J'ai récemment eu l'occasion de séjourner dans un très bel Airbnb sur la côte nord du Pacifique. Il s'agissait de l'une des nombreuses unités d'un seul bâtiment principalement construit en béton et en verre, ce dernier offrant une vue spectaculaire sur l'océan Pacifique.
Ma femme a adoré la mise en page. Belles chambres propres, bain à remous, 2 douches à l'italienne et cuisine entièrement équipée.
Dès que j'ai déposé les valises, j'ai remarqué que le sol était agréablement chaud. Je ne m'attendais pas à cela étant donné l'enveloppe du bâtiment en béton et en verre. Donc, ma première tâche était de trouver la source de ces sols chauds.
N'est-ce pas ce que la plupart des toi ferait-il dans les mêmes circonstances ?
J'ai commencé par le thermostat – sur lequel était affiché un avis très visible, comme le montre la figure 1.
Graphique 1. Avec l'aimable autorisation de John Siegenthaler, cliquez pour agrandir.
Une porte adjacente au thermostat s'ouvrait sur une salle combinée buanderie/mécanique. La photo suivante montre une partie de ce que j'ai trouvé.
Graphique 2. Avec l'aimable autorisation de John Siegenthaler
Ces collecteurs en tubes de cuivre proviennent tous du réservoir du chauffe-eau électrique sur la droite. Ils distribuent de l'eau potable aux différents appareils de la maison. Le mitigeur thermostatique 3 voies visible à gauche dessert les circuits de chauffage par le sol. Le bronze Le circulateur en bas à gauche de la photo assure le débit.
Pourquoi un circulateur en bronze, dites-vous ? Car l’eau qui traverse les circuits du plancher circule également dans le chauffe-eau. Il n'y avait aucun échangeur de chaleur ou autre méthode de séparation de l'eau potable qui alimentait les appareils sanitaires de celle qui recirculait dans les circuits du plancher.
Je ne préconise pas ce type de système de chauffage hydronique « ouvert ». Cela peut entraîner une stagnation d’eau dans les circuits au sol qui devient un terrain potentiellement fertile pour les bactéries. Mais ce n'est qu'une partie de l'histoire.
Pincer et replier
Si vous regardez attentivement ces collecteurs en cuivre, vous verrez qu'il y a un autre « mini » collecteur juste au-dessus d'eux. La figure 3 montre une vue agrandie de ce collecteur.
Graphique 3. Avec l'aimable autorisation de John Siegenthaler
Les trois appareils desservis par le mini collecteur sont étiquetés Douche M (maître), baignoire et G (invité) douche. La 4ème connexion a été bouchée. La figure 4 montre où ces trois lignes d'alimentation avaient été précédemment connectées au collecteur en cuivre. Notez que les mini vannes à bille de ces trois circuits plafonnés sont fermées.
Graphique 4. Avec l'aimable autorisation de John Siegenthaler
Le mini collecteur était alimenté par un tube PEX de 3/4″ qui ramenait au radiateur électrique sans réservoir illustré à la figure 5.
Graphique 5. Avec l'aimable autorisation de John Siegenthaler
Alors, à votre avis, qu'est-ce que tout cela a à voir avec la note au-dessus du thermostat dans la figure 1 ?
Voici mon avis. Les deux douches et le bain à remous sont des luminaires très demandés. La dalle de plancher chauffant est une énorme masse thermique toujours « affamée » de Btus. Si le thermostat monte (contrairement à la note d'avertissement affichée par le thermostat), le plancher chauffant devient actif et absorbe facilement toute la chaleur que pourrait produire le réservoir d'origine du chauffe-eau. La température de l'eau se stabilise à une valeur où un équilibre thermique est établi entre la capacité du chauffe-eau à ajouter de la chaleur à l'eau et la capacité du sol à extraire la chaleur de cette eau. Malheureusement, cette condition se produit à une température de l’eau qui est BEAUCOUP en dessous de tout ce qui serait confortable sous la douche ou dans la baignoire.
J'imagine que cela donne lieu à des plaintes, surtout par temps froid. Le remède apparent était le suivant :
- Déplacez les appareils très demandés (douches et tube de bain à remous) vers un nouveau chauffe-eau électrique sans réservoir alimenté par un disjoncteur de 40 ampères/240 et ayant une puissance nominale de 9 kW (30 700 Btu/h).
- Affichez la note d'avertissement au-dessus du thermostat. Cela a probablement minimisé d’autres plaintes. Je peux attester que la douche a très bien fonctionné – même si, rétrospectivement, j'aurais dû faire un test de « post-combustion complète » en ouvrant le robinet d'eau chaude de la baignoire tout en faisant fonctionner les deux douches.
En mettant de côté la question de l’eau potable dans les circuits de chauffage hydroniques, ce système constituait une parfaite démonstration d’équilibre thermique. C'est une condition dans laquelle tous les systèmes hydroniques cherchent à fonctionner. Une adaptation continue pour équilibrer les taux d’apport calorifique avec la puissance calorifique, quelle que soit la température de l’eau à laquelle se produit cet équilibre.
Ce système démontre également la capacité des systèmes de distribution de masse thermique élevée à créer des « chutes » de température prononcées dans l'ensemble du système pendant des conditions transitoires (par exemple, réchauffement). J'ai récemment écrit sur cet effet dans ma chronique Hydronics Workshop.
Les deux douches et le bain à remous sont des luminaires très demandés. La dalle de plancher chauffant est une énorme masse thermique toujours « affamée » de Btus. Si le thermostat monte (contrairement à la note d'avertissement affichée par le thermostat), le plancher chauffant devient actif et absorbe facilement toute la chaleur que pourrait produire le réservoir d'origine du chauffe-eau.
Je félicite les propriétaires d'Airbnb d'avoir résolu le problème en installant le chauffe-eau sans réservoir et en lui consacrant les luminaires à haut débit. Il convient néanmoins de réfléchir à la manière dont ces conditions indésirables et probablement imprévues auraient pu être évitées.
Une approche aurait été de donner la priorité au fonctionnement de la partie ECS du système en éteignant temporairement le circulateur du chauffage au sol si la température de l'eau à la sortie du chauffe-eau chute à un niveau qui ne permet pas de prendre une douche ou de remplir une baignoire confortablement. En supposant que la dalle de plancher était maintenue dans des conditions stables ou proches, sa masse thermique élevée pourrait facilement supporter une à deux heures d'apport de chaleur interrompu pendant que les luminaires à forte demande fonctionnent.
Une autre idée serait d’installer des chauffe-eau électriques sans réservoir séparés pour chaque appareil à forte demande. Cela augmenterait les coûts, mais garantirait également qu'un problème avec l'un des radiateurs n'empêche pas l'utilisation de toutes les douches et de la baignoire.
Un chauffe-eau sans réservoir au gaz pourrait également être dimensionné pour répondre à la demande instantanée de tous les appareils, mais étant donné la disposition du bâtiment, je soupçonne que les propriétaires ont opté pour un système de plomberie et de CVC entièrement électrique.
Je terminerai par une question aux lecteurs : Que se passerait-il si vous affichiez le panneau illustré à la figure 1 au-dessus du thermostat dans certaines maisons de vos clients ? Peut-être que quelques-uns l’accepteraient simplement. Je soupçonne que d’autres pourraient choisir de l’utiliser d’une manière qui implique de composer les numéros de téléphone « appelez-nous » affichés dans les publicités télévisées tôt le matin. Cela pourrait donner lieu à des enchevêtrements bien plus désagréables qu’une douche tiède…