Radiateur (chauffage) - Radiator (heating)
Les radiateurs et les convecteurs sont des échangeurs de chaleur conçus pour transférer l' énergie thermique d'un milieu à un autre dans le but de chauffer les locaux.
Denison Olmsted de New Haven, Connecticut, semble avoir été la première personne à utiliser le terme « radiateur » pour désigner un appareil de chauffage dans un brevet de 1834 pour un poêle avec un échangeur de chaleur qui rayonnait ensuite de la chaleur. Dans le brevet, il a écrit que son invention était un type particulier d'appareil, que j'appelle un radiateur . Le radiateur de chauffage a été inventé par Franz San Galli en 1855, un homme d'affaires russe né dans le royaume de Prusse et vivant à Saint-Pétersbourg . À la fin des années 1800, des entreprises, telles que l' American Radiator Company , ont promu les radiateurs en fonte par rapport aux modèles en acier fabriqués précédemment afin de réduire les coûts et d'élargir le marché.
Rayonnement vs convection
En pratique, le terme radiateur fait référence à un certain nombre d'appareils dans lesquels un fluide circule à travers des tuyaux exposés (souvent avec des ailettes ou d'autres moyens d'augmenter la surface), même si ces appareils ont tendance à transférer la chaleur principalement par convection et pourraient logiquement être appelés convecteurs .
Les termes de chauffage par convection et convector font référence à une classe de dispositifs dans lesquels la source de chaleur ne soit pas directement exposé. Comme la sécurité domestique et l'alimentation des chauffe-eau maintiennent les températures relativement basses, le rayonnement est inefficace par rapport à la convection. Les convecteurs fonctionnent également différemment des radiateurs électriques en ce sens qu'ils dispersent la chaleur différemment.
Source d'énergie
.JPG)
Fumer
La vapeur a l'avantage de circuler dans les tuyaux sous sa propre pression sans avoir besoin de pomper. Pour cette raison, il a été adopté plus tôt, avant que les moteurs électriques et les pompes ne soient disponibles. La vapeur est également beaucoup plus facile à distribuer que l'eau chaude dans les grands bâtiments comme les gratte-ciel . Cependant, les températures plus élevées auxquelles les systèmes à vapeur fonctionnent les rendent intrinsèquement moins efficaces, car les pertes de chaleur indésirables sont inévitablement plus importantes.
Les tuyaux de vapeur et les radiateurs sont enclins à produire des bruits de claquement appelés marteau à vapeur . Le bang est créé lorsqu'une partie de la vapeur se condense en eau dans une section horizontale de la tuyauterie de vapeur. Par la suite, la vapeur capte l'eau, forme une « limace » et la projette à grande vitesse dans un raccord de tuyau, créant un fort bruit de martèlement et sollicitant considérablement le tuyau. Cette condition est généralement causée par une mauvaise stratégie d'évacuation des condensats et est souvent causée par le tassement des bâtiments et l'accumulation de condensats qui en résulte dans les tuyaux et les radiateurs qui ne s'inclinent plus légèrement vers la chaudière .
Eau chaude
Un radiateur à eau chaude se compose d'un récipient métallique creux scellé rempli d'eau chaude par gravité, une pompe ou une convection. En dégageant de la chaleur, l'eau chaude se refroidit et coule au fond du radiateur et est expulsée d'un tuyau à l'autre extrémité. Des dispositifs anti-coup de bélier sont souvent installés pour empêcher ou minimiser les chocs dans les tuyaux des radiateurs à eau chaude.
Électricité
Contrairement aux systèmes à vapeur ou à eau chaude qui reçoivent la chaleur d'une chaudière, les radiateurs électriques produisent de la chaleur à partir de l'électricité à l'emplacement du radiateur. Cette chaleur peut être transférée à un fluide (comme de l'huile) à l'intérieur du radiateur. L'huile circule à l'intérieur du radiateur par convection, qui distribue la chaleur de l'élément chauffant à la surface du radiateur. Les radiateurs électriques plus petits ont l'avantage d'être portables, car ils n'ont pas besoin d'être connectés à la tuyauterie. Certains radiateurs électriques peuvent également utiliser de l'eau chaude ; c'est une particularité commune aux sèche-serviettes , où le radiateur utilise de l'eau chaude lorsque le système de chauffage central fonctionne mais passe à l'électricité lorsque le chauffage de l'ensemble du bâtiment n'est pas nécessaire.
Forme et design
Fonte
Les radiateurs en fonte peuvent être utilisés avec des systèmes à eau chaude ou à vapeur. Les radiateurs traditionnels en fonte ne sont plus courants dans les nouvelles constructions, remplacés principalement par des plinthes à eau chaude forcée ou des radiateurs à panneaux, mais ils restent disponibles.
Plinthe à eau chaude
Les radiateurs plinthes à eau chaude sont constitués de tuyaux en cuivre qui ont des ailettes en aluminium pour augmenter leur surface. Ces systèmes de chaudière à conduction utilisent la conduction pour transférer la chaleur de l'eau dans les radiateurs ou convecteurs métalliques.
Les radiateurs sont conçus pour chauffer l'air de la pièce en utilisant la convection pour transférer la chaleur des radiateurs à l'air ambiant. Pour ce faire, ils aspirent de l'air frais par le bas, réchauffent l'air lorsqu'il passe sur les ailettes du radiateur et évacuent l'air chauffé par le haut. Cela met en place des boucles convectives de circulation d'air dans une pièce. Si le radiateur est bloqué par le dessus ou par le dessous, ce mouvement d'air est empêché et le radiateur ne fonctionnera pas. Les systèmes de chauffage par plinthes sont parfois équipés de couvercles amovibles pour permettre au résident de régler avec précision le chauffage par pièce, un peu comme les registres d'air dans un système d'air central.
Radiateur à panneaux
Les radiateurs à panneaux sont soudés à partir de panneaux d'acier plats ou ondulés et sont généralement suspendus au mur. Ils sont généralement utilisés avec des systèmes d'eau chaude, mais des versions électriques sont également disponibles. Les panneaux ont souvent des ailettes attachées, ce qui augmente la surface et donc la quantité de chaleur qui peut être transférée dans l'air. Plusieurs panneaux peuvent être empilés pour former un radiateur, et le radiateur résultant est désigné par un numéro de type à deux chiffres. Le premier chiffre est le nombre de panneaux, et le second est le nombre de jeux d'ailettes, par exemple un radiateur de type 21 a deux panneaux avec un jeu d'ailettes entre les deux. Le flux d'air autour du radiateur et entre les panneaux se fait uniquement par convection et doit être illimité pour que le radiateur atteigne ses performances de conception. La puissance calorifique des radiateurs panneaux est régulée en contrôlant le débit d'eau chaude, avec une vanne manuelle ou thermostatique.
Échangeur de chaleur assisté par ventilateur
Un radiateur ventilé contient un échangeur de chaleur alimenté par l'eau chaude du système de chauffage. Un interrupteur thermostatique alimente un ventilateur électrique qui souffle de l'air sur l'échangeur de chaleur pour le faire circuler dans une pièce. Ses avantages sont une petite taille relative et une répartition uniforme de la chaleur. Les inconvénients sont le bruit du ventilateur et la nécessité à la fois d'une source de chaleur et d'une alimentation électrique séparée.
Sous-sol
Également connu sous le nom de « chaleur rayonnante », le chauffage par le sol utilise un réseau de tuyaux, de tubes ou de câbles chauffants, enterrés ou fixés sous un plancher pour permettre à la chaleur de monter dans la pièce. Les meilleurs résultats sont obtenus avec des revêtements de sol conducteurs tels que les carreaux. La grande surface de ces radiateurs de la taille d'une pièce leur permet d'être maintenus à quelques degrés au-dessus de la température ambiante souhaitée, minimisant ainsi la convection . Le chauffage par le sol est plus cher dans les nouvelles constructions que les systèmes moins efficaces. Il est également généralement difficile de rénover les bâtiments existants.
L' hypocauste romain employait un principe de fonctionnement similaire.
Plinthe chauffante
Les radiateurs à plinthes sont une forme de chauffage qui consiste à placer des radiateurs à l'intérieur d'une plinthe. L'eau chaude est acheminée par le système, généralement prise directement du système de chauffage central.
Voir également
- Sèche-serviettes chauffant
- Purger la vis
- Liquide de refroidissement
- Équivalence du rayonnement direct
- Noyau de chauffage
- Hydronique
- Équilibrage hydraulique
- Réflecteur de radiateur
- Radiateur (refroidissement moteur)
- Vanne thermostatique de radiateur
Les références
Sources
- "Informations sur le fonctionnement des radiateurs électriques" . Laura LNord01. 2020.
