Systèmes de chauffage central et combustibles

Les composants essentiels d’un système de chauffage central sont un appareil dans lequel un combustible peut être brûlé pour générer de la chaleur ; un milieu transporté dans des tuyaux ou des conduits pour transférer la chaleur aux espaces à chauffer ; et un appareil émetteur dans ces espaces pour libérer la chaleur soit par convection ou rayonnement, soit les deux. La distribution d’air forcé déplace l’air chauffé dans l’espace par un système de conduits et de ventilateurs qui produisent des différences de pression. Le chauffage par rayonnement, en revanche, implique la transmission directe de la chaleur d’un émetteur aux murs, au plafond ou au plancher d’un espace clos, indépendamment de la température de l’air entre eux ; la chaleur émise met en place un cycle de convection dans tout l’espace, produisant une température uniformément réchauffée à l’intérieur.

La température de l’air et les effets du rayonnement solaire, de l’humidité relative et de la convection influencent tous la conception d’un système de chauffage. Une considération tout aussi importante est la quantité d’activité physique qui est prévue dans un cadre particulier. Dans une atmosphère de travail où l’activité intense est la norme, le corps humain dégage plus de chaleur. En compensation, la température de l’air est maintenue plus basse afin de permettre à la chaleur corporelle supplémentaire de se dissiper. Une limite supérieure de température de 24° C (75° F) est appropriée pour les travailleurs sédentaires et les salons domestiques, tandis qu’une limite inférieure de température de 13° C (55° F) est appropriée pour les personnes effectuant un travail manuel lourd.

Dans la combustion du carburant, le carbone et l’hydrogène réagissent avec l’oxygène atmosphérique pour produire de la chaleur, qui est transférée de la chambre de combustion à un milieu constitué d’air ou d’eau. L’équipement est disposé de telle sorte que le milieu chauffé est constamment retiré et remplacé par une alimentation plus froide, c’est-à-dire par circulation. Si l’air est le fluide, l’équipement est appelé fourneau, et si l’eau est le fluide, chaudière ou chauffe-eau. Le terme « chaudière » désigne plus correctement un récipient dans lequel de la vapeur est produite, et « chauffe-eau » un récipient dans lequel l’eau est chauffée et circule en dessous de son point d’ébullition.

Le gaz naturel et le mazout sont les principaux combustibles utilisés pour produire de la chaleur dans les chaudières et les fours. Ils ne nécessitent aucune main d’œuvre, sauf pour un nettoyage occasionnel, et ils sont manipulés par des brûleurs complètement automatiques, qui peuvent être contrôlés thermostatiquement. Contrairement à leurs prédécesseurs, le charbon et le coke, il n’y a pas de cendres résiduelles à éliminer après utilisation. Le gaz naturel ne nécessite aucun stockage, alors que le pétrole est pompé dans des réservoirs de stockage qui peuvent être situés à une certaine distance de l’équipement de chauffage. La croissance du chauffage au gaz naturel a été étroitement liée à la disponibilité accrue du gaz dans les réseaux de gazoducs souterrains, à la fiabilité de la livraison souterraine et à la propreté de la combustion du gaz. Cette croissance est également liée à la popularité des systèmes de chauffage à air chaud, auxquels le gaz combustible s’adapte particulièrement bien et qui représentent la majeure partie du gaz naturel consommé dans les résidences. Le gaz est plus facile à brûler et à contrôler que le pétrole, l’utilisateur n’a pas besoin de réservoir de stockage et paie le combustible après l’avoir utilisé, et la livraison du combustible ne dépend pas des aléas du transport motorisé. Les brûleurs à gaz sont généralement plus simples que ceux nécessaires pour le pétrole et comportent peu de pièces mobiles. Comme la combustion du gaz produit des gaz d’échappement nocifs, les chauffages au gaz doivent être évacués à l’extérieur. Dans les régions non desservies par les gazoducs, le gaz de pétrole liquéfié (propane ou butane) est livré dans des camions-citernes spéciaux et stocké sous pression dans la maison jusqu’à ce qu’il soit prêt à être utilisé, de la même manière que le gaz naturel. Les combustibles pétroliers et gaziers doivent une grande partie de leur commodité au fonctionnement automatique de leur installation de chauffage. Cette automatisation repose principalement sur le thermostat, un dispositif qui, lorsque la température d’un espace descend à un point prédéterminé, active le four ou la chaudière jusqu’à ce que la demande de chaleur soit satisfaite. Les installations de chauffage automatiques sont si bien protégées par les thermostats que presque toutes les circonstances imaginables qui pourraient être dangereuses sont prévues et contrôlées.