Le chauffage et la climatisation zonés doivent réduire la consommation totale d’énergie et le coût tout en contrôlant précisément la température dans chaque pièce ou zone.
Voilà les points en faveur du CVC zoné.
L’inconvénient est le coût initial, généralement compris entre 2 000 et 3 300 dollars selon le nombre de zones. Il s’agit uniquement du coût de l’équipement de zonage et de l’installation. Si vous remplacez les composants CVC, le coût sera beaucoup plus élevé.
Le coût complet du zonage CVC est ci-dessous.
Au delà des dépenses, il y a un autre problème potentiel : un système de zonage mal conçu peut gaspiller toute l’efficacité énergétique potentielle qu’il est conçu pour créer. Plus d’informations à ce sujet dans la rubrique Bonne et mauvaise conception.
Maintenant, les inconvénients du chauffage et de la climatisation par zones étant écartés, nous sommes heureux de vous annoncer qu’un système correctement conçu s’amortit en économies d’énergie. Et être plus confortable dans les différentes zones de votre maison est toujours agréable.
Qu’est-ce qu’un système CVC zoné ?
Un système zoné est un système CVC unique desservant deux zones ou plus, plutôt que deux systèmes CVC distincts. Ses composants sont :
1 système CVC : Une chaudière combinée à un climatiseur, et une pompe à chaleur et un appareil de traitement de l’air sont les deux plus courants.
1 à 20+ clapets motorisés pour contrôler le débit d’air vers chaque zone : Selon la conception du réseau de gaines, le système pourrait nécessiter un registre pour chaque branche principale du tronc ou de la branche plus petite. L’un des avantages de l’installation d’un système zoné lors de la construction de la maison est qu’il peut être conçu avec moins de registres que ce qu’exige souvent une rénovation.
Voir notre Guide d’achat de conduits pour des informations sur les conduits et leur fonctionnement dans un système CVC.
Les registres peuvent être contrôlés pour s’ouvrir complètement ou se fermer, ou un contrôleur modulant peut être installé moyennant un coût supplémentaire pour ouvrir partiellement les registres afin de répondre à la demande de chauffage et de climatisation de chaque zone.
Surveillance et contrôle de la température dans chaque zone : Il existe plusieurs façons de surveiller et de contrôler les températures des zones.
Option 1 : Thermostats – La méthode la plus simple consiste à avoir un thermostat dans chaque zone qui surveille et contrôle à la fois la température.
Option 2 : Un thermostat multizone et des capteurs dans chaque zone peuvent également surveiller et contrôler la température dans chaque zone. Les capteurs relaient les informations au thermostat, et ce dernier contrôle si chaque zone reçoit de la chaleur ou de la climatisation.
L’avantage d’un thermostat multizone est que vous pouvez contrôler l’ensemble du système à partir d’un seul endroit plutôt que de devoir vous rendre dans chaque zone pour régler le thermostat. Bien sûr, tout thermostat WiFi simple ou multizone peut être contrôlé de n’importe où avec une application et un appareil intelligent.
Un professionnel du CVC ayant une bonne expérience de l’installation de systèmes zonés offrira des conseils avisés sur la meilleure combinaison de capteurs et de thermostats.
Panneau de commande des volets : Ce panneau reçoit des informations sur la température souhaitée dans chaque zone. Il commande ensuite les registres pour produire un flux d’air qui satisfait le chauffage et le refroidissement dans chaque zone.
Câblage/sans fil : Les registres sont généralement câblés en retour au panneau de commande. Les capteurs et les thermostats peuvent être câblés ou sans fil.
Nous ne faisons pas la promotion de Trane par rapport à d’autres marques, mais cette page explique les types d’équipements utilisés dans un système zoné.
Bonne et mauvaise conception de système zoné
Un système CVC qui n’est pas zoné chauffe et refroidit chaque zone de votre maison chaque fois qu’il fonctionne. C’est un peu comme si toutes les lumières de votre maison s’allumaient lorsque vous allumez n’importe quelle lumière. L’électricité utilisée pour les lumières dans les pièces inoccupées est gaspillée.
La clé des économies d’énergie en utilisant un système zoné est de réduire ou d’arrêter l’air chauffé ou refroidi allant dans les pièces inoccupées. Par exemple, le chauffage de la zone de la chambre à coucher pourrait être réglé à 60F pendant la journée et à 72F la nuit lorsque les zones de séjour sont abaissées à 60F. Comme vous pouvez l’imaginer, les thermostats programmables offrent la commodité d’un système zoné.
Lorsqu’il est fait correctement, le zonage réduit généralement la consommation d’énergie de 20 à 40 %. La moyenne pour la plupart des maisons est de 30 %. Plus les températures de votre climat sont extrêmes, plus vite un système zoné sera rentabilisé et commencera à vous faire réellement économiser de l’argent chaque mois.
Bonne conception du système zoné
Les économies d’énergie sont réalisées dans un système zoné en réduisant la puissance du système CVC. Par conséquent, une bonne conception commence par un système CVC à deux étages ou à capacité variable.
Les systèmes à deux étages fonctionnent à 65 % de leur capacité sur le bas et à 100 % sur le haut. Par conséquent, considérez ce qui se passe si vous réduisez d’un tiers la demande de chauffage ou de refroidissement dans diverses zones, de sorte que votre maison aura besoin d’environ deux tiers (66,7 %) de la capacité du système. C’est proche de 65 %. Le système fonctionnera en phase basse la plupart du temps, réduisant effectivement la consommation d’énergie et le coût d’environ un tiers.
Ce pdf peut être utilisé pour illustrer le point. Le réseau de conduits est divisé pour desservir trois sections de la maison. Sans zonage, chaque section recevrait environ 33,3 % du débit d’air en permanence, pour un total de 100 %. Il n’y a là aucune économie d’énergie.
Avec un système zoné tel qu’illustré, on pourrait régler soit un thermostat multizone, soit des thermostats pour chaque zone de façon à ce que certaines zones reçoivent une quantité disproportionnée du flux d’air de chauffage ou de refroidissement tout en réduisant la capacité totale. Par exemple, l’étage pourrait recevoir 20 % de la capacité du système. La cuisine/salle familiale pourrait obtenir 30 % et le salon/salle à manger 15 %.
Ce qui donne un total de 65 % plutôt que 100 %, idéal pour un système à deux étages ou à capacité variable.
Encore, un concepteur de système CVC expérimenté sera utile. Il déterminera quelles plages de réglages de température doivent être utilisées pour les différentes zones afin de s’assurer que le système fonctionne à une capacité plus faible pour réduire la consommation d’énergie tout en gardant les zones occupées de votre maison confortables.
Mauvaise conception du système zoné
Il existe deux défauts majeurs du système avec le zonage.
1. Les systèmes à un seul étage ne devraient pas être zonés, car ils chauffent ou refroidissent à 100 % de leur capacité et le ventilateur fonctionne à pleine capacité chaque fois qu’il est allumé. Premièrement, vous ne pouvez pas réduire la consommation d’énergie lorsque le système fonctionne à pleine capacité.
Deuxièmement, lorsque le souffleur déplace 100 % de la capacité d’air, cet air doit aller quelque part. Si une ou plusieurs zones sont fermées, l’excès d’air sera soufflé à travers celles qui sont ouvertes.
Le résultat sera une trop grande quantité d’air chauffé ou refroidi forcée dans les zones ouvertes. Le système fonctionnera alors en cycles courts mais fréquents, ce qui peut provoquer des écarts de température et des pannes mécaniques. Les pièces seront trop chaudes ou trop froides. Enfin, tout ce flux d’air provoquera des bousculades ou des sifflements dans les conduits et risque d’endommager les conduits ou de provoquer des fuites.
2. Les conduits de dérivation et les registres ne doivent pas être utilisés.
Si vous êtes familier avec les systèmes zonés, vous avez peut-être entendu parler d’un conduit et d’un volet de dérivation, comme le montre l’image ci-dessus. Le conduit de dérivation se connecte à une extrémité au tronc fournissant de l’air chauffé ou refroidi aux branches zonées.
À l’autre extrémité, il se connecte au plenum de retour d’air où l’air retourne à la fournaise pour être réchauffé ou refroidi. Au milieu du conduit se trouve un registre. Lorsque toutes les zones sont ouvertes, le registre est fermé, du moins il devrait l’être, de sorte que l’air ne passe pas par là. Le clapet s’ouvre partiellement ou complètement lorsqu’une ou plusieurs zones sont fermées et que la pression de l’air s’accumule dans le système.
Cette vidéo de This Old House montre l’installation d’un système zoné avec conduit de dérivation et clapet. La vidéo est utile pour apprendre comment fonctionne un système zoné. Elle montre l’installation d’un registre et les raisons d’en utiliser un. Cependant, nous avons argumenté contre une dérivation, donc la vidéo donne « l’autre côté de l’histoire »
Une dérivation doit être utilisée dans un système zoné à un seul étage, ou il y aura d’importants problèmes de flux d’air et de conduits. L’excès d’air poussé par le ventilateur une certains registres sont partiellement ou totalement fermés est forcé directement dans le plenum de retour d’air à travers le bypass. Cela élimine le jaillissement de l’air forcé par les zones ouvertes.
Problème résolu ?
Non. Voici quatre raisons pour lesquelles les conduits de dérivation ne devraient être utilisés dans aucun système :
- Il ne peut pas réduire le chauffage ou le refroidissement dans un système à un étage qui, par définition, fonctionne à 100 % de sa capacité, il n’y a donc AUCUNE économie d’énergie.
- Lorsque le climatiseur fonctionne, forcer l’air froid dans l’appareil de traitement de l’air peut faire geler le serpentin du climatiseur et le faire fonctionner très inefficacement ou bloquer complètement le flux d’air.
- La plupart des volets de dérivation sont pondérés plutôt que câblés. Ils sont appelés clapets barométriques. Plus la pression d’air causée par les registres fermés est importante, plus l’air est poussé à travers, et plus il s’ouvre largement. Même lorsque toutes les zones sont ouvertes, de l’air se fraie un chemin dans le conduit de dérivation, et le chauffage ou le refroidissement de cet air est gaspillé. Les clapets de dérivation électroniques réduisent partiellement ce problème.
- Les clapets de dérivation peuvent recueillir l’humidité, et la moisissure en est le résultat inévitable.
C’est notre opinion professionnelle, et elle est soutenue par les principaux pros du CVC. Si vous souhaitez approfondir la question, cet article d’Energy Vanguard contient d’excellentes informations.
Nous évoquons cette question car elle fait l’objet d’un vif débat parmi les installateurs de CVC. Si votre installateur vous suggère de construire un système avec une dérivation, trouvez un nouvel installateur qui s’y oppose. Ou, au minimum, demandez à l’installateur de répondre aux préoccupations que nous avons soulevées. Et lisez absolument l’article d’Energy Vanguard.
Un système zoné vous convient-il ?
Nous sommes en faveur des systèmes zonés pour les maisons si le système CVC est à deux étages ou à capacité variable, et si le ventilateur est à vitesse variable.
A part cela, ils sont utiles lorsque vous avez :
Des zones inoccupées : Des zones de la maison sont vides pendant de longues périodes continues chaque jour ou plus longtemps.
Déséquilibre de température : Certaines zones de votre maison sont trop chaudes ou trop froides. Par exemple, en été, si un thermostat solitaire se trouve au premier étage d’une maison à deux étages, le premier étage sera confortable et l’étage sera trop chaud. En été, vous pouvez également souhaiter que la cuisine reçoive davantage de courant alternatif lorsque le four est allumé. En hiver, vous pouvez souhaiter que d’autres parties de la maison bénéficient d’une chaleur supplémentaire si le thermostat est situé près d’un feu de cheminée. Le zonage permet un chauffage et un refroidissement ciblés et une utilisation totale moindre.
Coût du système de zonage CVC
L’installation d’un équipement de zonage lors de la construction d’une maison est beaucoup plus facile que la mise à niveau, donc moins coûteuse aussi. Voici la répartition des coûts :
- Thermostats multizones :130 $ à 600 $ selon les caractéristiques, par exemple s’il a un design de base ou s’il est doté d’un écran LCD en couleur, d’un écran tactile ou d’une capacité WiFi.
- Panneau de commande de zone :115 $ à 200 $ selon ses capacités.
- Sondes de zone :28 $ à 45 $.
- Volets de puissance :85 $ à 175 $ pour les volets destinés aux conduits de dérivation ronds ; 150 $ à 325 $ pour les volets rectangulaires de grande taille destinés aux grands troncs.
- Câblage :50 $ à 150 $ par système selon le nombre de zones.
- Fixations, mastic et ruban adhésif pour l’étanchéité des conduits :35 $ à 100 $ et plus pour l’ensemble du travail selon le nombre de zones.
- Outils et matériel de sécurité :60 $ à 225 $ pour l’ensemble du travail, selon la qualité des outils achetés.
Le total pour l’équipement est d’environ 485 $ à 725 $ pour un système à deux zones et augmente de 150 $ à 300 $ par zone supplémentaire.
Nous ne recommandons pas de faire le zonage soi-même, car il faut de l’expérience pour savoir quelles tailles de conduits sont nécessaires pour une capacité de débit d’air appropriée, combien de zones sont compatibles avec votre système CVC et quels types de registres répondront le mieux à vos besoins.
Ce tableau indique les coûts installés typiques pour les conceptions de systèmes zonés populaires.
| Nombre de zones | Nouvelle construction | Maison existante |
|---|---|---|
| Deux zones | 1,500 à 1 850 $ | 2 000 à 2 500 $ |
| Trois zones | 1,850 $ à 2 100 $ | 2 200 $ à 2 850 $ |
| Quatre zones | 2 000 $ à 2 500 $ | 2 650 $ à 3,300 | Zones supplémentaires | 225 $ à 350 $ par zone | 335 $ à 500 $ par zone |
VCA pour les maisons à deux étages : Zonage CVC vs deux systèmes
Une conception simple à deux zones est efficace pour de nombreuses maisons à deux étages où les chambres sont à l’étage et la cuisine et les espaces de vie sont au rez-de-chaussée.
Vos options sont un système CVC unique divisé en deux zones, comme nous en avons discuté, ou deux systèmes CVC séparés, un pour chaque niveau de la maison.
Quand le zonage CVC est le meilleur
#1 Vous construisez une maison. Un système CVC plus un équipement de zonage coûte moins cher que deux systèmes CVC. Consultez notre guide principal des systèmes CVC pour connaître les prix de chaque type de système à des fins de comparaison.
#2 Votre système CVC actuel a une capacité suffisante : Si votre maison est déjà construite et que le système CVC produit suffisamment d’air chaud et froid pour elle, vous n’avez pas besoin d’un deuxième système. Il suffit d’ajouter l’équipement de zonage.
Quand deux systèmes sont les meilleurs
#1 Votre système CVC actuel n’a pas assez de capacité. Votre système fonctionne la plupart du temps, mais ne parvient pas à refroidir adéquatement en été ou à chauffer en hiver ? La première chose à faire est de demander à un technicien HVAC de vérifier les problèmes courants. Des filtres sales peuvent en être la cause, et sont faciles à résoudre. Les serpentins d’une chaudière ou d’un climatiseur/pompe à chaleur sales peuvent aussi chauffer ou refroidir de manière inadéquate. Leur nettoyage est une autre solution facile. Ensuite, vos conduits doivent être inspectés. S’ils fuient, ils doivent être scellés pour assurer un débit d’air optimal. Il se peut que certains conduits soient mal dimensionnés et que certaines parties de votre maison ne reçoivent pas assez d’air. Ces réparations coûtent moins cher qu’un système complet.
Si vous n’avez pas ces problèmes, un deuxième système CVC pourrait être la solution idéale. Nous recommandons de créer deux zones en bloquant de façon permanente les conduits vers ce qui deviendra la deuxième zone. Ensuite, installez un système mini-split sans conduit pour desservir la deuxième zone. Consultez notre guide CVC mini-split pour plus de détails sur les types, les avantages et les inconvénients et le coût.
Même dans ce scénario, ajouter le zonage au système pourrait fonctionner. Par exemple, si un technicien CVC détermine que votre système actuel est 30 % trop petit (un climatiseur de 3 tonnes alors qu’il devrait être de 4 tonnes, par exemple, ou un four de 60 000 BTU alors qu’il devrait être de 80K), voici la solution de zonage : Utilisez des clapets de zone pour réduire de 30 % les besoins totaux en chauffage et en climatisation. Cela ne fonctionnera pas avec un système à un étage, mais c’est possible avec un système de CVC à étages. Comme nous l’avons dit à plusieurs reprises, c’est là que l’apport d’un pro du CVC qui peut inspecter votre maison et votre système spécifiques vous aidera à faire le meilleur choix.
#2 Vous construisez une annexe ou convertissez un garage/grenier : Votre système CVC actuel ne peut probablement pas produire assez de chaleur ou de climatisation pour l’espace supplémentaire. Vous pourriez aussi avoir des problèmes d’installation de conduits. Pour les ajouts et les conversions, soit un système split conventionnel tel qu’une pompe à chaleur et un appareil de traitement de l’air, soit un système de pompe à chaleur mini-split fera l’affaire.
A propos, le chauffage d’appoint est un bon moyen de chauffer une pièce comme un garage, lisez notre Top des chauffages d’appoint (avis et guide d’achat) pour plus d’infos.