone et de la consommation d'énergie sans compromettre votre confort. Cependant, l'installation est un peu délicate, et vous devez avoir un système de ventilation approprié pour éviter certains inconvénients comme la condensation.