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Les systèmes de chauffage électrique

Publié le 16 septembre 2017

La richesse du système de chauffage électrique réside dans la diversité des solutions proposées. Comprendre ce qui fait leur différence permet de bien orienter le choix.

Les systèmes convectifs

La convection est un transfert d'énergie thermique utilisant de l'air en mouvement comme fluide de transfert entre le système de chauffage et les personnes à chauffer. La température d'air sera supérieure à la température moyenne des parois du local chauffé.

Le convecteur électrique

Principe

L'air froid entre par la partie basse de l'appareil. Il est chauffé par la résistance placée à l'intérieur, puis il ressort à travers une grille frontale.

Indications

Pour chauffer les pièces de volume moyen (15 à 20 m²), en neuf ou rénovation. Il n'est pas recommandé dans les pièces de grande hauteur. Vérifier que les portes et les fenêtres sont bien isolées, mais interdire l'obstruction des bouches d'aération qui amplifie le phénomène d'humidité dans le logement par manque de ventilation.

Convecteur électrique

  1. Entrée d'air
  2. Résistance
  3. Sortie d'air

Radiateur soufflant pour salle de bains

  1. Entrée d'air
  2. Résistance
  3. Ventilateur
  4. Sortie d'air

Le radiateur soufflant

Principe

En période d'inoccupation de la salle de bains, il se comporte comme un convecteur traditionnel : l'air entre par le bas de l'appareil, se réchauffe au contact de la résistance et ressort par le haut.
Pour chauffer rapidement la pièce, un ventilateur accélère la diffusion d'air chaud. En mode "soufflant", la circulation d'air est inversée : l'air entre par le haut de l'appareil et ressort par le bas. Les appareils de ce type assurent souvent la fonction de sèche-serviettes.

 

Indications

Dans le neuf ou l'ancien, sa petite dimension l'intègre facilement dans une salle de bains. Il est parfois équipé d'un porte-serviettes.

Le dimensionnement des systèmes de chauffage électrique

La norme NF EN 12-831, intitulée "Systèmes de chauffage dans les bâtiments - Méthode de calcul de déperditions calorifiques de base" spécifie une méthode de calcul de la puissance thermique à fournir dans les bâtiments, pièce par pièce ou pour l’établissement entier.

Elle est donc utilisée pour dimensionner les émetteurs de chaleur.

Les systèmes rayonnants muraux

Le rayonnement est un mode d'échange de chaleur qui utilise des ondes infrarouges comme vecteur de transfert. En effet, deux corps ou deux objets de températures différentes rayonnent naturellement l'un vers l'autre et il convient de retenir que les flux de chaleur vont toujours de l'élément le plus chaud vers l'élément le plus froid. La température d'air sera inférieure à la température moyenne des parois du local chauffé.

Le radiateur électrique

Principe

Différentes technologies permettent de restituer progressivement la chaleur par rayonnement à l'air ambiant par toute la carrosserie. Le radiateur électrique constitue un point de chaleur douce et permanente sans toutefois la stocker comme les radiateurs à accumulation.

 

Indications

Pour toutes les pièces de volume moyen (15 à 20 m²) du logement, neuf ou existant.

Radiateur électrique avec noyau réfractaire

  1. Noyau réfractaire
  2. Résistance
  3. Rayonnement par toute la surface de la carrosserie

Radiateur à accumulation

  1. Résistance
  2. Blocs accumulateurs de chaleur
  3. Isolant thermique
  4. Ventilateur
  5. Sortie d'air soufflé

Le radiateur à accumulation

Principe

Le radiateur à accumulation emmagasine dans un bloc accumulateur constitué de briques réfractaires à haute densité la chaleur produite par le courant électrique pendant les heures creuses EDF.

La chaleur emmagasinée est restituée par rayonnement dans la journée, aux heures de tarif électrique plus élevé, suivant les besoins.

On distingue les radiateurs à accumulation statique compensée, sans dispositif de ventilation, et les radiateurs à accumulation dynamique, qui comportent une circulation d'air pulsé : un ventilateur situé dans le bas de l'appareil et contrôlé par un thermostat d'ambiance accélère la diffusion de l'air. Cette fonction permet ainsi de régler avec précision la température des pièces.

La gestion est assurée par un organe de régulation jour-nuit. En cas de grand froid, l'allumage des résistances pour un chauffage diurne est automatique.

Installation

Les radiateurs à accumulation nécessitent la mise en œuvre d'un asservissement aux heures creuses EDF.

 

Indications

La consommation des radiateurs à accumulation dépend des caractéristiques du logement (comme la zone géographique, l'isolation, etc.) et du confort souhaité. Particulièrement appréciés dans le séjour, le salon ou la cuisine pour leur chaleur enveloppante, ils conviennent bien à la rénovation des logements anciens, difficiles à isoler.

Le radiateur sèche-serviettes

Principe

Diverses technologies permettent de diffuser progressivement la chaleur produite à l'ensemble de la pièce et au linge posé sur ou devant le radiateur sèche-serviettes.

Certains appareils disposent d'une fonction type "ventilateur" programmée généralement par minuterie, permettant d'accélérer le réchauffement pendant votre présence et de sécher plus vite les serviettes.

 

Indications

Adapté au neuf comme à l'ancien, le plus souvent en salle de bains mais aussi en cuisine.

Radiateur sèche-serviettes

  1. Résistance
  2. Fluide
  3. Rayonnement

Les panneaux rayonnants

Principe

Une plaque contenue dans l'appareil, chauffée par une résistance, diffuse sa chaleur aux corps, objets et parois environnants, qui réchauffent à leur tour l'air ambiant. La plaque rayonnante est protégée par une grille tout en laissant passer la chaleur. Ce principe de chauffage permet une bonne homogénéité de la chaleur.

Indications

Si le panneau rayonnant peut être installé dans toutes les pièces, c'est surtout dans le séjour et le salon qu'il est le plus apprécié en raison de l'homogénéité de sa chaleur.

Les systèmes rayonnants, plafonds et planchers

Les deux systèmes suivants sont à rayonnement basse température et sont généralement adaptés pour les locaux de hauteur sous plafond comprise entre 2,4 m et 6 m. Attention aux plafonds en pente et à l'augmentation du nombre de modules en fonction de la hauteur sous plafond.

Ces procédés, intégrés aux parois, sont considérés par le CSTB comme des techniques de chauffage non traditionnelles.

À ce titre, ils font l'objet d'avis techniques et de cahiers de prescriptions techniques indiquant les règles de conception et de mise en œuvre à suivre.

Il faut donc toujours s'assurer que le système envisagé ait bien reçu un avis technique du CSTB.

Plafond rayonnant

  1. Plaque de plâtre spécifique
  2. Film chauffant
  3. Panneau isolant thermique

Le plafond plâtre (P.R.P.)

Principe

Système de chauffage électrique utilisant la technique du plafond en plaques de parement plâtre fixées sur une ossature métallique porteuse. Il se caractérise par une température moyenne de surface inférieure à 35 °C.

 

Installation

Le plafond rayonnant plâtre se différencie du plafond traditionnel par l'utilisation de plaques de parement plâtre spécifiques à cet usage. Au-dessus de ces plaques de plâtre, sont positionnés des panneaux chauffants alimentés par une ligne spécialisée.

 

Indications

Il est généralement destiné aux locaux de hauteur inférieure à 4 m, donc plutôt pour des applications dans le secteur résidentiel, collectif ou individuel, en neuf comme en rénovation.

La rénovation s'y prête particulièrement grâce à des hauteurs sous plafond généralement situées à 2,50 m permettant la mise en place d'un faux plafond.

Le plancher rayonnant électrique (P.R.E.)

Principe

Le plancher rayonnant électrique est composé de câbles électriques chauffants incorporés, reposant sur un isolant thermique servant à orienter le flux de chaleur vers le local à chauffer. Une chape flottante (désolidarisée thermiquement et mécaniquement du bâti) assure la diffusion de la chaleur. La température du sol est limitée à 28 °C.

 

Installations

Certains revêtements sont à proscrire car, compte tenu de leur nature et de leur épaisseur, ils limitent la diffusion de la chaleur : les moquettes sur mousse et les parquets flottants. Le carrelage et les revêtements de sol plastique (marqués NF UPEC) sont les plus adaptés pour une bonne diffusion de la chaleur.

 

Indications

Homogénéité des températures de parois et d'air. Surtout utilisé en neuf, le plancher rayonnant électrique est une solution de chauffage individuel par logement, tant en maison individuelle qu'en appartement.

Plancher rayonnant électrique

  1. Chape et revêtement de sol
  2. Câble chauffant
  3. Isolant thermique

Les règles d'installation des systèmes de chauffage électrique

La normalisation des systèmes de chauffage électrique

Tous les appareils présentés dans ce dossier obéissent à la norme NF EN 60 335-2-30 (pour la sécurité des radiateurs à accumulation : NF EN 60 335-2-61), régissant la sécurité électrique, dont le respect est obligatoire pour obtenir la marque NF Electricité Performance.

Pour les solutions planchers et plafonds :

  • PRP : Cahier des Prestations Techniques CPT PEC 12/93 (janvier 1995), Document Technique Unifié pour la conception et de la réalisation d’ouvrages en plaques de plâtre NF DTU 25.41, guide UTE C 73-999 sur le Plafond Rayonnant Plâtre.
  • PRE : Cahier de Prescriptions Techniques CPT PRE 06/96 (juin 1996), Câbles normalisés NF C 32-330.

Dans tous les cas, l'installation doit se faire conformément à la norme NF C 15-100.

Dans le cas particulier des appareils situés dans les salles de bains, la norme définit 3 volumes (0, 1, 2). Les radiateurs sèche-serviette et les radiateurs soufflants :

  • doivent être de classe II (à double isolation) dans le volume 2 ;
  • ne sont pas admis dans les volumes 0 et 1.

Profil UCRES

Ce profil a été développé par le CSTB pour caractériser l'uniformité du confort dans une zone étudiée en observant l'ambiance thermique d'occupation en différents points. L'inconfort thermique dépend de cinq critères, qui sont en fait cinq types de gêne d'inconfort local :

  • uniformité horizontale des températures ;
  • courants d'air (vitesse d'air) ;
  • asymétrie de rayonnement ;
  • écart de température d'air tête/pieds ;
  • sol chaud ou froid.

Concernant l'asymétrie de rayonnement (horizontale et verticale), l'appareil de chauffage constitue la source chaude.

La température la plus chaude mesurée dépend de la température de la source et de la distance entre la source et le point de mesure.

Pour satisfaire les individus exposés à un chauffage rayonnant, il faut respecter une asymétrie maximale de 8 °C. Il en résulte qu'il faut respecter une distance entre les émetteurs et les individus, qui dépend de la température de l'émetteur.

L'offre électrique est diversifiée pour choisir, en fonction du cas à traiter, l'émetteur le plus adapté :

  • faibles hauteurs : émetteurs très basse température et grande surface d'émission ;
  • hauteurs moyennes : émetteurs basse et moyenne température.

Le dimensionnement des systèmes de chauffage électrique

La norme NF EN 12-831, intitulée "Systèmes de chauffage dans les bâtiments - Méthode de calcul de déperditions calorifiques de base" spécifie une méthode de calcul de la puissance thermique à fournir dans les bâtiments.

Elle est donc utilisée pour dimensionner les installations de chauffage.

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