Chauffage électrique direct

Modèle chauffe-serviette, esthétique mais dont la puissance est limitée puisque la surface d’émission et la température le sont…


Les convecteurs et ventilo-convecteurs

Les convecteurs sont des appareils de chauffage direct dont l’émission de chaleur se fait essentiellement par air chaud, soit par convection naturelle, soit par convection forcée par ventilateur (on parle alors de ventilo-convecteur).

Convecteurs

Un convecteur se présente sous forme d’un boîtier métallique comportant des ouvertures d’entrée et de sortie d’air placées respectivement en bas et en haut de l’appareil.

L’air en contact avec l’élément chauffant placé en bas de l’appareil s’échauffe, se dilate et monte sous l’action d’un phénomène de tirage (effet de cheminée). Cet air chaud pénètre ensuite dans le local via les sorties d’air en haut de l’appareil.

L’élément chauffant dont la puissance est généralement comprise entre 400 W et 3 000 W peut se présenter soit comme résistance nue (sous forme d’épingles ou d’un spirale), soit comme résistance blindée, souvent pourvue d’ailettes.

Généralement les convecteurs sont équipés d’un thermostat incorporé de type électromécanique ou de type électronique pour les appareils haut de gamme.

Les convecteurs de sol, par contre, utilisent des thermostats muraux. Les « convecteurs de sol » (500 W à 1 500 W) s’incorporent dans la chape du local à chauffer et s’installent souvent au droit des portes-fenêtres ou dans des locaux où l’installation d’appareils muraux est impossible par manque de place.

Photo convecteurs de sol.

Ventilo-convecteurs

Dans les ventilo-convecteurs, le flux d’air chaud (vertical ou horizontal) est généré par un ventilateur axial ou centrifuge.

Par le débit d’air relativement important, la taille des appareils est réduite et on obtient rapidement une température homogène dans le local (par exemple une salle de bains).

Ils sont souvent équipés d’un commutateur de puissance, d’un thermostat incorporé et parfois d’une horloge de programmation ou d’une minuterie.

La puissance des appareils domestiques muraux ou portables varie généralement de 1 à 3 kW pour le domestique.

Aérotherme industriel électrique.

Les aérothermes utilisés en tertiaire ou en industrie sont des ventilo-convecteurs de grande puissance (3 à 50 kW) qui fonctionnent suivent le même principe.


Les appareils à rayonnement

Les appareils à rayonnement émettent au moins 50 % de leur puissance de chauffe sous forme de rayonnement. Une classification des appareils à rayonnement peut être faite en fonction de la température de l’élément chauffant.

Panneaux radiants

Il s’agit d’appareils dont la face avant fait fonction de surface rayonnante. Cette surface est soit accessible (max. 110°C), soit située derrière une grille de protection (dans ce cas, la surface rayonnante est portée à plus ou moins 200°C).

Photo panneaux radiants.

La résistance chauffante peut se présenter sous différentes formes :

  • résistance placée à l’arrière de la surface rayonnante,
  • circuit résistif métallique sur film isolant placé à l’arrière de la surface rayonnante,
  • circuit résistif métallique apposé directement sur tôle émaillée double face.

Les panneaux radiants muraux (jusqu’à 3 000 W) sont souvent équipés d’un thermostat incorporé et d’un commutateur de puissance.

Les panneaux radiants de type plafonnier peuvent être suspendus ou même incorporés dans des faux plafonds (tout comme des armatures d’éclairage) et sont commandés par thermostat mural.

Radiateurs infrarouges

Ces appareils sont composés d’un élément chauffant apparent (résistance portée à 500 …1 000°C, placée dans un tube en quartz ou en acier) et d’un réflecteur en métal poli qui sert à diriger le rayonnement infrarouge vers la zone à chauffer.

Photo radiateurs infrarouges.

Ils sont utilisés pour le chauffage intermittent de petits locaux tels que les salles de bains (1 000 à 2 000 W) ou le chauffage de grands espaces (3 000 à 6 000 W) tels que entrepôts, ateliers ou églises.


Les surfaces radiantes

 Il s’agit de systèmes travaillant à des températures de rayonnement très basses (25 à 40°C). Puisque la densité de chaleur émise se situe entre 50 et 200 W/m², des superficies importantes sont nécessaires.

Chauffage direct par le sol

Domaine d’application : comme chauffage principal de maisons ou chauffage de base pour des pièces telles que salles de bains, etc.

Le chauffage direct par le sol se différencie du chauffage à accumulation par le sol uniquement par une couche de béton plus fine et une répartition plus rapide de la chaleur produite.

Photo chauffage direct par le sol.

La puissance installée par unité de surface lors d’un chauffage sol direct, est limitée à environ 130 W/m². Ainsi, la température de surface du sol ne dépasse jamais 29°C.

La température au niveau des câbles chauffants est consignée par un régulateur de température mécanique ou électronique. Ce dispositif peut être complété par un thermostat d’ambiance. La température limite de la dalle mesurée à hauteur des câbles chauffants doit, selon les besoins et l’installation, être réglée entre 40 et 50°C.

La sonde du régulateur de température est posée dans un tube de protection en cuivre ou métal traité, et doit se trouver au même niveau que les nappes chauffantes à distance égale entre les conducteurs chauffants.

L’enclenchement se fait en fonction de la composition du sol, environ 30 minutes avant l’occupation de la pièce. Le déclenchement se fait environ 30 minutes avant de quitter le local (de manière à tenir compte de la lenteur du système).

Plafond chauffant

Le système se compose d’un élément chauffant, essentiellement sous forme de film souple, placé entre un isolant thermique (destiné à éviter les pertes de chaleur vers le haut) et un parement (de préférence pas trop isolant).

Schéma principe plafond chauffant.

  1. Recouvrement du plafond.
  2. Elément chauffant.
  3. Elément constitutif du plafond.
  4. Isolation thermique.
  5. Voliges.

Les films chauffants peuvent se classer selon deux technologies :

  1. Les films métallisés constitués d’un ruban métallique résistif disposé entre deux pellicules assurant l’isolation électrique.
  2. Les films graphités constitués d’une couche ou d’un tissu imprégné de carbone et placés entre deux pellicules assurant l’isolation électrique. Des électrodes en cuivre sont fixées de part et d’autre de la zone conductrice. Ces films sont disponibles en rouleaux de différentes largeurs et densités de puissance.

La puissance maximale se situe généralement à 100 W/m² pour une température maximale de surface de 30 à 35°C.

La régulation de température se fait de préférence à l’aide d’un thermostat mural mesurant la température résultante du local.

Autres systèmes

D’application plutôt marginale on peut citer le chauffage par les murs et parois, dans lesquels on incorpore des résistances ou des films chauffants. Le système utilise notamment des tôles émaillées (comme pour les panneaux radiants à faible puissance) dont la face avant forme le revêtement décoratif de la paroi.

Des vitres chauffantes sont parfois utilisées en cas de grandes surfaces vitrées : vérandas, terrasses de restaurants,… mais aussi pour servir de parois pour un stand d’accueil dans un hall. Il s’agit d’un double vitrage avec deux films métallisés côté intérieur (lame d’air) des vitres.
Le film métallique de la vitre intérieure (côté local à chauffer) sert d’élément chauffant (maximum 250 W/m², température de surface intérieure de 40°C); l’autre film sert de couche réfléchissante et renvoie le rayonnement de chaleur vers le local à chauffer.

Source : d’après Le code de bonne pratique pour la réalisation des installations de chauffage électrique – Communauté de l’Electricité – CEG.