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Les radiateurs


Prenons un exemple pour calculer les émissions thermiques totales d'un radiateur (Qt).

La surface d'échange thermique de ce radiateur est de 2,5 m², sa hauteur est de 0,85 m, la température moyenne du fluide caloporteur est de 70 °C et la température du local est de 20 °C :

hr = 0,9 x (343,15 + 293,15) x (343,152 + 293,152) x (5,67051 x 10-8) = 6,614 W/(m².K)

Qr = 2,5 x 6,614 x (70 - 20) = 826,75 W

hc = 5,6 x ((343,15 - 293,15) / (293,15 x 0,85))0,25 = 3,748 W/(m².K)

Qc =  2,5 x 3,748 x (60 - 20) = 468,50 W

Qt = 826,75 + 468,50 = 1295,25 W

Les émissions calorifiques sont caractérisées par un coefficient de transmissions thermiques (K) en W/(m².K). La valeur de ce coefficient est fonction de l'écart moyen des températures (température moyenne de l'émetteur moins la température ambiante du local à proximité de cet émetteur), de ce fait, cette valeur est variable mis à part pour les planchers et plafonds chauffants où elle est supposée constante donc indépendante de cet écart moyen des températures, ce qui est très près de la réalité.

Ci-dessous deux graphiques montrant les valeurs de hc et hr.

Le graphique 1 indique les valeurs des coefficients hr et hc pour une hauteur de radiateur de 1 m

Le graphique 2 indique les valeurs du coefficient hc en fonction de la hauteur du radiateur pour un DeltaT de 50 °C. hc diminue avec la hauteur.

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L'équilibre thermique de l'ensemble local-émetteur, en régime permanant, est donné par la relation suivante :

Q = K x S x (Tm - Ti) = H x (Ti - Te) = D x 1,1628 x (Td - Tr), en W
où :

S est la surface d'échange thermique de l'émetteur, en m². Cette surface est difficile à définir, pour la connaître, il est possible de l'obtenir auprès du fabricant.

H est le coefficient de déperditions thermiques par transmission et par ventilation, en W/K (voir la partie "Déperditions thermiques")

D est le débit de fluide caloporteur, en litres/h. (Pour plus de précision, utiliser le débit en kg/h)

Td est la température du fluide à l'entrée de l'émetteur

Tr est la température du fluide à la sortie de l'émetteur

Te est la température extérieure.

Le coefficient K, pour un DeltaT autre que le DeltaT nominal, est obtenu avec la formule suivante :

K = KN x (DeltaT / DeltaTN)(n - 1), en W/(m².K)

KN est le coefficient K nominal obtenu lors des essais pour déterminer la puissance de l'émetteur. Si on connaît de façon précise la surface d'échange thermique de l'émetteur il est possible d'obtenir le coefficient K nominal de l'émetteur de la façon suivante :

KN
= Q / DeltaTN / S
Q étant la puissance de l'émetteur, en W
DeltaTN est le DeltaT normalisé, actuellement 50 °C.

En prenant le résultat de l'exemple ci-dessus, le coefficient KN est égal à :
KN = 1295,25 / 50 / 2,5 = 10,362 W/(m².K)

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