Remplacer le chauffage au gaz par une climatisation à cycle inversé laisse certaines personnes avoir froid. Pourquoi? Et quelle est la solution ?

Les chercheurs et les décideurs politiques préconisent des logements entièrement électriques pour réduire les factures énergétiques et les émissions. L’utilisation de climatiseurs à cycle inversé économes en énergie est un élément essentiel de l’abandon du gaz.

Cependant, tout le monde n’est pas satisfait du changement. “Je n’ai tout simplement pas chaud”, ont déclaré certaines personnes que nous avons interrogées après avoir opté pour la climatisation à cycle inversé.

D’autres sont très satisfaits du confort, des centaines de dollars d’économies et des faibles émissions de carbone sur toute la durée de vie.

Comment différentes personnes peuvent-elles vivre des expériences aussi variées avec la même technologie ? Notre modélisation informatique des flux d’air dans la maison offre une réponse : la qualité de l’isolation du bâtiment fait une grande différence dans le ressenti des gens avec le chauffage à cycle inversé.

Qu’est-ce qui est différent avec ce chauffage ?

Les climatiseurs à cycle inversé sont différents des radiateurs à gaz ou électriques traditionnels. Ils produisent de l’air chaud, mais pas chaud, et l’unité est généralement montée en hauteur sur un mur. C’est une position appropriée pour le refroidissement mais pas aussi efficace pour le chauffage.

Lors du refroidissement, l’air de sortie refroidit l’air chaud près du plafond et le mouvement de l’air fournit une brise fraîche complémentaire.

En mode chauffage, l’air chaud évacué se refroidit lorsqu’il circule le long de surfaces telles que le plafond, les murs extérieurs, les fenêtres et le sol et se mélange à l’air frais. Il est ensuite renvoyé vers le climatiseur où il est réchauffé.

Si le bâtiment est mal isolé et dispose de fenêtres à simple vitrage, les températures de surface de la maison sont faibles et les pertes de chaleur et les chutes de température sont élevées. L’air refroidi circulant près du sol crée un effet de « refroidissement éolien » : on dirait un courant d’air froid.

De plus, nos corps chauds rayonnent de la chaleur vers les surfaces froides des murs et des fenêtres. Cela signifie que nous avons tendance à avoir encore plus froid lorsque nous sommes à proximité d’eux.

En revanche, les surfaces des murs, plafonds, sols et fenêtres isolés restent plus chaudes et permettent beaucoup moins de pertes de chaleur. Lorsque l’air chauffé les touche, il reste relativement chaud lorsqu’il retourne vers le climatiseur pour être réchauffé. L’air qui circule dans la pièce est plus chaud, ce qui réduit l’effet « refroidissement éolien ».

Étant donné que les surfaces des murs et des fenêtres isolées sont beaucoup plus chaudes, notre corps leur rayonne également beaucoup moins de chaleur, nous nous sentons donc plus chaud.

Notre modélisation montre ces effets

Nous avons modélisé les distributions d’énergie de chauffage et de température dans une pièce à vivre d’une maison des années 1960. Il y avait de grandes surfaces vitrées sur deux murs latéraux, un mur d’extrémité interne et un climatiseur à cycle inversé monté en hauteur sur le mur d’extrémité externe.

Le cas 1 n’était pas isolé avec du simple vitrage. Le cas 2 avait des murs, un plafond et un sol isolés et du double vitrage.

Les distributions de température sont indiquées ci-dessous.

Pour les deux scénarios, la température extérieure était de 10℃. Le climatiseur délivrait 287 litres d’air chauffé par seconde à une température constante de 30℃. Cela signifiait que les températures moyennes de l’air ambiant étaient plus élevées que si le thermostat était réglé entre 20° et 22°C avec une puissance calorifique variable.

Cette simplification a montré à quel point les températures étaient différentes dans les deux cas pour un même apport de chaleur.

Dans le cas 1, lorsque l’air de sortie chauffé est entré en contact avec des surfaces froides et non isolées, sa température a chuté, de sorte que la température ambiante moyenne était de 23,5 ℃. L’air retournant au climatiseur était de 24,7 ℃, soit 5,3 ℃ de moins que l’air de sortie.

Le cas 2 présentait une température ambiante moyenne plus élevée de 26,5 ℃ avec une température de l’air de reprise de 26,4 ℃. Les surfaces des murs, du plafond et du sol étaient plus chaudes, ce qui augmentait le confort en réduisant les pertes de chaleur radiante des occupants. Étant donné que l’air de retour était plus chaud, environ 30 % d’énergie en moins a été utilisée pour le réchauffer jusqu’à la température de sortie de 30 ℃.

Qu’est-ce que cela signifie pour le chauffage domestique ?

Ces résultats de modélisation semblent expliquer les expériences d’inconfort des personnes. Les implications politiques et technologiques sont importantes.

Si l’on veut que la climatisation à cycle inversé améliore le confort, elle doit être combinée à l’amélioration des performances thermiques du bâtiment. Les programmes qui subventionnent les climatiseurs et les pompes à chaleur à cycle inversé devraient être liés à la mise à niveau d’une isolation et d’un calfeutrage adéquats.

Les occupants seront non seulement plus à l’aise, mais le climatiseur pourra être plus petit et moins cher. Les émissions de carbone et les coûts énergétiques seront également inférieurs.

Des recherches plus approfondies sont nécessaires pour explorer un plus large éventail de situations. Il peut y avoir différentes combinaisons d’isolation, différentes zones de vitrage et de revêtements de fenêtres, ainsi que d’autres options liées aux appareils électroménagers, telles que les climatiseurs à cycle inversé montés au sol et les ventilateurs de plafond.

Si nous voulons que les gens adoptent les pompes à chaleur et les climatiseurs à cycle inversé comme la nouvelle norme, nous devons nous assurer qu’ils offrent les températures confortables que les gens souhaitent et dont ils ont besoin. Un refus dû à un sentiment d’inconfort pourrait compromettre les progrès vers un avenir sans émissions.

Nous devons mieux comprendre les interactions entre les technologies de chauffage et de refroidissement et les bâtiments réels. Nous devons également veiller à ce que les politiques ne s’enferment pas dans certaines technologies sans pleinement comprendre leurs impacts.

Cet article est republié à partir de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lisez l’article original.