Questions simples (consommation d'un chauffage électrique)

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

Questions simples (consommation d'un chauffage électrique)

de mauricecestmoi » Dim 12 Fév 2017 00:31

Bonjour jais une question simple dont je n'arrive pas a trouver la réponse,pour arriver au bout de mon raisonnement je vais devoir la poser en plusieurs étapes pour avancer lentement mais avec un minimum certitudes :

sur un radiateur peut on dire que 1W électrique=1W thermique.
En d'autre terme est ce que l'énergie Electrique consommée peut se dégrader en autre chose que l’énergie thermique dissipée ou non dans la pièce.
(Je précise que je parle de quantité d'énergie mesurable,j'imagine qu'il doit y avoir des 0.000001 de ça ou ça qui se transforme en électromagniétruc ou autre.)

Merci de vos lumières.
mauricecestmoi
 
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Re: Questions simples

de Merik » Dim 12 Fév 2017 10:40

Bonjour,
La puissance (une différence de potentiel et un courant) électrique travaille dans le temps et donne une énergie, un travail.
P=U*I en watts et W=U*I*t en joules ou en Watt.heure pour les électriciens.
D'un côté, le générateur, de l'autre le récepteur.

Par analogie, l'électricité peut se comparer à une retenue d'eau en hauteur et un tuyau qui amène l'eau vers le bas.
Plus la retenue est haute, plus il y a de différence de potentiel, de tension.
Le courant est la quantité d'eau qui passe dans le tuyau qui dépend de la taille du tuyau. Plus particulièrement de la taille du récepteur qui est placé dans le circuit.

A partir d'un générateur électrique, on sait fabriquer de l'énergie électrique de différentes natures.
Un moteur électrique produit une énergie mécanique, un travail.
La lumière (flux de photons) est de l'énergie produite par une ampoule électrique. Le rendement de la lampe incandescente à filament est faible (2%) car le filament est un résistor qui crée beaucoup d'énergie ohmique (chaleur).
Un récepteur purement ohmique (un résistor) produit uniquement de l'énergie thermique, de la chaleur.

Pour répondre à la question, il faudrait connaître très précisément les effets du courant qui traverse un radiateur électrique et pour le savoir connaître la nature précise du récepteur "radiateur électrique". Produit-il d ela lumière, des champs magnétiques qui travaillent dans leur environnement etc .. ?

Pour simplifier, il est admis que toute la puissance absorbée par un récepteur de type convecteur/radiateur électrique est totalement transformée en chaleur.
Merik
 
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Re: Questions simples

de mauricecestmoi » Dim 12 Fév 2017 11:39

Merci pour la de la réponse bien complète Mérik.

Ma deuxième question est sur la facturation d'EDF ou autre service:
EDF nous facture des Watt*heures (en gros ça reviens à des Joules par secondes que multiplie des heures on peut les convertir en joule ou en calorie (quantité d'énergie /temps *temps).
est ce que 1h à 2W est facturé le même prix que 2h à 1W.
(sans parler des heures creuses)


si on admet que les radiateurs sont purement ohmiques et que EDF nous vend bien des Watt.heures je ne vois vraiment pas pourquoi un radiateur pourrait être plus performant économiquement q'un autre.
Ils ont tous un rendement de 100%.

Voici précisément un paradoxe que je n'arrive pas à comprendre:
énoncé de mon problème:
1)On prend une pièce qui est déjà à la température souhaité ( 20°C)
2)Les pertes thermiques vers l’extérieur de la pièce sont "constantes " =10w.
2)On fait un bilan thermique sur 24 heures.


pour moi si je veux calculer la quantité de chaleur nécessaire pour maintenir la température de la pièce,je fait la chose suivante: 10W*24h=240Wh (pertes thermiques *temps).
Les radiateurs ont tous un rendement de 100% donc il me faut 240Wh électrique dans la journée et quelqu'en soit le temps d’allumage le nombre de cycles la diffusion, l'inertie et blablabla.
pour que l'hypothèse 2 reste valable j'estime que mon radiateur est capable de réguler la température de la pièce à +-1 de ça consigne.


PS, les valeurs que j'utilises sont totalement arbitraires.


merci de vos lumières.
mauricecestmoi
 
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Re: Questions simples

de Merik » Dim 12 Fév 2017 16:38

Oui, vous avez totalement raison.

Toujours 100% de rendement.

100 KWh d'électricité facturé par EDF donnera toujours la même quantité de chaleur quelque soit le type de chauffage électrique direct : convecteur "grille pain", convecteur moderne, radiateur avec ou sans inertie etc ... Des personnes se chauffent paraît-il avec leur four électrique.

Alors intervient la question de l'efficacité thermique de la chaleur ainsi produite et sa capacité à donner une ambiance confortable. En utilisation réelle, la différence de consommation représente la quantité de chaleur produite qui n'est pas utile au chauffage.

En Belgique, les normes parlent de rendement de régulation et de rendement d'émission.
En France, les normes utilisent 2 paramètres VT et VS, la variation temporelle et la variation spatiale de l'émetteur.

Certains parlent de consommation à confort équivalent car dans les faits la sonde ne verra pas forcément de différence entre divers modes de production de chaleur.

L'exemple, le plus clair, est celui de la stratification sol plafond des convecteurs.
Merik
 
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Re: Questions simples

de mauricecestmoi » Lun 13 Fév 2017 00:47

Merci pour votre réponse ça confirme ce que je pensais du point de vue purement thermodynamique.
La nuance qui complète le problème est simplement "une chauffe ressentie"par les occupants (confort).


merci encore pour le soins que vous avez apporté à ma question.
mauricecestmoi
 
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Re: Questions simples

de Alain » Lun 13 Fév 2017 10:10

Les 2 phénomènes "énergivores" liés au mode de diffusion de la chaleur :


La température de confort est 19 degrés.

1- La variation de température autour de la consigne :

Variation de la régulation de température

2 - La stratification verticale :

Ecart de température entre sol et plafond

Pour plus d'explications, voir comment réduire sa consommation de chauffage électrique.

Un autre facteur qui dégrade le confort est l'absence de rayonnement chaud pour équilibrer les parois froides. Dans les logements mal isolés (mur et vitrages froids) chauffer en transférant uniquement les calories dans l'air donne très difficilement une ambiance confortable.
Alain
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