Les nouveaux convecteurs à inertie
Comme tous les systèmes de chauffage par convection, ce type d'émetteur de chaleur produit essentiellement de l'air chaud qui s'échappe naturellement de l'ouverture supérieure de la cheminée de l'appareil et se répartit dans les volumes du local par un mouvement ascensionnel puis descendant.
A la différence des
anciennes générations de convecteurs sans inertie, ces appareils affichent une efficacité thermique satisfaisante mais leur utilisation est conseillée uniquement pour chauffer les logements bien isolés dont les parois ne sont pas trop froides.
De l'inertie et une régulation à action proportionnelle produisent une chaleur douce et stable diffusée en continu. Bulle d'air chaud autour du convecteur, vagues de chaleur et grandient sol plafond sont fortement réduits.
Ces caractéristiques permettent donc de fabriquer des convecteurs à faibles variations spatiales et temporelles. Il n'en reste pas moins vrai qu'en fonction du bâti, l'absence de rayonnement va nuire au
confort thermique quand les murs sont froids, ce qui oblige à chauffer davantage et augmente la consommation d'électricité. Il convient de différencier ces appareils de chauffage souvent appelés à tord "radiateurs" classés
chaleur douce des autres émetteurs de chaleur à inertie
tels que les radiateurs en fonte d'aluminium dont le taux de transfert par radiation (environ 30%) permet d'équilibrer les échanges radiants avec les parois froides.
C'est l'utilisation d'une régulation évoluée et d'un coeur de chauffe à "inertie pilotée" qui a permis d'améliorer la technologie des convecteurs. Ceux-ci ne chauffent plus par a-coups en produisant de l'air surchauffé. La résistance électrique est moulée dans un élément en fonte de grande taille dont la température est maitrisée par des algorithmes. Une régulation à compensation proportionelle intégrale dérivée est de mise pour équiper le thermostat. Celle-ci module les périodes d'activation de la résistance chauffante en fonction de l'écart de température réduisant ainsi le niveau d'oscillation autour le consigne. Dans la mesure du possible, ce type de convecteur produit un flux d'air chaud constant et régulier, avec un différentiel réduit par rapport à la consigne.
Evolution de l'élément chauffant
Au fil des années et des réglementations thermiques, les fabricants de convecteurs ont amélioré les performances de leurs appareils.
En 30 ans, la résistance chauffante a été revue et corrigée plusieurs fois, d'un simple fil résistif à une résistance noyée dans une large plaque de fonte.
Les objectifs sont multiples : réduire la température de l'air en sortie de grille, les turbulences et la stratification, éliminer les odeurs et les traces de poussières brûlées, les bruits de craquement entre matériaux ayant des coefficients de dilatation thermique trop éloignés, éviter que l'air ne soit assèché.
Les différentes générations de convecteurs ont utilisé des résistances filaires, en épingle, envirolées, blindées, bi-métal à ailettes en aluminium et aujourd'hui, enrobées dans la fonte.
Une des meilleures catégories d'appareils de chauffage électrique mural appelés
double corps de chauffe associe un convecteur inertiel à une façade rayonnante à film résistif. L'électronique utilise alors aux mieux les deux systèmes de transfert de chaleur que sont la convection et la radiation pour optimiser le confort thermique et la réactivité du chauffage.
Un mode de production de chaleur qui reste énergivore
Le phénomène naturel de convection qui provoque la production de chaleur par élévation de l'air qui s'échauffe au contact d'une résistance électrique (effet joule) est dans tous les cas responsable d'un gradient thermique vertical plus ou moins important selon la température d'émission et la hauteur du local à chauffer.
Dans les locaux industriels et tertiaires chauffés par systèmes convectifs, l'homogénéisation de la température de l'air est réalisé par déstratificateur ou brasseur d'air. Dans l'habitat, ces solutions sont déconseillées en raison du bruit et des mouvements d'air qu'elles produisent.
Par rapport aux anciennes générations de convecteurs, les modèles basse température produisent un gradient de température sensiblement inférieur car la température d'émission est abaissée par la régularité de la diffusion due à l'inertie, et une puissance unitaire réduite. La stratification de l'air (écart entre le sol et le plafond) reste inférieure à 2°C pour une hauteur sous plafond de 2,5 mètres, contre 4°C pour les convecteurs sans inertie à régulation électronique.
Il est fréquent d'entendre dire que la consommation des convecteurs est identique à celle des émetteurs radiants. L'étude à l'origine de cette affirmation utilise une sonde de température placée à une hauteur de 1,5 mètre du sol considéré comme point de confort. Dans ces conditions, le thermostat régule la température moyenne du volume. En réalité, la recherche d'un confort équivalent demande souvent d'avantage d'énergie avec un chauffage convectif.
Les avantages des émetteurs convectifs modernes
Les inconvénients des convecteurs
- Manque de confort thermique en présence de parois froides,
- Ne convient pas au logement mal isolé car absence de rayonnement,
- Transfert et stocke la chaleur principalement dans l'air, ce qui est source de déperditions thermiques importantes par les systèmes de ventilation simple flux.