La physique de premier ordre est implacable : chaque pied cube par minute (CFM) d'air extérieur que vous faites entrer dans une maison conditionnée est un CFM d'air conditionné qui sort, et vous payez pour ramener le nouvel air à votre consigne. Dans un hiver à Minneapolis à 0 °F (-18 °C), faire passer 200 CFM d'air extérieur de 0 °F à 70 °F coûte environ 3,0 kW de chauffage continu (environ 0,30 $/h aux tarifs résidentiels typiques, soit ~200 $/mois en marche continue). Dans un été humide à Atlanta à 95 °F, le même débit représente environ 2,5 kW de refroidissement plus déshumidification. Le taux résidentiel de l'ASHRAE 62.2 (3 cfm par 100 pi² plus 7,5 cfm par occupant) pour une maison typique de 2 000 pi² à 4 personnes est d'environ 90 CFM continu, donc les vrais chiffres sont plus petits que l'exemple à 200 CFM, mais la proportionnalité tient.
La réponse par récupération d'énergie est le ventilateur récupérateur de chaleur (VRC) ou ventilateur récupérateur d'énergie (VRE). Tous deux font passer deux flux d'air (extérieur entrant, intérieur sortant) l'un près de l'autre à travers un échangeur thermique. Les données du DOE montrent une captation de chaleur sensible de 70-90 % pour les unités modernes, ce qui transforme le calcul d'énergie de ventilation : la pénalité de 3,0 kW d'hiver à Minneapolis devient 0,3-0,9 kW après récupération, soit à peu près le coût de quelques ampoules DEL en marche. Les VRE transfèrent en plus l'humidité (récupération sensible + latente), ce qui en fait le meilleur choix dans les climats humides où la charge de déshumidification domine.
La recommandation dépendante du climat : climats froids et secs (zones 6-8) : le VRC bat l'ouverture des fenêtres pour la ventilation soutenue ; entrouvrir les fenêtres convient en mi-saison mais coûte cher en plein hiver. Climats chauds et humides (zones 1-2) : le VRE bat le VRC (la récupération latente compte plus que la sensible), et les fenêtres ouvertes sont un désastre d'humidité la plupart des journées d'été. Climats marins doux (zone 4C, parties de la zone 5) : la ventilation naturelle suffit la majeure partie de l'année ; la ventilation mécanique ne compte que durant les vagues de chaleur et les coups de froid. Climats mixtes (zones 3-5) : la réponse est « ça dépend du jour », ce qui est exactement à quoi sert la ventilation sur demande.
Pourquoi « ouvrez juste plus de fenêtres » est parfois faux : dans un été humide, vous importez de l'humidité que vous devrez ensuite déshumidifier ; dans une période d'air extérieur pollué, vous importez les mêmes PM2.5 ou l'ozone que vous tentiez de diluer. Le tableau de bord croise les flux d'air extérieur et l'humidité avant de recommander l'ouverture des fenêtres. Quand l'ozone est rouge, la recommandation se supprime automatiquement ; quand les PM2.5 extérieures dépassent les intérieures, la recommandation bascule vers « gardez fermé et filtrez ». Le cas économique d'un VRC/VRE se renforce en proportion de la fréquence à laquelle l'air extérieur n'est pas propice à une prise directe. Pour les considérations d'enveloppe, voir étanchéité de l'enveloppe.
Références
- ASHRAE norme 62.2 - Ventilation résidentielle www.ashrae.org
- DOE - Ventilation de toute la maison (VRE/VRC) www.energy.gov
- ENERGY STAR - Ventilateurs (VRE) www.energystar.gov
- LBNL - Publications sur les bâtiments résidentiels buildings.lbl.gov
