Variétés et calcul des appareils de chauffage

Le chauffage de la pièce s'effectue en transférant la chaleur du liquide de refroidissement à l'air ou aux objets de la pièce. Le contact direct d'une source de chaleur ou d'un liquide de refroidissement avec l'air étant exclu, les appareils de chauffage servent d'intermédiaires. Ces derniers sont classés selon de nombreuses caractéristiques.

Variétés d'appareils de chauffage

La conception et l'efficacité de l'appareil de chauffage déterminent la façon dont la chaleur est transférée. C'est la principale classification des appareils.

• Convection - transfert d'au moins 75 % de la chaleur par convection - jets. Un exemple est les convecteurs, les tubes à ailettes. La source est généralement un élément chauffant, chauffe l'air, il est transféré dans la pièce et, à partir des masses d'air chaud, les surfaces, les meubles et les personnes sont déjà chauffés. Les appareils électroménagers peuvent être très efficaces en raison de la vitesse de chauffage de l'air, mais ils consomment beaucoup d'électricité.
• Rayonnement convectif - transfert de 50 à 75 % de chaleur par la méthode convective. Il s'agit de la majorité des radiateurs traditionnels : radiateurs, radiateurs au sol, radiateurs à tubes lisses.
• Rayonnement - 50% de la chaleur est un rayonnement. Cela comprend les radiateurs infrarouges, les radiateurs au plafond et les panneaux chauffants. L'appareil de chauffage génère un rayonnement infrarouge, dans ce cas, les surfaces, les objets et les personnes dans la pièce sont d'abord chauffés, puis l'air seulement. L'élimination de l'air de la chaîne de transfert de chaleur réduit les coûts de chauffage.

Les radiateurs à rayonnement convectif sont installés le plus souvent. Les appareils sont très efficaces, bon marché et pratiques.

Par type de liquide de refroidissement

Le système de chauffage traditionnel met en œuvre le schéma suivant. La source de chaleur est une chaudière - gaz, électrique, combustible solide. Il chauffe un certain volume de liquide de refroidissement, qui pénètre dans le système et dégage de la chaleur à travers la surface des tuyaux et des appareils de chauffage.

Le liquide de refroidissement doit répondre à de nombreuses exigences : absorber et dégager une quantité de chaleur suffisante, ne pas provoquer de corrosion, et chauffer jusqu'à la température requise.

• L'eau est la seule option pour le chauffage central. La raison en est les grandes distances entre la source de chaleur et le consommateur. Le remplacer par une autre option décuple le prix du chauffage.
• La vapeur est ce qu'on appelle la vapeur sèche. Ils sont utilisés dans les systèmes à vide-vapeur, dans les systèmes à basse et haute pression. De plus - la pièce se réchauffe 3 fois plus vite, il n'y a aucun risque de gel des tuyaux. L'inconvénient est la consommation élevée de carburant.
• Antigel - "non-gel". Solution de glycérine, solution d'éthylène glycol, solution de propylène glycol et autres. Les liquides empêchent le gel, même dans les tuyaux de plus petit diamètre. Il est recommandé de verser l'antigel dans un plancher d'eau chauffé. Lors de la circulation, le liquide de refroidissement agit comme un lubrifiant, ce qui augmente la durée de vie des tuyaux et des radiateurs. L'inconvénient est la nécessité d'adapter l'antigel au type de chaudière.
• Le transformateur ou l'huile minérale est un caloporteur dans les réchauffeurs d'huile. C'est un liquide visqueux qui absorbe la chaleur et qui peut émettre de la chaleur dans l'air de la pièce pendant longtemps.

Il est possible de choisir un caloporteur et un appareil de chauffage correspondant uniquement lors de l'organisation d'un système de chauffage autonome.

Selon les caractéristiques techniques

Pour évaluer l'efficacité d'un modèle particulier, il est nécessaire d'analyser les indicateurs techniques.

• Le transfert de chaleur est le critère principal. Sur cette base, l'appareil à rayonnement est meilleur que celui à convection. Parmi les radiateurs, la fonte se distingue par l'inertie thermique la plus élevée et l'aluminium est le meilleur pour le transfert de chaleur.
• Surface de travail - il est important de considérer la surface totale de la batterie, pas le nombre de sections. Le calcul des dimensions du radiateur est effectué en tenant compte du volume de la pièce.
• Résistance à la corrosion - les radiateurs en céramique sont les plus résistants. Parmi les modèles en métal, les meilleurs sont en aluminium.
• Résistance à la pression - les convecteurs sont les plus résistants, car ils ne contiennent pas une telle charge. Parmi les radiateurs, les meilleurs sont en fonte et bimétalliques.
• Facilité d'entretien - les convecteurs et les panneaux en aluminium n'ont besoin d'être essuyés que périodiquement. La fonte et l'acier doivent être peints.
• Durée de vie - les batteries en fonte durent le plus longtemps - 50 ans. Les bimétalliques fonctionnent depuis 30 à 40 ans. Les aciers les moins durables - pas plus de 10-15 ans.

La performance thermique n'est pas le seul paramètre de choix. Les radiateurs doivent répondre aux exigences du système de chauffage sélectionné.

Matériaux pour radiateurs à eau chaude

La méthode de chauffage la plus populaire est le chauffage à eau. La source de chaleur peut être une chaudière à gaz, électrique, à charbon, un caloporteur - eau ou antigel, des batteries - des radiateurs tubulaires ou à panneaux constitués de différents matériaux.

Batteries en fonte

C'est le type de chauffe-eau le plus connu, adapté aux conditions du chauffage central. Les batteries en fonte sont bon marché, durables et résistent aux chutes de pression. Avec un petit transfert de chaleur - seulement 40%, ils ont une grande surface de travail. La fonte accumule de la chaleur, de sorte que les batteries refroidissent lentement même après que le chauffage est éteint.

Les modèles de design moderne sont très intéressants et beaux. Cependant, prendre soin d'eux est difficile.

Acier

Il est plus souvent utilisé dans l'agencement du chauffage autonome, où la haute pression ou les coups de bélier sont exclus, car l'acier y est sensible. Le transfert de chaleur de l'alliage est plus élevé, il chauffe beaucoup plus vite que la fonte. Il est plus facile de réguler le chauffage en raison de la faible inertie thermique. Mais pour la même raison, les batteries en acier sont refroidies immédiatement après leur déconnexion.

L'inconvénient est la tendance à la corrosion. L'appareil de chauffage doit être entretenu, de l'eau propre additionnée d'additifs doit être utilisée pour le remplissage, la surface doit être peinte.

Aluminium

Le niveau de transfert de chaleur maximal est supérieur à 70 %. Le poids du radiateur est faible, son installation est extrêmement simple, il peut être installé même sur un mur en placoplâtre. Un bonus est une grande surface de travail : les canaux le long desquels le liquide de refroidissement se déplace sont placés dans des sections d'une surface beaucoup plus grande. Comme l'aluminium conduit bien la chaleur, la section chauffe très rapidement et fortement.

L'aluminium est sujet à la corrosion. Pour prolonger la durée de vie, les radiateurs de chauffage, comme les autres appareils de chauffage en aluminium, sont recouverts de peinture polymère.

Batteries bimétalliques

Les canaux par lesquels circule le liquide de refroidissement sont en acier : il est plus solide et plus durable que l'aluminium. La zone de travail de la section est en aluminium pour améliorer le transfert de chaleur vers l'air. Le dispositif bimétallique combine les avantages de l'acier et de l'aluminium, mais est dépourvu de leurs inconvénients, tels qu'une courte durée de vie ou une tendance à la corrosion.

Il y a aussi des limites. L'antigel ne doit pas être ajouté à l'eau utilisée dans les batteries bimétalliques.

Le prix des radiateurs bimétalliques est le plus élevé et n'est dépassé que par les radiateurs en cuivre.

Types de radiateurs électriques

Les radiateurs électriques fonctionnent différemment. Le fluide chauffant est remplacé par des éléments chauffants qui fonctionnent lorsqu'un courant électrique est fourni. À de rares exceptions près, l'élément chauffant a une petite surface. Pour rendre l'apport de chaleur plus efficace, 2 solutions sont utilisées :

• faire passer les flux d'air à travers le dispositif de chauffage - tout type de convecteur;
• créer un logement avec une grande surface de travail - panneaux chauffants.

Les radiateurs électriques comprennent des appareils qui sont un élément chauffant. Un appareil de chauffage comme la chaudière d'Evan ne l'est pas. C'est une source de chaleur, mais pas une structure chauffante.

Le principal inconvénient des radiateurs électriques est l'exigence de qualité du courant électrique. Si la puissance totale des radiateurs dépasse 12 kW, il sera nécessaire de poser un réseau avec une tension de 380 V.

Appareils à convection

Éléments chauffants - éléments chauffants, sont placés à l'intérieur d'un boîtier plat. La surface du boîtier se réchauffe et transfère la chaleur à l'air. Cependant, ce mécanisme ne fournit que 20 % du transfert de chaleur. Il y a des entrées au bas de l'appareil. À travers eux, l'air pénètre à l'intérieur de l'appareil, se réchauffe et sort par les trous de la partie supérieure. La convection assure un transfert de chaleur de 80 %.

Les convecteurs chauffent rapidement la pièce, mais ne brûlent pas autant d'oxygène que les radiateurs soufflants. Aux températures minimales, l'appareil peut être laissé allumé toute la nuit. La puissance varie de 0,25 à 2,5 kW. Le calcul de l'indicateur est effectué par cylindrée, car le convecteur chauffe l'air. L'inconvénient est qu'une température confortable n'est maintenue dans la pièce que pendant le fonctionnement du convecteur.

Appareils à huile

L'élément chauffant est un élément chauffant, mais le liquide de refroidissement est de l'huile, qui est également présente. Une substance visqueuse chaude remplit les sections et transfère la chaleur à la surface. Plus la surface de travail est grande, plus l'efficacité de l'appareil est élevée. Les appareils de chauffage électrique au mazout sont proches en efficacité de ceux à rayonnement.

Plus - inertie thermique élevée. L'appareil chauffe lentement, mais il dégage également de la chaleur longtemps après avoir été éteint. Ce mode de fonctionnement est plus économique. Les appareils sont produits avec une capacité allant jusqu'à 4,5 kW, mais en même temps, les refroidisseurs d'huile consomment moins d'électricité. L'inconvénient est une masse importante et un encombrement.

Chauffage infrarouge

L'efficacité du chauffage infrarouge est proche de 100 %. La base de l'appareil est un film avec des conducteurs de résistance, des spirales et des plaques de carbone, qui génèrent un rayonnement thermique lors du passage d'un courant électrique. En même temps, ce n'est pas l'air qui chauffe, mais les surfaces, les objets et les personnes dans la pièce. Même à une température de l'air plus basse, les personnes présentes dans la pièce la perçoivent déjà comme confortable.

Les radiateurs infrarouges consomment 30 % d'électricité en moins. Le chauffage est plus rapide que la convection. L'air ne devient pas trop sec et l'oxygène n'est pas perdu.

Chauffage au gaz

Un appareil de chauffage efficace et pas cher, mais difficile à entretenir. Un poêle à gaz ou convecteur fonctionne sur le principe d'un four à gaz. Le gaz est fourni au brûleur. Les produits de combustion sont évacués vers l'extérieur par la cheminée. L'air entrant par les trous est chauffé dans l'échangeur de chaleur et retourne dans la pièce.

La puissance des radiateurs atteint 8 kW. Le gaz étant un combustible disponible et bon marché, les coûts de chauffage sont minimes. Les inconvénients sont nombreux: vous devez installer une bonne ventilation dans la maison, équiper une cheminée, nettoyer périodiquement les buses. En cas de dysfonctionnement de l'appareil, il existe une forte probabilité d'empoisonnement au dioxyde de carbone.

Exigences pour l'installation de radiateurs

La sécurité de fonctionnement est assurée par une installation compétente du système. Les recommandations d'installation dépendent du type de radiateur et du matériau d'exécution :

• Les batteries de toute nature sont installées à une distance d'au moins 6 cm du sol, 5 cm des bas de caisse et 2,5 cm du mur. Dans les pièces de catégorie A. B, C, la distance au mur doit être d'au moins 10 cm.
• Il est préférable d'installer des radiateurs sous les ouvertures des fenêtres, où ils peuvent être consultés pour inspection et réparation.
• La température de surface d'un radiateur ouvert ne doit pas dépasser +70 C. Sinon, les batteries sont protégées par une grille.
• Lors du raccordement de tuyaux, de pièces et de radiateurs en différents métaux, des adaptateurs filetés en bronze ou en acier inoxydable sont utilisés.
• Les batteries doivent toujours être remplies d'eau. Le liquide n'est vidangé qu'en cas d'accident.
• Les appareils de chauffage sont équipés de vannes d'arrêt et de régulation, à quelques exceptions près. Les raccords sont choisis en tenant compte du type de système : monotube, bitube, en éventail.

Les exigences pour l'installation des appareils de chauffage au gaz coïncident avec les recommandations pour l'installation de tout appareil à gaz. Construit et géré par des services dédiés uniquement. Des convecteurs et des refroidisseurs d'huile sont placés dans la pièce, en respectant les exigences habituelles de sécurité incendie.