Calculer les pertes au dos

[26 Mar 2018, 11:38]

Bjr,

L'efficacité énergétique d'un chauffage électrique s'examine à l'émission de chaleur et se traduit par la part de chaleur émise par l'émetteur qui participe utilement au confort des occupants. Le rendement d'un émetteur de chaleur à effet joule est de 100% mais son efficacité énergétique est dégradée par
- le manque d'homogénéité de la température ambiante,
- la stratification verticale,
- la fluctuation autour de la consigne,
- et les pertes à l'arrière de l'émetteur.

Je fais suite aux discussions sur la nécessité ou non d'isoler les parois (mur, sol) à l'arrière des émetteurs de chaleur. Dans les constructions neuves soumises à la RT2012-RT2015, l'isolation des parois est très renforcées, surtout pour le choix du chauffage électrique qui doit consommer 2,58 fois moins de Kw.H électriques qu'une installation de chauffage au gaz ou au fioul. Mais en rénovation certains installent des PRE sans se soucier de l'isolation qui peut être 10 voire 20 fois moins efficace pour les maisons construite avant 1974.

J'ai trouvé plusieurs études RT2012 qui montrent que la perte d'énergie au dos du plancher chauffant représente entre 3 % et 10 % de la puissance du chauffage selon les matériaux utilisés. La moyenne se situant vers 5 %. La perte est bien contenue mais requiert 2 couches isolante : sous la dalle de béton 3 m².K/W et sous les trames chauffantes 2 m².K/W.

Dans un 1er temps, je vais présenter la méthode de calcul simplifiée appliquée au PRE d'une construction RT2012. Ensuite, à partir de différents scénario et des coefficients de résistance thermique de matériaux de constructions anciennes, je proposerais différentes estimations des déperditions. L'idée de faire ce calcul m'est venu à la vue de vidéo d'installateurs qui posent des trames électriques directement sur un carrelage sans l'isoler !

La RT2012 a prévu d'intégrer la perte au dos des émetteurs intégrés au bâti. Les logiciels se basent sur la méthode calcul Th-B-C-E définie par la loi. Pour les panneaux, radiateurs etc... Je n'ai pas trouvé de calcul précis, mais il existe une valeur par défaut (mur extérieur ou mur intérieur, perte pas perte).

Pour les planchers chauffants, la perte de chaleur est prise en compte quand le plancher donne sur une pièce non chauffée et pour les rez-de-chaussée. C.a.d lorsque le PRE donne sur un vide sanitaire ou sur un sol. Les moteurs de calcul permettent de renseigner le type de sol (sable, argile, roche dure).

La suite arrive ...

[28 Mar 2018, 15:02]

La méthode d'estimation des pertes est simple à comprendre, et peut s'appliquer pour les autres émetteurs intégrés au bâti, plafonds et murs chauffants : faire le rapport entre la somme des résistances thermique mises en jeu et la somme des résistances thermiques qui donne sur l'extérieur. Le résultat donne les parts de chaleur (ou de puissance) qui sont perdues au dos, et qui participent au chauffage, exprimées en pourcentage.

Le moteur de calcul officiel est plus précis car il utilise la température extérieure (Température de base) et la température intérieure désirée. Deux valeurs ont une influence sur le transfert de chaleur de chaque côtés du plancher chauffant.

La méthode simplifiée utilisée des valeurs normalisée fournies par les règles TH-U : Les résistances thermiques d'échange superficiel RSI et RSE.



Selon l'orientation de la surface chaude, la convection est plus ou moins forte ce qui explique que la résistance soit différente. Pas de différence pour l'orientation de la RSE. Qui a une explication ?

Il faut connaître ou prendre une valeur estimée de la résistance thermique des différents matériaux : chape, dalle, revêtement, et couches d'isolant.

1/ Calculer la résistance totale : RT = RSI + Rs + Rc + Ric + Rd + Rid + RSE
Rt est la somme de toutes les résistances thermiques qui s'opposent à l'émission de la chaleur dans les 2 directions.


Résistance superficielle d'échange avec l'environnement intérieur RSI
Revêtement du sol, parquet, carrelage : Rs
Chape de englobant l'élément chauffant (ravoirage) : Rc
Isolant thermique : Ric
Dalle de béton : Rd
Isolant thermique : Rid
Résistance superficielle d'échange avec l'environnement extérieur RSE


2/ Calculer la résistance vers l'intérieur RI = RSI + Rs + Rc

3/ Faire le rapport entre RT et RI exprimé en pourcentage : Pertes au dos = (RI / RT) x 100

[28 Mar 2018, 17:53]

Un bon croquis vaut mieux qu'un long discours.

[29 Mar 2018, 14:33]

D’où la nécessité de ne pas s'aventurer dans la pose d'un PRE sans bien connaitre l'existant et/ou les possibilités de renforcer l'isolation. L'épaisseur d'un plancher chauffant hydraulique traditionnel se situe entre 10 et 20 cm. En électrique, des techniques plus minces sans enrobage sont possibles mais un isolant d'au moins 5 cm d'épaisseur est indispensable sur le sol porteur.

Pour ce qui est connu des pertes au dos des radiateurs, les données du tableau ci-dessous ont été publiées par un groupe de recherche de l'Ademe dans les années 90.