Le système de contrôle de zone est installé, les thermostats sont câblés et tout semble fonctionner lors du démarrage initial. Quelques semaines plus tard, le propriétaire appelle. La fournaise fonctionne par cycles courts. La limite haute se déclenche. Une zone ne chauffe pas correctement. L'entrepreneur retourne sur place et ne trouve rien d'anormal : les registres s'ouvrent et se ferment, le câblage est correct et la fournaise elle-même est en bon état.
Le problème ne vient ni de la fournaise ni du câblage. Il s'agit de ce qui arrive au débit d'air lorsque tous les registres de zone d'alimentation se ferment en même temps sur une fournaise à vitesse unique, et la solution est un composant qui aurait dû être spécifié dès le départ.
Ce qu'une fournaise à vitesse unique ne peut pas faire
Une fournaise à vitesse unique fonctionne à un niveau de puissance fixe. Lorsqu'elle se met en marche, elle déplace un volume d'air fixe à une pression statique fixe. Le système est conçu autour de ce volume circulant simultanément dans tous les conduits ouverts.
Dans un système de contrôle de zone, les registres d'alimentation de chaque zone s'ouvrent et se ferment indépendamment en fonction du thermostat de chaque zone. Lorsqu'une seule zone fait un appel, les autres registres d'alimentation se ferment. La fournaise se déclenche et tente de pousser tout son volume d'air à travers la seule zone ouverte. La pression statique dans le plénum d'alimentation grimpe immédiatement. L'échangeur thermique, qui dépend du débit d'air pour rester dans sa plage de température de fonctionnement, commence à surchauffer. L'interrupteur de limite haute se déclenche et arrête la fournaise avant que l'échangeur thermique ne soit endommagé.
C'est le mode de défaillance. Ce n'est pas un défaut de la fournaise ni un défaut du thermostat. C'est un problème de physique : trop de volume d'air, pas assez de conduits ouverts pour le faire circuler.
Pourquoi cela ne se produit pas sur les systèmes à vitesse variable
Une fournaise à vitesse variable ou à deux étages module sa puissance pour correspondre à la charge actuelle. Lorsqu'une seule zone fait un appel et que les autres registres d'alimentation sont fermés, la fournaise réduit sa puissance pour s'adapter à la capacité de débit d'air réduite. La pression statique reste dans la plage normale, l'échangeur thermique reste à la température de fonctionnement et la limite haute ne rencontre jamais la condition qui provoquerait son déclenchement.
Sur une fournaise à vitesse unique, il n'y a pas de modulation. La puissance est fixe. Si la capacité des conduits tombe en dessous de ce dont la fournaise a besoin pour déplacer son volume d'air, quelque chose doit céder, et c'est toujours la limite haute.
La solution : HAC-H avec dérivation thermique de 10 %
Le registre de zone d'alimentation correct pour un système à air pulsé à vitesse unique est le Hoyme HAC-H, et non le HAC standard. Le HAC-H possède une lame de dérivation thermique de 10 % usinée dans le registre. Lorsque le registre de zone se ferme, la lame scelle 90 % de la section transversale du conduit mais laisse 10 % ouvert en permanence, indépendamment du signal de contrôle.
Cette ouverture de 10 % est ce qui empêche le pic de pression statique. Avec chaque registre de zone partiellement ouvert au minimum, la fournaise a toujours un passage pour son volume d'air. La pression du plénum reste dans la plage normale, le débit d'air de l'échangeur thermique est maintenu et la limite haute n'atteint jamais le seuil de déclenchement, même lorsqu'une seule zone est activement en demande.
La dérivation de 10 % est usinée dans la lame. Elle n'est pas réglable et ne peut pas être installée sur le terrain. C'est la spécification correcte dès la commande, et c'est la seule solution fiable pour le contrôle de zone d'alimentation sur un système à air pulsé à vitesse unique.
Quand utiliser le HAC standard par rapport au HAC-H
La distinction est simple :
- Contrôle de zone d'air de retour : Le HAC standard est correct. Les conduits d'air de retour fonctionnent à une pression négative par rapport à l'espace habitable et le mode de défaillance par pression statique ne s'applique pas de la même manière. Une fermeture complète des zones d'air de retour est acceptable sur la plupart des systèmes.
- Contrôle de zone d'air d'alimentation sur une fournaise à vitesse variable ou à deux étages : Le HAC standard est acceptable. La fournaise module pour correspondre au débit d'air réduit et le problème de limite haute ne s'applique pas.
- Contrôle de zone d'air d'alimentation sur une fournaise à vitesse unique : Le HAC-H est requis. Chaque registre de zone d'alimentation du système doit avoir la lame de dérivation. Mélanger des HAC-H et des HAC standard sur le même système à vitesse unique crée des zones où la dérivation fonctionne et des zones où elle ne fonctionne pas, ce qui est incohérent et peut toujours provoquer des déclenchements de limite haute selon la combinaison de zones qui se ferment simultanément.
Dimensionnement du HAC-H
Le HAC-H utilise les mêmes dimensions que le HAC standard : conduits ronds de 2 à 9 pouces. Faites correspondre le diamètre du registre au diamètre du conduit d'alimentation au point d'installation. La dérivation de 10 % est cohérente sur toutes les tailles. La structure du numéro de pièce est identique à celle du HAC standard avec un suffixe H :
- HAC-0611-OPO-H = 6", relais inclus, pas de fin de course, ouverture sous tension, dérivation thermique
- HAC-0811-OPO-H = 8", relais inclus, pas de fin de course, ouverture sous tension, dérivation thermique
- HAC-0511-OPC-H = 5", relais inclus, pas de fin de course, fermeture sous tension, dérivation thermique
Confirmez l'action correcte (ouverture sous tension ou fermeture sous tension) avant de commander. Les mêmes règles s'appliquent que pour le HAC standard. Pour le contrôle de zone d'alimentation, la configuration courante est l'ouverture sous tension (Power Open), mais vérifiez la documentation de câblage du fabricant du panneau de contrôle de zone.
Si le système est déjà installé avec des registres HAC standard
Si un système de contrôle de zone est déjà en service avec des registres HAC standard sur les lignes d'alimentation et que la limite haute se déclenche, les registres doivent être remplacés par des HAC-H. Il n'existe aucune modification sur place qui reproduit la lame de dérivation usinée d'un HAC standard. La dérivation est une caractéristique physique du moulage de la lame. Ce n'est pas quelque chose qui peut être ajouté après coup.
La procédure de remplacement est simple. Remplacez chaque registre de zone d'alimentation par le HAC-H équivalent dans la même taille et configuration d'action. Les registres de zone d'air de retour utilisant le HAC standard n'ont pas besoin d'être changés.
Si le système a fonctionné et que la limite haute s'est déclenchée à plusieurs reprises, inspectez l'échangeur thermique avant de remettre le système en service. Des déclenchements répétés de la limite haute sur une fournaise au gaz constituent un facteur de stress pour l'échangeur thermique ; celui-ci doit être vérifié pour détecter d'éventuelles fissures avant que le système réparé ne soit rendu au propriétaire.
Que spécifier pour les nouvelles installations
Pour toute nouvelle installation de contrôle de zone sur une fournaise à air pulsé à vitesse unique, la spécification est la suivante :
- HAC-H pour tous les registres de zone d'alimentation
- HAC standard acceptable pour les registres de zone d'air de retour
- Confirmez avec le fabricant du panneau de contrôle de zone combien de zones peuvent se fermer simultanément et quelle est l'exigence minimale de surface de conduit ouvert pour la fournaise spécifique
La dérivation de 10 % dans le HAC-H est une dérivation minimale conçue pour empêcher les déclenchements de limite haute sur les systèmes à air pulsé résidentiels typiques. Sur les systèmes commerciaux ou les systèmes résidentiels à haute puissance avec de grandes fournaises et de nombreuses zones, confirmez que la surface de dérivation est suffisante pour l'équipement spécifique avant de finaliser la spécification.
Pour obtenir de l'aide sur le choix de la configuration adaptée à un travail spécifique, appelez le support technique au 1-800-661-7382.
Voir le registre de dérivation thermique HAC-H
Lire le guide de sélection d'action HAC : Ouverture sous tension vs Fermeture sous tension
Hoyme Manufacturing est un fabricant certifié CSA de registres motorisés et de commandes de débit d'air basé à Camrose, en Alberta. Les produits sont disponibles auprès des grossistes CVC à travers le Canada.