La plupart des systèmes de climatisation installés dans les habitations sont plus puissants qu'ils ne devraient l'être. Avant l'ère des constructions étanches, il était courant d'installer des unités surdimensionnées afin de compenser les fuites d'air des fenêtres et des portes. De même, les climatiseurs des constructions neuves sont parfois volontairement surestimés pour augmenter le coût total du chantier. Or, un prix plus élevé ne garantit pas nécessairement une meilleure efficacité. Lors de l'installation d'une nouvelle unité dans une maison existante, les entrepreneurs sérieux effectuent donc un calcul de charge thermique afin de garantir que le système soit correctement dimensionné pour une efficacité maximale.
Qu'est-ce que la charge thermique ?
Aussi appelée « apport de chaleur », la charge thermique représente la somme de toutes les sources de chaleur présentes dans un bâtiment. Le rayonnement solaire, absorbé par le toit, les murs et les fenêtres, en constitue la principale source. L'air chaud qui s'infiltre par les fissures ou les portes ouvertes, ainsi que les sources internes comme les occupants humains, y contribuent également. La chaleur totale s'exprime en BTU (British Thermal Units) ou en kW (kilowatts). Un climatiseur n'est efficace que si sa puissance frigorifique est supérieure au gain de chaleur du bâtiment ou de la pièce. Le calcul de la charge thermique est donc essentiel pour déterminer non seulement la taille du climatiseur nécessaire, mais aussi les gaines requises pour distribuer efficacement l'air refroidi.
Exigences de l'IECC
Le Code international de conservation de l'énergie (IECC) de 2009, qui vise à garantir la conception de bâtiments économes en énergie, impose la réalisation d'un calcul de dimensionnement lors du remplacement des systèmes mécaniques de chauffage et de climatisation d'une habitation existante. La méthode Manual J de l'ACCA (Air Conditioning Contractors of America) est la plus largement reconnue dans le secteur. Des logiciels dédiés simplifiant la procédure, ainsi que des calculateurs en ligne disponibles sur divers sites spécialisés en CVC, facilitent aujourd'hui ce processus. Le calcul de la charge thermique peut être effectué pour l'ensemble de la maison ou pièce par pièce.
Les facteurs à prendre en compte
Les facteurs clés qui influencent le calcul de la charge thermique incluent :
- le climat local ;
- la taille, la forme et l'orientation du bâtiment ;
- le type d'isolation ;
- le nombre de fenêtres ainsi que leur emplacement et leur type ;
- les taux d'infiltration d'air ;
- le nombre d'occupants et leurs préférences de confort ;
- le nombre et le type d'appareils d'éclairage et d'équipements dégagiant de la chaleur, ainsi que leur rendement énergétique.
L'écart entre la température extérieure moyenne et la température intérieure souhaitée porte le nom de « température de conception ». Le Manuel J détermine cette température pour une zone donnée à partir de relevés horaires et saisonniers moyens effectués sur une période de dix ans, en intégrant également le niveau local d'humidité, mesuré en « grains d'humidité ».
Le calcul pas à pas
Le Manuel J de l'ACCA répertorie les coefficients permettant de déterminer les BTU nécessaires :
- Étape 1 : déterminer la surface à refroidir et la multiplier par 31,25.
- Étape 2 : mesurer le gain de chaleur à travers les fenêtres, avec des coefficients différents selon l'exposition nord ou sud et la présence d'ombrage.
- Étape 3 : comptabiliser le nombre d'occupants et le multiplier par 600.
- Étape 4 : pour les équipements générateurs de chaleur, multiplier la puissance en watts de chacun par 3,4.
- Étape 5 : pour la chaleur émise par l'éclairage, multiplier la puissance totale en watts par 4,25.
La charge thermique totale s'obtient en additionnant ces cinq résultats exprimés en BTU. Pour vérifier qu'un climatiseur répondra suffisamment aux besoins du bâtiment, l'entrepreneur divise ensuite la charge thermique par la capacité frigorifique du système, elle aussi exprimée en BTU.
Source : https://jardin.98905.com/home-repair-maintenance/heating-cooling-repair/1007072731.html