Convecteurs de chauffe-eau: appareil, principe de fonctionnement, variétés
Partout dans le monde, les convecteurs de chauffage à eau rivalisent avec succès avec les radiateurs depuis plusieurs décennies. Dans notre pays, ils sont également utilisés depuis un certain temps, mais en popularité, ils sont encore bien inférieurs aux radiateurs en fonte et bimétalliques. La faible popularité n'est pas due aux pires caractéristiques de performance, mais uniquement au manque d'une partie importante de la compréhension de la population de ce type d'équipement de chauffage.
Contenu:
- Principe de fonctionnement
- Le dispositif d'un chauffage à convecteur à eau
- Convecteurs de chauffe-eau mur et sol
- Convecteurs d'eau de chauffage par le sol
- Capacité à contrôler la température
- Possibilité d'application pour refroidir la pièce
- Avantages et inconvénients des convecteurs d'eau devant les radiateurs conventionnels
Principe de fonctionnement
Le mot "convecteur" lui-même sert d'indication que la base du principe de son fonctionnement est un phénomène physique tel que la convection. L'air froid, plus dense, se trouve dans les couches inférieures - près du sol de la pièce. En passant par le convecteur, l'air se réchauffe, sa densité diminue, ce qui fait qu'il monte.
La convection peut être non seulement naturelle, mais aussi forcée. Le ventilateur intégré aidera à augmenter le débit d'air de convection et augmentera ainsi l'efficacité du radiateur.
Le dispositif d'un chauffage à convecteur à eau
L'élément de travail principal du convecteur est un échangeur de chaleur. C'est avec son aide que la chaleur est transférée du liquide de refroidissement, dont la fonction est assurée par l'eau chaude circulant dans le système de chauffage et l'air ambiant. Un échangeur de chaleur est un tuyau sur lequel une pluralité de plaques métalliques (lamelles) sont montées, augmentant la zone de transfert de chaleur. Selon la puissance requise, le convecteur peut être équipé d'un ou deux échangeurs de chaleur.
La distance entre les lamelles de l'échangeur de chaleur n'est pas réglée arbitrairement, mais est clairement calculée. Il semblerait que plus les plaques sont montées sur le tuyau, meilleur est le transfert de chaleur. Cependant, leur densité trop élevée entraînera une circulation d'air difficile à travers l'appareil. Il est nécessaire d'atteindre un «juste milieu» - pour que les lamelles n'interfèrent pas avec le mouvement de l'air, mais fournissent en même temps le transfert de chaleur le plus efficace.
1. Corps de convoyeur.
2. Échangeur de chaleur.
3. Grille décorative.
4. Ventilateur tangentiel.
5. Grande couverture décorative.
6. Petite couverture décorative.
7. Bordure décorative.
8. Pied de fixation.
9. Vis de réglage.
10. Boulon de fixation.
11. Vanne à bille.
12. Vanne d'arrêt et de contrôle.
13. Eyeliner flexible.
14. Joints.
Il existe également une alternative du point de vue structurel du type d'échangeur de chaleur dans lequel du fil est utilisé à la place des lamelles. Les convecteurs à fil sont un peu plus efficaces, mais en même temps beaucoup plus chers, et donc moins courants que les convecteurs à plaques, nous n'en parlerons donc pas plus.
Convecteur à eau avec échangeur de chaleur à fil.
De nombreuses caractéristiques techniques d'un convecteur sont déterminées par le matériau dont est composé son échangeur de chaleur. Il peut s'agir d'acier, de cuivre ou d'une combinaison de cuivre et d'aluminium. L'utilisation de métaux non ferreux pour la fabrication d'un échangeur de chaleur, en raison de leur conductivité thermique élevée, conduit à une augmentation de l'efficacité du dispositif par rapport à l'analogue du métal ferreux. Soit dit en passant, les lamelles en aluminium sont très minces et, si elles sont manipulées avec négligence, elles se coincent facilement, ce qui nuit à l'aérodynamique.
Les échangeurs de chaleur peuvent différer non seulement par le matériau de fabrication, mais également par la forme des ailettes métalliques. En plus des lamelles lisses, des lamelles ondulées sont également utilisées: en forme de vague, en U, en méandre, etc.Les lamelles ondulées ont un net avantage: le relief augmente la surface de la plaque, et donc le transfert de chaleur.
Échangeur de chaleur à lamelles ondulées.
L'efficacité du transfert de chaleur du liquide de refroidissement aux lamelles dépend en grande partie de l'étanchéité des plaques au tuyau: même un petit espace peut entraîner de grandes pertes de chaleur. Si l'échangeur de chaleur est en acier, le soudage est généralement utilisé pour connecter les lamelles au tuyau, si la soudure est en cuivre. Dans le cas des échangeurs de chaleur bimétalliques, dans lesquels les plaques d'aluminium sont en contact avec des tuyaux en cuivre, ni le soudage ni le brasage ne sont applicables. Cependant, ici, vous pouvez obtenir un ajustement parfait des éléments. Dans ce cas, ils utilisent soit des lamelles avec des manchettes spéciales, soit ils utilisent la méthode de brunissage - ils insèrent des plaques sur le tuyau, puis ce tuyau est expansé à l'aide d'un mandrin.
Certains convecteurs sont équipés d'un ventilateur qui aspire l'air dans l'échangeur de chaleur et accélère ainsi l'échange d'air, et donc le processus de chauffage de la pièce. Le ventilateur peut être tangentiel ou axial. La première roue s'étend sur toute la longueur de l'échangeur de chaleur.
L'hélice du ventilateur axial est située à l'extrémité de l'échangeur de chaleur et dirige l'air le long de celui-ci.
L'avantage d'un chauffage à convection forcée est évident: une efficacité accrue. Mais il présente également des inconvénients évidents: d'une part, la nécessité de se connecter au secteur, ce qui n'est pas toujours facilement réalisable, et d'autre part, le bruit que le ventilateur émet en fonctionnement.
L'échangeur de chaleur, ainsi que le ventilateur (si prévu par la conception), les points de raccordement au système de chauffage, le régulateur d'alimentation en liquide de refroidissement, la soupape de décharge d'air sont cachés derrière les parois du boîtier en acier inoxydable. L'extrémité supérieure du boîtier est fermée par une grille, ce qui n'entrave pas le mouvement des flux d'air, mais empêche en même temps les corps étrangers de pénétrer à l'intérieur. Certains convecteurs ont un registre d'air qui vous permet de contrôler l'intensité du flux d'air.
Convecteurs de chauffe-eau mur et sol
Par la méthode d'installation, tous les convecteurs de chauffage sont divisés en murs, sols et sols. Les deux premiers types sont très similaires, nous allons donc les considérer ensemble.
La principale différence entre les convecteurs muraux et de sol, très similaires en apparence, est leurs dimensions. Fixé au mur, en règle générale, assez haut, au sol - bas et compact. Ces derniers, en raison de leur taille modeste, sont moins visibles, ils sont faciles à cacher derrière des meubles.
Convecteur d'eau mural.
Convecteur au sol.
Il existe même des modèles de plinthes d'une hauteur inférieure à 200 mm, qui peuvent remplacer la plinthe et chauffer la pièce autour du périmètre.
Convecteur à eau sur socle.
Tous les convecteurs muraux et de sol sont divisés en modèles avec boîtier et modèles sans. Le boîtier ne joue pas un rôle décoratif, comme on pourrait s'y attendre: il contribue à la création d'une traction supplémentaire pour améliorer la circulation de l'air. Souvent, la hauteur du boîtier dépasse considérablement les dimensions de l'échangeur de chaleur. Une telle différence n'est pas du tout un mariage du fabricant, elle est faite exprès: plus le boîtier est haut, plus la traction est forte. Quant aux convecteurs sans enveloppe, ils ont également une enveloppe, mais elle ne fait que masquer l'échangeur de chaleur et le protège des dommages mécaniques.
Il est à noter que la surface du boîtier fonctionnel ou du boîtier décoratif ne chauffe pas trop. Cela distingue les convecteurs des radiateurs - brûlez-vous en touchant accidentellement la surface du corps, dans ce cas, c'est impossible.
Le plus souvent, les corps des convecteurs sont en acier, quel que soit le matériau de l'échangeur de chaleur. Le fait est que l'acier se peint facilement, ce qui donne à l'acheteur la possibilité de choisir un appareil de chauffage qui s'intègre parfaitement à l'intérieur de la pièce.Cependant, l'acier - bien que la plus courante, mais pas la seule option. Si vous le souhaitez, vous pouvez trouver quelque chose de plus exotique, par exemple, un convecteur dans une caisse en bois.
Convecteurs d'eau de chauffage par le sol
Il existe un autre type de convecteurs de chauffage, très différent de ceux considérés ci-dessus et qui se distingue donc. Ils sont inhabituels dans leur lieu d'installation - dans une niche située sous le plancher. Avec un degré de probabilité élevé, vous pouvez trouver de tels appareils de chauffage dans des locaux commerciaux ou de bureau avec de grandes fenêtres panoramiques, contre lesquels des radiateurs ou des convecteurs ordinaires ne sembleront pas tout à fait appropriés. Dans les chalets et les appartements, de tels convecteurs sont également installés, mais généralement uniquement dans les cas où le bord inférieur de la fenêtre n'est pas situé à plus de 150-300 mm du niveau du sol. Il est permis d'intégrer des convecteurs de chauffage dans le rebord de la fenêtre.
Convecteur de chauffage à eau intégré au sol.
La hauteur du corps des convecteurs encastrés dans le sol peut varier de 50 à 130 mm, et la longueur peut atteindre 3 m. Mais l'utilisateur, s'il n'a pas été lui-même impliqué dans la conception et l'installation, ne peut que deviner les vraies dimensions de l'appareil de chauffage, car seule la grille décorative lui sera visible au niveau plancher à travers lequel l'air chauffé monte.
Le plus souvent, ces grilles sont en acier, en aluminium ou en plastique, mais parfois vous pouvez trouver de la fonte, du marbre ou, par exemple, du bois. Quel que soit le matériau du treillis, il doit être suffisamment solide pour que vous, en passant, n’ayez pas peur de marcher dessus.
Dans le cas de grandes portes-fenêtres, les convecteurs de sol sont une option indispensable pour le chauffage des équipements. D'une part, et nous l'avons déjà mentionné, elles, étant situées sous le sol, n'interfèrent pas avec la revue. D'un autre côté, ce sont précisément ces convecteurs qui chauffent le plus efficacement une pièce avec des fenêtres «au sol». L'air froid de la fenêtre pénètre dans le convecteur par le gril, et de là il sort déjà chaud.
Pour installer un convecteur sous plancher, il est nécessaire de préparer à l'avance une niche dans le sol d'une profondeur de 100 à 300 mm. Cependant, il est possible de réaliser l'installation au stade de la réalisation de la chape de sol. Il convient de garder à l'esprit que loin de tout convecteur, vous pouvez utiliser pour l'installation au sol.
Le facteur limitant dans ce cas sera la hauteur de l'appareil. Les modèles puissants de plusieurs dizaines de centimètres de haut ne sont pas conçus pour être installés dans des pièces situées aux étages supérieurs du bâtiment. Bien sûr, il est nécessaire de planifier l'installation des convecteurs de sol à l'avance - même au stade de la construction du bâtiment. La seule exception concerne les modèles basse consommation, qui permettent un montage dans une chape.
Les convecteurs encastrés pour le chauffage de l'eau, contrairement au mur ou au sol, ont souvent dans leur conception un ventilateur pour l'alimentation en air forcé de l'échangeur de chaleur, ainsi qu'un système de drainage pour collecter et drainer le condensat du corps de l'appareil.
Capacité à contrôler la température
Parfois, surtout au printemps, quand il fait encore froid la nuit et que le soleil commence déjà à se réchauffer sensiblement pendant la journée, le désir surgit périodiquement pour réduire la chaleur provenant du radiateur. Les convecteurs de chauffage à eau sont facilement réglables en puissance. Lorsque l'approvisionnement en liquide de refroidissement du convecteur est bloqué, il se refroidit assez rapidement, ce qui est dû au petit volume d'eau à l'intérieur par rapport au radiateur. Tout ce dont vous avez besoin pour maintenir la température dans la pièce à un niveau donné est un équipement de convecteur avec des vannes de contrôle mécaniques ou électroniques.
Vannes de régulation de température mécanique.
Vannes thermostatiques électroniques.
La vanne thermostatique à installer doit avoir un débit élevé afin qu'aucune résistance hydraulique significative ne soit créée à l'entrée.Certains fabricants de convecteurs équipent initialement leurs produits de raccords thermostatiques. Si l'appareil que vous avez acheté n'est pas équipé d'une vanne thermostatique, vous pouvez l'acheter et l'installer vous-même.
Vous pouvez régler la température ambiante manuellement. Certains modèles de convecteurs ont un registre que l'utilisateur peut, s'il le souhaite, tourner et bloquer le passage de l'air chauffé.
Possibilité d'application pour refroidir la pièce
Le convecteur peut être appelé équipement climatique universel, car à différentes saisons, il peut effectuer différentes tâches: en hiver - réchauffer, en été - refroidir. Certes, tous les appareils ne sont pas adaptés au refroidissement, les fabricants indiquent généralement la disponibilité de cette fonctionnalité dans l'un ou l'autre de leurs modèles. Il convient de garder à l'esprit que les convecteurs génèrent un froid bien pire que la chaleur, donc lors du calcul de la puissance de l'appareil, vous devez vous fier à vos besoins en froid, car il n'est pas difficile de réduire la puissance de chauffage, comme vous le savez déjà.
Pour que votre convecteur ne commence pas à se réchauffer, mais pour refroidir l'air dans la pièce, vous devez le vider, le remplir de liquide spécial et le connecter au refroidisseur. Cependant, il existe des modèles dans lesquels la transition d'un mode à l'autre est beaucoup plus simple et plus rapide. Il y a immédiatement deux circuits non connectés: l'un pour le liquide de refroidissement, l'autre pour le réfrigérant. Pour changer le mode de fonctionnement, il vous suffira de désactiver la circulation du fluide dans un circuit et de l'activer dans un autre.
Et quelques commentaires concernant la possibilité d'utiliser ce type d'équipement climatique pour refroidir la pièce. Rappelant le principe de fonctionnement du convecteur, vous comprendrez qu'en mode naturel il n'est pas en mesure de travailler sur le refroidissement. C'est pourquoi tous les modèles conçus pour fonctionner en deux modes sont équipés de ventilateurs. De plus, le ventilateur contribue à réduire la quantité de condensat formé sur l'échangeur de chaleur pendant le refroidissement du convecteur.
Avantages et inconvénients des convecteurs d'eau devant les radiateurs conventionnels
Vous avez beaucoup appris par vous-même sur les convecteurs d'eau, mais très probablement, cela ne vous suffira pas pour comprendre si vous avez personnellement besoin d'un tel appareil de chauffage. Pour vous aider à faire un choix (qu'il soit positif ou négatif), nous comparons les convecteurs à eau avec des radiateurs conventionnels, familiers et familiers.
+ Avantages des convecteurs de chauffage de l'eau
- Les convecteurs se réchauffent plus rapidement à la puissance nominale. La raison en est assez simple: le volume interne des tuyaux du convecteur est assez petit, ce qui fait que le taux de circulation du liquide de refroidissement dans le système est plus élevé. Les convecteurs se chauffent non seulement plus rapidement, mais chauffent également la pièce plus rapidement, ce qui est grandement facilité par la conductivité thermique élevée des plaques nervurées.
- Les convecteurs ne nécessitent pas une température de liquide de refroidissement élevée: pour un chauffage efficace de la pièce, il suffit que l'eau du système soit chauffée à 50-60 ° C. Il en résulte que la consommation d'énergie pour chauffer le liquide de refroidissement dans un système de chauffage à convecteurs est moindre que dans un système à radiateurs.
- Les convecteurs, contrairement aux radiateurs, sont capables de créer un rideau thermique efficace, coupant les flux d'air froid entrant dans la pièce par les fenêtres. Windows ne s'embue pas ni ne se fige.
- La congestion de l'air dans les convecteurs de chauffage de l'eau est une rareté.
- En raison du faible poids des convecteurs, il est possible de les installer même sur des cloisons légères faites, par exemple, de cloisons sèches. Dans le cas des radiateurs, notamment en fonte, cela ne peut même pas être pensé.
- Les convecteurs ne constituent pas un danger pour les petits enfants: la surface du corps ne chauffe pratiquement pas, ce qui signifie qu'il n'y a aucune chance de se brûler.
- L'installation cachée de convecteurs de sol, dans laquelle ni les tuyaux ni les appareils de chauffage ne sont visibles, est un vieux rêve de nombreux concepteurs de pièces, qui s'est finalement réalisé.
- Inconvénients des convecteurs de chauffage de l'eau
- Les convecteurs ne peuvent être utilisés que dans des pièces avec une ventilation naturelle. La prise d'air d'une pièce à ventilation forcée est généralement effectuée près du plafond. Cela signifie que tout l'air chaud créé par le convecteur sera évacué, c'est-à-dire que le chauffage fonctionnera au ralenti.
- En raison de la répartition inégale des flux d'air provenant du convecteur, le tirage est possible.
- Ce radiateur facilite la circulation de la poussière dans la pièce, déplacée par les flux d'air de convection.
