Chauffage électrique dans une maison individuelle : aperçu des meilleurs types de systèmes de chauffage électrique

Le choix du système de chauffage est une question clé dont dépendent le confort de vie et la préservation des finances du propriétaire. En examinant les différentes options, il convient de s'intéresser au chauffage électrique dans une maison individuelle, d'évaluer ses avantages et ses inconvénients, afin de le comparer à d'autres propositions.

Les systèmes modernes alimentés par l'électricité sont très variés. Loin de tous consommer une quantité excessive d'électricité. Examinons chacun d'eux en détail.

Pourquoi choisir le chauffage électrique ?

On considère généralement que le chauffage domestique par des systèmes électriques est trop coûteux. C'est pourquoi leurs avantages ne sont pas vraiment pris en compte.

Les systèmes de chauffage électrique font partie des plus écologiques. Ils ne produisent aucune émission dans l'atmosphère.

C'est totalement faux, car les systèmes électriques présentent de nombreux avantages significatifs qui les distinguent avantageusement des autres types de chauffage :

• Sécurité. L'équipement ne fonctionne pas avec une flamme nue ni des substances explosives, contrairement à d'autres appareils de chauffage. Un câblage de bonne qualité constitue une protection fiable contre les risques d'incendie.
• Simplicité de gestion et d'entretien. Les systèmes automatiques régulent le fonctionnement de l'équipement, ce qui nécessite une intervention humaine minimale. Il n'y a pas d'éléments nécessitant un remplacement ou un nettoyage réguliers.
• Entièrement écologique. En fonctionnement, le système n'émet pas de substances toxiques, il peut donc être installé dans n'importe quelle pièce.
• Aucun besoin de stocker du combustible. Par conséquent, aucun local spécial pour entreposer des matériaux inflammables n'est nécessaire.
• Compacité. La plupart des équipements sont de petite taille. La variété des designs permet de choisir facilement un modèle adapté à tout style d'intérieur.
• Coût abordable. Par rapport aux appareils de chauffage d'autres types, le prix de ces équipements est nettement inférieur.

Parmi les inconvénients majeurs des systèmes électriques, outre le coût relativement élevé de l'électricité, il faut noter, pour être juste, la dépendance énergétique totale de l'équipement.

Cela signifie qu'en cas de coupure de courant, tous les appareils cesseront de fonctionner, ce qui sera particulièrement visible dans les zones sujettes à des pannes fréquentes. De plus, pour un fonctionnement ininterrompu de l'équipement, un réseau électrique puissant sera nécessaire, ce qui n'est pas disponible partout.

Pour mettre en place un chauffage à eau avec une chaudière électrique, on choisit uniquement un système fermé équipé d'un vase d'expansion à membrane, qui permet de réguler la pression dans le système.

Chauffage à eau avec chaudière électrique

Il s'agit d'un système standard avec un fluide caloporteur liquide circulant dans le circuit de chauffage. Sa principale différence réside dans le fait que le chauffage du fluide caloporteur est assuré uniquement par l'utilisation d'une chaudière électrique.

De ce fait, un tel système présentera certaines particularités. Tout d'abord, il ne peut être que de type fermé et doit être équipé d'un vase d'expansion à membrane.

Sinon, on ne pourra pas éviter une répartition inégale de la chaleur dans les pièces, des pertes de vitesse et de puissance d'échange thermique, ce qui entraînera une surconsommation d'électricité et, par conséquent, des dépenses injustifiées. Pour ces mêmes raisons, il est déconseillé d'installer un système à circulation naturelle.

L'option optimale est la circulation forcée du fluide caloporteur, ce qui permettra d'économiser au maximum l'électricité. Pour fonctionner avec un tel système de chauffage, on peut utiliser trois types de chaudières électriques. Examinons les avantages et les inconvénients de chacun d'eux.

Chaudières avec résistances de type TEN

Dans chacun de ces appareils, on installe des résistances chauffantes. Ce sont des éléments chauffants fonctionnant sur le principe du chauffage résistif d'un conducteur traversé par un courant électrique.

Étant donné qu'elles doivent fonctionner dans un liquide, les appareils sont en outre dotés d'une protection sous forme d'un boîtier étanche et d'une isolation fiable. Par conséquent, la puissance des résistances chauffantes est quelque peu réduite.

La figure présente la structure d'une chaudière électrique avec un élément chauffant à résistance.

En conséquence, le rendement de chaque chauffage de ce type ne dépasse pas 80. Par conséquent, pour que les chaudières de ce type chauffent le caloporteur à la température souhaitée, il faut soit augmenter le nombre de éléments chauffants, soit installer des chauffages de plus grande puissance.

Dans tous les cas, les pertes d'énergie sont inévitables, ce qui affecte négativement le rendement énergétique de ce type d'appareils. Le plus souvent, les fabricants installent 3 à 4 résistances chauffantes dans une même chaudière. Différents modes de fonctionnement de l'appareil sont prévus. En fonction de cela, tous les éléments chauffants, un seul d'entre eux ou des groupes d'éléments peuvent être mis en service.

La puissance des chaudières électriques de type à résistances varie de 3 à 50 kW. Les modèles les plus puissants sont conçus pour être connectés à un réseau triphasé, les moins puissants peuvent fonctionner sur un réseau monophasé.

La disposition des résistances chauffantes dans l'appareil peut être différente, ce qui affecte leur apparence. Elles peuvent être fabriquées sous forme de cylindres avec des éléments chauffants « cachés » à l'intérieur et un bloc de commande logé dans un boîtier séparé, ou avoir une forme rectangulaire classique avec des organes de commande intégrés au boîtier.

Le coût des chaudières de ce type est très faible, ce qui est dû à leur manque d'efficacité énergétique.

Au cours de l'utilisation, la surface de la résistance chauffante se recouvre de tartre et de dépôts de sels, ce qui nécessite son remplacement régulier.

Les dispositifs à résistance chauffante présentent également d'autres inconvénients. Tout d'abord, la durée de « vie » de l'élément chauffant est courte. Au cours de l'utilisation de l'appareil, il se recouvre de dépôts de sels et tombe en panne.

Par conséquent, un remplacement régulier des éléments chauffants est nécessaire pour cet appareil. Un autre « inconvénient » est que lors du démarrage de l'équipement avec une petite quantité de caloporteur ou en son absence, les chauffages tombent en panne.

Chaudières à électrodes (principe de fonctionnement par électrodes)

Le principe de fonctionnement de l'appareil est fondamentalement différent de celui des modèles à résistance. Pour produire de la chaleur, on utilise des oscillations de fréquence dans le réseau alternatif, qui à leur tour provoquent des oscillations des ions présents dans l'électrolyte, ce qui entraîne son échauffement rapide.

Le chaudière elle-même se compose d'un corps avec deux électrodes immergées dans le caloporteur, dont le rôle est joué par un liquide conducteur ou un électrolyte. Le plus souvent, on utilise à cet effet un antigel d'une marque ou d'une autre.

Les appareils à électrodes se distinguent avantageusement par leur compacité et leur faible poids, tout en offrant une puissance de chauffage élevée. Ces chaudières peuvent être installées en groupes, en mettant en service un ou plusieurs appareils à la fois selon les besoins. Un autre avantage de l'équipement à électrodes réside dans son insensibilité quasi totale aux fluctuations de tension du réseau.

Les chaudières à électrodes sont très compactes, ce qui les distingue avantageusement des analogues de type à résistance.

La plage de fluctuations qui leur est sûre est de 15 à 20 %, ce qui est assez important. Cependant, la stabilité de la fréquence du courant alternatif est très importante pour ces appareils. Les chaudières à électrodes sont totalement ignifuges car un tel appareil ne peut pas surchauffer, et en l'absence de caloporteur, il ne s'allume tout simplement pas.

L'appareil chauffe très rapidement. En termes d'économie, il surpasse de 20 % l'analogue à résistance, c'est-à-dire que son rendement est d'environ 98 %. De plus, sa productivité peut être augmentée.

Ceci est obtenu en reliant l'appareil avec des tuyaux métalliques. Ainsi, la zone d'ionisation du caloporteur est considérablement élargie, ce qui produit l'effet d'augmentation de la productivité. Le coût des chaudières à électrodes est faible. C'est pourquoi, lorsque cet équipement est apparu, il était considéré comme un appareil de chauffage presque idéal.

Cependant, des inconvénients sont apparus au cours de l'exploitation. Il s'agit tout d'abord de la puissance instable de l'appareil.

Celle-ci dépend fortement de la composition chimique du liquide conducteur et de sa température, car même de légers écarts modifient la conductivité électrique de la solution, ce qui entraîne des variations de l'intensité du chauffage. De plus, le système à électrodes se prête très mal au contrôle et aux réglages automatiques.

Les chaudières à électrodes peuvent être installées en groupes, ce qui offre une grande commodité d'utilisation.

Pour les chaudières de ce type, la composition et la pureté du caloporteur sont extrêmement importantes. En cas de non-respect des proportions de la solution ou de sa contamination, tous les avantages d'un tel système disparaissent. Par conséquent, au moins une fois par an, il est nécessaire de procéder à une correction de la composition chimique de l'électrolyte.

À la même fréquence, il faudra nettoyer l'échangeur de chaleur et tout le système de chauffage des dépôts de sel, qui s'accumuleront assez rapidement. Une condition obligatoire pour le raccordement d'un système de chauffage électrique de type à électrodes est la présence d'un circuit de terre.

Ainsi, bien que ces appareils de chauffage soient plus économiques que leurs équivalents à résistance, ils ne sont pas particulièrement demandés. Un nombre assez important d'inconvénients rendent leur utilisation pour le chauffage d'une maison individuelle peu pratique.

Chaudières de chauffage de type induction

Ce sont les représentants les plus perfectionnés des systèmes de chauffage électrique. Ces appareils sont basés sur le principe de l'induction électromagnétique. Tout se passe de la manière suivante : on fait passer un courant électrique dans l'enroulement primaire situé dans le cœur de l'appareil.

Il induit une tension dans l'enroulement secondaire, situé plus près du boîtier de l'appareil. Celui-ci représente un système labyrinthique de tubes dans lequel circule le fluide caloporteur.

La figure représente schématiquement une chaudière à induction et son principe de fonctionnement.

Lors de la fermeture du circuit secondaire, un échauffement résistif du conducteur se produit, et par conséquent du fluide caloporteur. Il n'y a aucune perte d'énergie, donc le rendement d'un tel système est de près de 100 %.

Le chauffage du liquide se fait très rapidement et uniformément. Les chaudières à induction sont très économiques. Ce chiffre est encore augmenté par l'auto-induction du système, qui est liée à une puissance réactive supplémentaire.

Elle est produite par les courants qui traversent le circuit fermé secondaire. Les valeurs de la puissance supplémentaire ainsi générée sont assez importantes. Une variante de la chaudière à induction fonctionne un peu différemment : le réchauffeur à induction vortex, ou VIN.

La tension qui est préalablement convertie en haute fréquence est appliquée à son enroulement primaire. Ainsi, l'intensité du champ électromagnétique augmente brusquement.

Qu'est-ce qui donne une augmentation tout aussi rapide de l'intensité du courant généré par ce champ ? La particularité de la chaudière VIN est qu'elle n'a pas d'enroulement secondaire. À la place, toutes les surfaces métalliques de l'équipement sont utilisées.

Elles sont spécialement fabriquées à partir de matériaux aux propriétés ferromagnétiques prononcées. L'apparition de courants de Foucault entraîne une réaimantation, ce qui provoque un échauffement puissant et quasi instantané des alliages ferromagnétiques.

Les chaudières à induction sont compactes mais ont un poids important

Par conséquent, presque tous les éléments massifs du boîtier participent au processus d'échange thermique, ce qui permet d'obtenir un rendement très élevé, proche de 100 %. Les chaudières à induction des deux types se caractérisent par un poids important et des dimensions relativement petites. Elles peuvent être installées individuellement ou en groupes, ces dernières offrant des avantages significatifs pour l'organisation du chauffage du bâtiment.

Une chaudière de type à induction pour aménager une datcha ou une petite maison individuelle peut être fabriquée de ses propres mains. Le guide d'assemblage de la chaudière à induction, présenté dans l'article que nous recommandons, vous aidera à choisir l'option optimale et à construire correctement l'appareil.

Parmi les avantages des chaudières à induction, on peut citer un chauffage rapide, presque instantané. L'équipement est facile à régler, c'est pourquoi des blocs de commande automatique y sont installés, offrant des réglages précis. En matière de sécurité électrique et incendie, ces appareils sont les plus sûrs par rapport à leurs homologues d'autres types.

Le rendement élevé des appareils à induction ne diminue pas même après une longue utilisation. Cela est dû au fait qu'aucun dépôt de sel ou tartre ne s'accumule à l'intérieur de l'appareil. Ces dépôts sont éliminés par les micro-vibrations à haute fréquence qui accompagnent le fonctionnement de l'équipement. Pour la même raison, il n'y a pas d'exigences particulières quant à la composition chimique du caloporteur. Les chaudières y sont insensibles.

L'utilisation de chaudières à induction permet une économie d'électricité de l'ordre de 40% par rapport à l'utilisation de chaudières électriques d'autres types

Un autre avantage est la longue durée de vie des chaudières à induction. Sans exagération, elle peut se compter en dizaines d'années. Cela s'explique par le fait que l'équipement n'a tout simplement pas de composants vulnérables. Le contact de la partie électrique de l'appareil avec le caloporteur est totalement absent.

Des problèmes ne peuvent survenir qu'au niveau des soudures, qui durent généralement très longtemps. Le principal avantage de ce type d'équipement réside dans son efficacité économique.

La pratique montre qu'il permet d'économiser jusqu'à 40% d'électricité par rapport à ses homologues à résistance et à électrodes. Parmi les inconvénients, il faut noter un léger bruit vibratoire émis par les chaudières en fonctionnement.

Leur poids important nécessite de l'attention lors de l'installation, surtout si l'appareil est fixé au mur. Un autre inconvénient est le coût assez élevé des appareils à induction.

Équipement de chauffage infrarouge

Pour chauffer votre maison de campagne à l'électricité, vous pouvez utiliser des systèmes modernes de chauffage infrarouge. Leur fonctionnement repose sur le principe de transmission d'énergie par ondes sur une certaine distance.

Tout se passe comme suit. L'émetteur convertit l'énergie électrique en une onde infrarouge et la transmet. Les ondes se déplacent jusqu'à ce qu'elles rencontrent une surface opaque.

La répartition des températures lors de l'utilisation du chauffage infrarouge est bien plus confortable pour l'homme qu'avec les méthodes de chauffage traditionnelles.

Ici, elles sont transformées en énergie thermique, chauffant le corps qui se trouve sur leur passage. L'objet ainsi réchauffé, qu'il s'agisse d'un gros meuble, du sol ou d'un mur, commence à restituer la chaleur dans l'atmosphère, chauffant ainsi l'air de la pièce.

Ainsi, le chauffage de la pièce est aussi uniforme que possible, les températures étant réparties de la manière la plus confortable pour l'homme. Il n'y a pratiquement aucune perte d'énergie, ce qui explique le rendement élevé des radiateurs infrarouges.

Ils sont disponibles en différentes versions. Le film infrarouge spécial avec des émetteurs en carbone scellés à l'intérieur est particulièrement populaire. Il est utilisé pour l'installation d'un système de plancher chauffant, peut être appliqué au plafond et aux murs. Le film est recouvert de n'importe quel matériau de finition, ce qui n'affecte pas ses propriétés.

L'épaisseur du film infrarouge est faible, il est invisible sous n'importe quel revêtement. Le système est résistant à l'humidité et aux charges dynamiques. Il peut être démonté et réutilisé.

Vous pouvez trouver dans le commerce des radiateurs infrarouges, à la fois ordinaires et sous forme de plaques de différentes tailles. Ils sont également conçus pour être fixés aux murs ou au plafond. Cependant, dans ce cas, il s'agit plutôt d'un chauffage d'appoint que d'un chauffage principal.

En matière d'efficacité énergétique, l'équipement infrarouge surpasse tous les systèmes de chauffage électrique connus. Cela s'explique par le fait qu'il parvient à chauffer très rapidement la pièce, après quoi le bloc de commande automatique allume/éteint périodiquement l'appareil, maintenant ainsi la température souhaitée.

Parmi les inconvénients des systèmes infrarouges, on peut citer la directionnalité stricte du chauffage. L'appareil ne chauffe que la zone située devant lui. C'est pourquoi, par exemple, le film infrarouge est installé sur tout le pourtour du sol ou du plafond.

Un autre inconvénient – le coût assez élevé d'un tel équipement, surtout si vous devez acheter du matériel pour installer un plancher chauffant ou un système PLEN pour le plafond. Cependant, il faut admettre que de tels investissements sont assez rapidement amortis.

Les radiateurs infrarouges modernes peuvent être réalisés sous forme de panneau décoratif

Convecteurs électriques chauffants

Le fonctionnement de ces appareils ressemble à celui des radiateurs de chauffage. Ils chauffent également et transmettent la chaleur à l'air ambiant. La différence réside dans le fait que les convecteurs ne contiennent pas de fluide caloporteur. Par conséquent, les systèmes de tuyaux d'alimentation/d'évacuation ne sont pas nécessaires.

À la place, des éléments chauffants (TÉN) sont situés à l'intérieur de l'appareil et chauffent sa surface. La partie inférieure de l'appareil est destinée à aspirer l'air froid.

Il pénètre à l'intérieur du convecteur à travers un grillage spécial. En se réchauffant au contact du TÉN, l'air s'élève et sort par la grille supérieure.

Pendant le fonctionnement de l'appareil de chauffage, un flux ascendant stable d'air chaud est créé, ce qui chauffe la pièce assez rapidement. Pour réguler la température de chauffe, l'équipement est équipé d'un thermostat et peut être doté d'un bloc de commande automatique.

L'article suivant, que nous vous conseillons de lire, vous familiarisera avec les critères de choix d'un convecteur électrique.

Les convecteurs sont extrêmement simples à utiliser et sûrs. L'élément chauffant est situé à l'intérieur du boîtier, tandis que le panneau extérieur chauffe très peu, il est donc impossible de se brûler.

Le schéma illustre le principe de fonctionnement d'un convecteur électrique : les masses d'air froid sont aspirées par l'appareil par le bas et après traitement, elles sont évacuées par le haut.

Les appareils de chauffage sont silencieux et ne causent donc aucune gêne. Il existe différentes variantes de convecteurs, dont des modèles mobiles portables. Il existe des appareils destinés à être installés dans le sol. Ils sont placés sous les fenêtres, devant les portes et à d'autres endroits similaires, où ils créent un rideau thermique efficace empêchant le froid de pénétrer dans la pièce.

Parmi les caractéristiques négatives des convecteurs, on note leur faible puissance. Par conséquent, pour chauffer un bâtiment, il en faudrait un nombre assez important, ce qui représente une charge importante sur le câblage. De plus, l'efficacité énergétique de ces appareils est faible. Ils consomment une assez grande quantité d'électricité.

Variante de convecteur électrique qui s'encastre directement dans le sol

Systèmes électriques de « plancher chauffant »

Leur principe de fonctionnement consiste à utiliser des conducteurs résistifs qui chauffent lorsque le courant électrique les traverse. En substance, le plancher chauffant électrique est un câble chauffant qui peut être à deux conducteurs ou à un seul conducteur, ce qui détermine la méthode de pose.

Il existe des variantes équipées d'une matrice semi-conductrice. Ce sont des câbles dits autorégulants, capables de contrôler la chaleur.

Pour l'aménagement d'un plancher chauffant, on peut utiliser un câble chauffant qui est posé directement dans la chape. Il n'existe pas d'autre option d'installation. Dans ce cas, la chape en ciment devient une sorte d'accumulateur de chaleur.

Une option plus pratique pour l'installation est celle des tapis chauffants électriques. Ils sont constitués du même câble chauffant fixé sur un treillis en fibre de verre.

L'avantage des tapis est qu'ils peuvent être posés non seulement dans la chape. Dans certains cas, par exemple sous un carrelage en céramique, ce système peut être posé directement dans la colle, dont il faudra légèrement augmenter l'épaisseur.

Le principal inconvénient des deux options de plancher câblé est que si l'une des sections du système est endommagée, la partie de la structure située après celle-ci tombe en panne.

Lors de l'installation, le câble chauffant est posé de manière à ce que ses sections ne se touchent pas.

Les tapis chauffants à tiges ne présentent pas cet inconvénient. Ils sont constitués de paires de conducteurs reliés par des tiges disposées en parallèle.

Le système fonctionne selon le principe de l'autorégulation du niveau de chauffe. Les planchers chauffants de tout type sont équipés d'un thermostat qui contrôle le chauffage de l'appareil jusqu'à une certaine température, après quoi l'équipement s'éteint.

L'activation automatique périodique du système n'est effectuée que pour maintenir la température réglée. Ce mode de fonctionnement permet d'économiser de l'énergie électrique, mais ce chauffage reste tout de même assez énergivore.

C'est pourquoi il est le plus souvent utilisé comme système de chauffage d'appoint et pour créer des zones de chaleur particulièrement confortables dans les pièces. Il peut s'agir, par exemple, d'espaces de jeux pour enfants ou du sol de la salle de bain.

Les systèmes à tiges continuent de fonctionner même en cas de défaillance de l'un des éléments.

Les variétés de planchers chauffants électriques utilisées dans la vie quotidienne sont présentées ici. Pour ceux qui souhaitent comparer différentes options de systèmes, évaluer leurs avantages et inconvénients, nous conseillons de lire le contenu de cet article.

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

Une vidéo vous expliquera quelle chaudière électrique choisir pour votre maison :

Examinons les caractéristiques des différents types de planchers chauffants électriques :

Comment fonctionne le chauffage infrarouge :

Les radiateurs à huile, les radiateurs électriques et les équipements similaires peuvent être classés dans la catégorie « d'hier ». Il est pratiquement impossible d'organiser un chauffage complet avec eux. De plus, ils sont très peu économes, donc les factures d'électricité seront tout simplement astronomiques.

Les systèmes de chauffage électrique examinés ci-dessus sont efficaces et peuvent être utilisés pour les maisons individuelles. Il est important de bien isoler le bâtiment, sinon vous devrez payer trop cher pour l'électricité.

Et quel type de systèmes de chauffage électrique utilisez-vous pour améliorer le confort dans votre maison ? Peut-être connaissez-vous des astuces utiles pour choisir et utiliser les équipements de chauffage électrique ? Veuillez écrire des commentaires, laisser des photos sur le sujet de l'article, poser des questions dans le bloc ci-dessous.