Le meilleur radiateur à eau de chauffage central...

Comment ça fonctionne...? Quelle consommation ? Questions théoriques sur le chauffage et les émetteurs de chaleur électriques.

de Paris

Bonsoir,

D’abord merci à ce site de nous donner des éléments de réflexion pour mieux appréhender la complexité des émetteurs de chaleur !

Mon cas sort un peu de la thématique du forum puisque mon installation de chauffage électrique utilise non pas des émetteurs électriques directs mais des radiateurs à eau alimentés par une chaudière électrique.

De la même façon que les utilisateur de radiateurs, convecteurs, panneaux électriques etc ... je suis confronté à l'absence totale d'information sur la nature de la chaleur produite par les émetteurs utilisés pour le chauffage central à boucle d'eau ! Ou alors cette information est bien cachée !?

La situation me paraît encore plus nébuleuse dans le domaine du chauffage central puisque qu'il n'y a aucune différence d’appellation qui donnerait quelques indice sur la nature de l'émetteur !

Plusieurs questions :

Existe t-il une norme pour la fabrication des radiateurs de chauffage central ?
Comment se réalise le transfert de chaleur avec le milieu environnant ?
- chaleur convective ?
- chaleur rayonnée ?
Quel métal faut-il privilégier ? Acier, aluminium, fonte bi-métal ... et pour quelles raisons ?

Merci vos lumières ;)



23 Sep 2014, 00:27
 

de Alain

Bonjour et Bienvenue sur le forum !

La réponse est oui. Il existe bien des normes.

La norme qui décrit les caractéristiques des radiateurs alimentés en eau chaude ou en vapeur est la norme NF P 52-012 qui date de 1987 : dimensions du corps de chauffe, matériaux de fabrication, type de raccordement, puissance thermique etc ...

Formes des radiateurs à eau

Il serait effectivement intéressant de connaître précisément les parts convectives et radiatives de chacun de ces émetteurs ce qui n'est jamais indiqué sur ces documents !

Pour vous répondre rapidement, je dirais que ces corps de chauffe émettent par rayonnement jusqu'à 50% pour le TYPE 10 le panneau simple, et à peine plus de 15% pour le TYPE 33 à triple rangé de convecteurs à ailettes.



23 Sep 2014, 08:53
Administrateur du site
 

de Paris

Merci pour cette première réponse.
Pourriez m'indiquer vos sources pour les chiffres que vous annoncer ? (rayonnement/convection/types)

Et la température de l'eau ? Que pensez-vous de son influence ?



23 Sep 2014, 13:23
 

de Alain

Les chiffres indiqués proviennent d'une vaste étude réalisée en France dans les années 90 par le GREC. Son contenu a été repris par les éditions Presses des Mines, un ouvrage intitulé "Les émetteurs de chaleur, étude comparée".


Influence du gradient sol plafond sur la consommation :

Influence du gradient sur la consommation

Ici dans le cas du passage du chauffage central en basse température (passage de 80°c à 50°c).

Aussi bien dans l'électrique direct, la tendance est la réduction de l'écart de température entre l''émetteur et l'ambiance.
Les émetteurs ont de plus grandes surfaces. Cela améliore l'homogénéité.

L'aluminium est une métal qui conduit mieux la chaleur que l'acier (5 fois plus rapide). A structure identique, on observe plus de rayonnement avec un radiateur en aluminium. Le radiateur est moins chaud. La convection est moins forte. Les phénomènes sont liés.



24 Sep 2014, 11:09
Administrateur du site
 

de Paris

"Les émetteurs de chaleur, étude comparée" l'ouvrage est toujours en vente. Vous me conseillez de l'acheter pour mon projet ?



03 Oct 2014, 09:16
 

de Alain

L'objet de cette étude très technique du GREC était de mieux connaître le comportement des différents émetteurs de chaleur couplés à leur environnement afin de guider les professionnels vers le choix de solutions qui présentent le meilleur rendement énergétique. Si vous avez un projet de chauffage central, il y a peu d'informations spécifiques qui vous seront directement utiles.

Les conclusions sont par ailleurs très décevantes car elles restent évasives comme si leurs auteurs n'avaient pas réussi à se mettre d'accord .. Enfin, j'en sais rien mais faire travailler des fournisseurs d'énergie avec des organismes dont la mission est de réduire la consommation.. Et surtout, le choix du type de renouvellement de l'air par une VMI système qui n'existe quasiment pas en France est plus que douteux. De plus dans ces études du GREC, la ventilation à insufflation d'air introduit au niveau du plafond de l'air frais non préchauffé !! Ce qui existe nulle part ... :shock:



03 Oct 2014, 13:01
Administrateur du site
 

de Ricou

Quid de ces conclusions ? Qui consomme le moins ?



03 Oct 2014, 13:58
 

de Paris

Bonjour et Merci.
Dans quelles proportions favoriser chaleur convective ou radiante ? Finalement est-ce que je perds mon temps à essayer d'optimiser mon chauffage ? Evidement non, mais faut-il vraiment s'intéresser à la forme de émetteurs à la proportion de convection et si oui, dans quelle proportion cela t-il une influence sur la consommation d'énergie ?



03 Oct 2014, 14:15
 

de Paris

Re-bonjour.
Je reviens à vous pour affiner les chiffres que vous avez communiqués. Pouvez préciser si la matière a une influence déterminante dans la quantité de rayonnement ? Fonte, acier aluminium ? Des différences de prix dans un rapport de 1 à 5. Est-ce justifié ?



10 Oct 2014, 12:20
 

de Alain

Un fabricant sérieux pourra vous donner les caractéristiques de ses radiateurs.

Attention à tout ce qui relève de l'installation, du dimensionnement, de la compatibilité entre matériaux, des risques d'oxydation etc ...

:arrow: Guide de Dimensionnement des radiateurs à eau chaude : http://www.energies-avenir.fr/cms/page/-/id/67

Les installations récentes sont en basse température. La chaudière chauffe l'eau à 50°C. Les anciens circuits de chauffage à boucle d'eau sont dimensionnés en puissance pour fonctionner à une température de 80 à 90°C.

Tous les tests montrent un confort qui s'améliore plus le niveau de température d'émission est bas et compensé par une surface d'émission plus importante.

En basse température, la chaleur est plus homogène, les points d'inconfort disparaissent. A température ambiante identique, le confort est jugé meilleur dans tous les types de bâtiments (ancien, récent, logement, maison) . Les tests du GREC qui à mon avis sont en partie faussés du fait du choix du système de renouvellement de l'air donnent une consommation identique en BT et HT, mais un niveau de confort sensiblement meilleur en BT.

Question sans réponse : A confort égal, de combien de degrés la température d'ambiance peut être abaissée ?

On sait aujourd'hui, modéliser les systèmes de chauffage et calculer l'influence sur la consommation d'énergie de divers paramètres liés au type émetteur/régulation. En RT2012, la méthode de calcul TH-C-E permet d'estimer la consommation annuelle de chauffage d'un logement en fonction des caractéristique d'isolation, mais aussi du chauffage : VT, VS, CA etc ..

Quelques critères significatifs pour faire la différence entre familles de radiateurs :

Matière :

- fonte coulée (anciens radiateurs à colonnes)
- acier
- aluminium extrudé ou coulé sous pression

L'aluminium a une conductivité thermique très supérieur à l'acier ce qui améliore la capacité thermique, la réactivité.


Différences entre corps de chauffe :

- Formes
- Tailles
- Matière
- Mode de circulation de l'eau

-> Influence sur le comportement dynamique, la composante inertielle, la nature de l'émission (parts de rayonnement et de convection).


Types :

- Panneau simple
- Panneau lamellés ou à nervures
- Panneaux multiples sans ailettes
- Panneaux à ailettes
- Panneaux multiples à ailettes
- Eléments tubulaires à ailettes ou sans ailettes, à persiennes, incorporé ou non dans un carter.

Ailettes : ouvertes, fermées, simples ou multiples


Pertes au dos :

- de 1% de la puissance totale émise (dans le logement bien isolé) à 10% dans l'ancien.

-> Intérêt d'isoler entre le panneau et le mur dans l'ancien


Part rayonnement / convection :

- Panneau simple sans ailette (Type 10) : 50% radiant
- Panneau double sans ailettes : 30% radiant
- Panneau triple à ailettes (Type 33) : 15% radiant

La température des radiateurs à eau s'équilibre en moyenne à 45°c pour les systèmes haute température et à 30°c en basse température.

La montée en température des panneaux demande de 10 à 30 minutes selon les modèles, matière, inertie, circuit interne pour la circulation de l'eau. La vitesse de circulation de l'eau influence fortement la rapidité de la réponse.

Les modèles épais (lourds) ont une plus forte inertie. Une surchauffe lors des apports solaires peut se faire sentir.



10 Oct 2014, 17:47
Administrateur du site
 

de Ricou

Merci intéressant, mais est-ce qu'une étude à chiffré les différences de consommation électrique entre ces différents systèmes de chauffage dont vous parlez ?



20 Oct 2014, 15:20
 

de Alain

La notion de rendement d'émission est assez récente en France ;)
Elle date, je crois bien, de l'introduction de la méthode de calcul 3CL-DPE.
Pour les émetteurs de chaleur direct, jusqu'alors la RT utilisait les notions de déperditions (variations) spatiales et temporelles.

Rendement du générateur / stockage
Rendement de distribution
Rendement d'émission / régulation

Rendement du chauffage électrique


Pour ce qui est des différences de consommation dans le même usage que pourrait induire des taux de convection/rayonnement différents, il y a un léger avantages au rayonnants et radiateurs pour une régulation sur la température de l'air au centre de la pièce. Ce qui est au désavantage des rayonnant car la température radiante n'est pas mesurée. Température radiant qui est responsable du bon niveau de confort thermique à partir de 35% de rayonnement, ce qui permet de chauffer au moins 1°C de moins.


Quelques chiffres ( NFC = Meilleur catégorie CAT C de la norme NF Electricité Performances).


Rendement de distribution : non isolé / isolé

Réseau aéraulique 0,8 / 0,85
Réseau collectif eau chaude haute température (≥ 65 °C) 0,85 / 0,87
Réseau collectif eau chaude moyenne ou basse température (< 65 °C) 0,87 / 0,9
Réseau individuel eau chaude moyenne ou basse température (< 65 °C) 0,91 / 0,95
Réseau individuel eau chaude haute température (≥ 65 °C) 0,88 / 0,92

Rendement de génération :

Générateur à effet joule direct 1
Chaudières électriques 0,77
Réseau de chaleur 0,97
Poêle ou insert bois/charbon installé avant 2001 ou sans label flamme verte 0,66
Poêle ou insert bois/charbon installé à partir de 2001 avec label flamme verte 0,78
Poêle fioul ou GPL 0,72



Rendement d'émission : variation spatiale

Convecteur électrique NFC 0,95
Panneau rayonnant électrique NFC 0,97
Radiateur électrique NFC 0,97
Autres émetteurs à effet joule 0,95
Soufflage d'air chaud 0,95
Plancher chauffant 1
Plafond rayonnant 0,98
Autres équipements 0,95


Rendement de régulation : variation temporelle

Convecteur électrique NFC 0,99
Panneau rayonnant électrique NFC 0,99
Radiateur électrique NFC 0,99
Plancher ou plafond rayonnant électrique avec régulation terminale 0,98
Plancher ou plafond rayonnant électrique sans régulation 0,96
Radiateur électrique à accumulation 0,95
Autres émetteurs à effet joule 0,96
Plancher ou plafond chauffant à eau en individuel 0,95
Radiateur gaz à ventouse ou sur conduit de fumées 0,96
Poêle charbon/bois/fioul/GPL 0,80
Chaudière électrique 0,90
Radiateur eau chaude sans robinet thermostatique 0,90
Radiateur eau chaude avec robinet thermostatique 0,95
Convecteur bi-jonction 0,90
Plancher ou plafond chauffant à eau en collectif 0,90
Air soufflé 0,96
Pour tous les autres appareils non listés le rendement de régulation est par défaut de 0.90


Ces chiffres donnent une idée des écarts de consommation entre différents systèmes de chauffage central ou électrique localisé en CAT C = basse température. Les mesurent sont réalisées par mesure et régulation de la température d'ambiance à 1,5 mètre du sol. Ce qui revient à mesure rune température moyenne du volume dans sa verticalité.

La différence de consommation est certainement plus importante en usage réel, car lorsque le confort près du sol est mauvais, l'utilisateur augmente la température de consigne de façon à ressentir une température confortable en position assise dans un canapé par exemple.

Pour ce qui concerne les émetteurs muraux localisés, les valeurs sont toujours établies à partir de la température de l'air alors que la température résultante aurait permis de mieux prendre en compte l'apport de confort du chauffage radiant par rapport aux convecteurs.

Cela dit, on voit des écarts très bien contenus avec le matériel conseillés dans la construction neuve : les émetteurs en catégorie C, mais on peut regretter que la véritable nature énergivore du chauffage convectif ne soit pas suffisamment mise en évidence par certains choix dans la façon de réaliser les tests.

Source : https://www.legifrance.gouv.fr/eli/arre ... icle_snum2



20 Oct 2014, 17:54
Administrateur du site
 


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