Optimisez la température des émetteurs

Calculez la puissance des émetteurs de chaleur

Avant de conclure ce point sur les régimes de température, il est essentiel d’analyser un dernier paramètre : la puissance des émetteurs de chaleur. Vous êtes, à ce stade, en mesure d’identifier la puissance maximale de la chaudière ainsi que son régime de température. Il est à présent primordial de déterminer la puissance des émetteurs installés.

Cependant, avant d’effectuer ce calcul, une dernière notion doit être abordée : le Delta T (ΔT). Le Delta T (ΔT) est essentiel pour évaluer le fonctionnement d’un système de chauffage, en particulier lorsqu’on analyse la puissance des radiateurs. Elle permet de comprendre comment la température de l’eau influence la capacité d’un radiateur à chauffer une pièce.

Par exemple : si une chaudière envoie de l’eau à 75°C, que l’eau revient à 65°C, et que la température ambiante est de 20°C :

 $\$\backslash (\backslash Delta\; T\; =\; \backslash frac\{75\; +\; 65\}\{2\}\; -\; 20\; =\; \backslash frac\{140\}\{2\}\; -\; 20\; =\; 50\backslash ,K\backslash )\$$ 

Une fois le régime de température utilisé par le client identifié (prenons l'exemple d'un régime de 75/65°C pour une température ambiante de 20°C), analysez le type de radiateurs installés en observant : 

• leur matériau, 

• leur configuration (nombre d’éléments, dimensions) 

• et leurs dimensions. 

Ensuite, il suffit de se référer à la documentation technique d’un modèle similaire afin d’estimer rapidement la puissance des émetteurs en place.

Avant d’illustrer ces notions par un exemple, faisons un point sur les matériaux et leur configuration.

Observez les matériaux des émetteurs

Les matériaux désignent la nature des émetteurs de chaleur, c’est-à-dire la matière dans laquelle ils sont fabriqués. Il existe principalement trois types de radiateurs : en fonte, en acier et en aluminium. Ce point a déjà été abordé précédemment.

La configuration fait référence aux éléments qui composent le radiateur et influencent son fonctionnement.

Prenons l’exemple des radiateurs en acier. À première vue, lorsqu’on les observe de face, ils présentent une surface plane et uniforme. Toutefois, en s’approchant, on peut constater qu’ils ont une épaisseur plus ou moins importante. Cette épaisseur est déterminée par le nombre de panneaux qui constituent le radiateur.

Distinguez les types de configuration

On distingue généralement trois types de configurations de radiateurs en acier :

1. Radiateur simple panneau (Type 11) : une seule paroi chauffante avec un système d’ailettes.

2. Radiateur double panneau (Type 21 ou 22) : deux parois chauffantes, avec un ou deux systèmes d’ailette.

3. Radiateur triple panneau (Type 33) : trois parois chauffantes, avec 3 systèmes d’ailettes.

Pour finir, il ne vous reste plus qu’à relever les dimensions de l’émetteur et à consulter une notice constructeur afin d’en déterminer la puissance.

Pour vous aider à rendre les choses plus concrètes, voici un exemple d’application :

• Régime de température chauffage de 75/65°C pour une température ambiante de 20°C – (ΔT  50K)

• Sur site, vous identifiez un radiateur en acier de type 22, mesurant 1 000 mm (1 mètre) de long et 700 mm (0,7 mètre) de haut.

• Vous consultez la notice technique des radiateurs ARTIS.

• Vous vous référez à la page des puissances pour un ΔT de 50K.

• Dans le tableau, vous recherchez la ligne correspondant à la longueur et à la hauteur relevées.

• Enfin, en croisant ces informations avec le type d’émetteur (Type 22), vous obtenez la puissance restituée du radiateur.

Un radiateur en acier dans les conditions cité précédemment aura une puissance chauffage d’environ 1916W.

Comprendre la relation entre la puissance de production de chauffage et la capacité des émetteurs à restituer cette puissance est fondamental pour garantir l’adéquation du système de chauffage aux besoins réels du logement.

En déterminant la puissance maximale de la chaudière ainsi que la puissance totale restituable par les émetteurs, il devient possible d’évaluer immédiatement si le système de chauffage est bien dimensionné.

Par exemple :

• La chaudière du client a une puissance maximale de 28 kW.

• La puissance totale des radiateurs est de 19 kW.

• Cela signifie que, même si la chaudière est capable de produire 28 kW, elle ne pourra jamais fonctionner à pleine charge puisque les émetteurs ne peuvent restituer que 19 kW.

Régulez les émetteurs de chaleur

Chaque émetteur (radiateur, plancher chauffant…) possède un système qui permet d’ajuster la quantité de chaleur qu’il diffuse dans la pièce. Ce système contrôle le débit d’eau chaude circulant dans l’émetteur : plus l’eau circule, plus l’émetteur restitue de la chaleur.

On distingue trois principaux types de régulation des émetteurs :

• Les têtes manuelles ;

• Les têtes thermostatiques ;

• Les têtes thermostatiques connectées.

Les têtes manuelles

Les têtes manuelles sont des dispositifs simples installés sur les radiateurs. Elles fonctionnent comme des robinets : l’utilisateur ouvre ou ferme la tête pour régler la chaleur diffusée. Ainsi, si vous ouvrez complètement la tête, l’eau chaude circule librement dans le radiateur et la pièce chauffe d’avantage, à l’inverse, si vous la fermez, le débit d’eau diminue et le radiateur chauffe moins. 

Toutefois, ce système de régulation est dépassé. En effet, les têtes manuelles ne prennent pas en compte la température de la pièce. Cela signifie que même si la pièce est déjà chaude, l’eau continue de circuler dans le radiateur, ce qui va entraîner une surchauffe et un inconfort thermique des occupants. De plus, puisque le système n’est pas régulé cela va entraîner une consommation énergétique excessive, donc une facture de chauffage plus élevée.

Les têtes manuelles peuvent être installées aussi bien sur les radiateurs que sur les nourrices des planchers chauffants. 

Toutefois, le rôle des têtes manuelles diffère légèrement selon l’application : 

• sur un radiateur, la tête manuelle permet de réguler le débit d’eau chaude afin d’ajuster la température de l’émetteur. 

• sur une nourrice de plancher chauffant, elle sert également à équilibrer le réseau hydraulique en limitant le débit de chaque boucle.

Les nourrices de plancher chauffant sont équipées de débitmètres, généralement placés sur le circuit de retour, permettant de visualiser la répartition des débits entre les différentes boucles. Ces débitmètres offrent ainsi un indicateur précis des déséquilibres éventuels et facilitent les ajustements en temps réel. 

Malgré cette différence d’usage, les têtes manuelles jouent, dans les deux cas, un rôle de limitation du débit. Toutefois, leur réglage et leur ajustement nécessitent une intervention manuelle de l’utilisateur pour assurer une répartition optimale de la chaleur.

Les têtes thermostatiques

Les têtes thermostatiques ont le même rôle que les têtes manuelles, mais elles sont plus efficaces car elles s’ajustent automatiquement en fonction de la température de la pièce. En effet, à l’intérieur de la tête thermostatique, il y a un élément sensible à la température (un liquide, un gaz ou de la cire). Cet élément se dilate ou se contracte en fonction de la chaleur ambiante, ce qui ajuste automatiquement le débit d’eau chaude dans le radiateur. Ainsi, si la pièce est trop chaude, la tête réduit l’arrivée d’eau pour éviter la surchauffe et à l’inverse, si la pièce est trop froide, elle laisse passer plus d’eau chaude pour réchauffer l’espace. 

Les têtes thermostatiques sont graduées, et chaque position correspond approximativement à une température ambiante cible. Elles permettent ainsi de maintenir une température de confort adaptée à chaque pièce. Vous trouverez ci-dessous les températures de consigne généralement associées à chaque niveau de réglage.

Ce mécanisme présente ainsi de nombreux avantages mais aussi ses limites :

Les têtes thermostatiques connectées

Les têtes thermostatiques connectées sont une version améliorée des têtes thermostatiques classiques. Elles permettent un réglage plus précis et peuvent être contrôlées à distance via une application mobile.

Leur fonctionnement est le suivant, contrairement aux modèles classiques, ces têtes ne réagissent pas avec un fluide thermosensible, mais grâce à une sonde électronique qui mesure précisément la température de la pièce. 

L’utilisateur peut régler la température exacte souhaitée directement sur la tête thermostatique ou via une application mobile (en fonction des modèles). Certaines têtes thermostatiques connectées peuvent adapter la température automatiquement en fonction des horaires, de la météo ou de la présence des occupants.

Cette technologie présente ainsi de nombreux avantages mais aussi quelques contraintes :

Cependant, cette solution présente une limite dans ce contexte : la particularité d’un plancher chauffant est de chauffer l’ensemble du sol, qui restitue ensuite progressivement la chaleur à la pièce.

En raison de son inertie thermique, même si la température souhaitée est atteinte et que le débit d’eau est réduit dans la boucle concernée, le sol continuera à diffuser de la chaleur tant que celle-ci n’aura pas été totalement dissipée. Cela induit un certain décalage entre l’ajustement du débit et l’impact réel sur la température ambiante, une latence qu’il est essentiel de prendre en compte dans la gestion du confort thermique.

En résumé

• Déterminez la puissance réelle des émetteurs selon leur matériau, dimensions, type et régime de température.

• Calculez le Delta T (ΔT) pour évaluer l’écart entre eau de chauffage et température ambiante.

• Comparez la puissance de la chaudière à celle des émetteurs pour vérifier le bon dimensionnement du système.

• Préférez les têtes thermostatiques (classiques ou connectées) aux têtes manuelles, obsolètes et non régulées.

• Utilisez les têtes connectées pour plus de précision, mais tenez compte des limites liées à l’inertie des planchers chauffants.

Vous venez découvrir les différents dispositifs de régulation spécifiques aux émetteurs de chaleurs mais il existe d’autres systèmes de régulation. Découvrons-les au chapitre suivant.