Radiateurs de chauffage sous vide : aperçu des types, règles de sélection + technologie d'installation

Les nouveaux développements visant à économiser les coûts de chauffage de la maison attirent de plus en plus l'attention. Parmi les nouveautés, les radiateurs de chauffage sous vide. Ce sont des batteries ordinaires en apparence, mais complètement différentes par leur principe de fonctionnement.

Ils conviennent aussi bien pour un système de chauffage centralisé que pour un système autonome. Dans cet article, nous vous expliquerons en détail les principes de fonctionnement des radiateurs sous vide, leurs variétés, et nous nous attarderons sur les nuances à prendre en compte lors du choix de radiateurs de chauffage pour votre maison.

Qu'est-ce qu'une batterie sous vide ?

Le radiateur est appelé sous vide parce que l'air a été complètement évacué de la cavité interne de cette structure sectionnelle en acier. Cela a été fait pour réduire la pression.

Dans les sections hermétiquement scellées, on place une substance liquide qui a la propriété de s'évaporer facilement à basse température. Il s'agit généralement soit d'éthanol, soit d'un liquide au bromure de lithium.

En substance, le fonctionnement d'une batterie sous vide repose sur le principe d'un thermosiphon biphasé hermétique. Elle possède de bonnes propriétés de transfert de chaleur.

Le système avec ces appareils est à faible inertie. Il atteint rapidement le mode de fonctionnement et réagit presque instantanément aux changements de pertes de chaleur.

Le tableau montre l'efficacité de chauffage des différents radiateurs. À partir de la surface de l'unité de chauffage sous vide, la restitution de chaleur dans la pièce commence beaucoup plus rapidement.

La batterie sous vide a un rapport optimal entre le rayonnement thermique et la convection dans le transfert de chaleur total. Le premier indicateur est de 80 %, le second de 20 %.

Types de radiateurs sous vide

La gamme d'appareils sous vide comprend des produits conçus pour le chauffage électrique, des registres sous vide, des radiateurs à panneaux. On peut également trouver dans le commerce des produits design exclusifs.

Les modèles de radiateur électrique sous vide méritent une attention particulière, bien qu'ils soient plus chers. C'est une bonne solution pour les propriétaires d'une propriété de campagne rarement visitée.

Radiateur sous vide design en forme de support à bois. On peut non seulement y empiler les bûches, mais aussi les sécher.

Au lieu d'un canal horizontal avec caloporteur, cet appareil dispose d'un élément chauffant tubulaire de type cartouche d'une puissance de plus de 50 W par section.

Ce chauffage transmet la chaleur au fluide de remplissage — huile ou eau, réchauffant ainsi le liquide au bromure de lithium. Lors de l'installation de tels modèles, la mise à la terre est nécessaire.

Dispositif et principe de fonctionnement

La différence entre les radiateurs à vide et leurs homologues bimétalliques et en aluminium peut être observée lors de leur inspection visuelle. Pour les premiers, l'espace entre les sections est plus grand. Cet appareil de chauffage se compose d'un boîtier, d'un canal horizontal et de sections verticales.

Schéma simplifié du radiateur à vide. Ses éléments principaux sont le collecteur (1) et les sections verticales (2), dans lesquelles se trouve le caloporteur secondaire.

Le premier de ces éléments comprend deux sections en acier de 1,5 mm. Le canal horizontal est le circuit primaire, situé dans la partie inférieure et relié à la source de chaleur. Le caloporteur y circule, transférant la chaleur au liquide présent dans les sections, qui sont disposées perpendiculairement à ce canal.

Les sections verticales sont remplies d'un caloporteur secondaire — un transformateur de chaleur. Elles sont complètement isolées du circuit primaire. Leur nombre influe directement sur le degré de chauffage de la pièce. La vitesse de chauffe du liquide affecte la pression à l'intérieur des cavités. Plus elle est élevée, plus la pression est basse.

Le caloporteur secondaire est un liquide dont la base est le brome et le lithium. Il se trouve en faible volume dans le circuit et a la propriété de bouillir et de s'évaporer rapidement à une température d'environ 35 °C.

Les circuits sont bien isolés les uns des autres et de l'environnement.

Le processus qui se déroule dans les batteries à vide est le suivant :

1. L'antigel ou l'eau chauffe le canal horizontal.
2. La chaleur du canal horizontal est envoyée vers les sections verticales.
3. Le transformateur de chaleur bout, ce qui remplit tout le circuit secondaire de vapeur.
4. Les parois du circuit secondaire chauffent et émettent de la chaleur dans la pièce.

Pour assurer un transfert efficace des rayons thermiques du liquide au bromure de lithium vers les parois du radiateur, l'état de la substance active doit être aussi proche que possible du stade de brouillard. La chaleur sera alors transportée par des gouttes de liquide chaud.

Pour y parvenir, il faut respecter la condition essentielle : l'entrée dans les tuyaux doit avoir une température d'au moins 40 °C et d'au plus 60 °C.

Les appareils à vide assurent une température ambiante de 2 à 3 degrés inférieure à celle des radiateurs traditionnels. En revanche, les coûts de chauffage de la maison diminuent en moyenne de 17%.

Dans le cas d'un système autonome, il est difficile d'atteindre de tels indicateurs. Dans les parties du système de chauffage éloignées de la source, le fluide caloporteur refroidira très rapidement. La solution réside dans l'utilisation de chaudières de pyrolyse avec une plage de température optimale de 45 à 60 °C ou de 50 à 70 °C.

Le problème est résolu autrement en installant un seul nœud de mélange devant un groupe de radiateurs sous vide. Dans ce cas, le niveau basse température assurera le mélange de l'eau chauffée avec l'eau refroidie provenant du retour. Le cycle de travail dans le radiateur sous vide se répète après la descente du condensat le long des parois internes.

Qualités positives et négatives des appareils

En faveur de l'utilisation de radiateurs ne contenant pas de gaz dans la cavité, on avance généralement les arguments suivants :

• absence garantie du phénomène d'air dans le système ;
• faible résistance hydraulique ;
• absence totale ou corrosion minimale ;
• transfert de chaleur stable, car la saleté ne s'accumule pas sur la surface intérieure du boîtier ;
• nombre minimal de raccords filetés, ce qui rend les fuites peu probables ;
• large choix de fluide caloporteur : antigel, eau, vapeur, etc.

Si l'on compare ces appareils aux radiateurs à eau classiques, dans les appartements chauffés de manière centralisée, l'air ne sera pas chauffé de la même manière. Dans le second cas, l'eau entrant dans le système chauffe directement tout le corps du radiateur. Dans le radiateur sous vide, l'eau de la conduite principale ne chauffe que la partie inférieure.

L'utilisation de radiateurs sous vide permet d'économiser jusqu'à 80 % du fluide caloporteur. De plus, lorsque le radiateur est éteint, les particules de gaz chauffées ralentissent leur mouvement, ce qui le refroidit lentement.

Les autres sections de la batterie reçoivent la chaleur du liquide évaporé. Étant donné que le transformateur de chaleur a une température et une conductivité thermique inférieures à celles de l'eau, les parois des sections verticales du radiateur chaufferont moins.

Pour garantir le même régime de température qu'avec des radiateurs à eau, le radiateur sous vide doit avoir une plus grande surface.

Les fabricants affirment que les sections de l'appareil chauffent instantanément. Avec un petit volume d'eau de 0,5 litre, un fragment a une puissance thermique de 300 W. Il convient de noter que chaque section d'un radiateur en fonte, devenu classique, contient 4 litres de liquide.

L'économie est particulièrement notable lors de l'utilisation d'antigel. Les coûts d'achat seront considérablement réduits. La faible quantité de fluide caloporteur et l'absence de besoin d'équipement coûteux sont les principaux avantages de l'utilisation de radiateurs sous vide.

L'avantage de ces appareils est également le fait que la pièce se réchauffe plus progressivement verticalement. Selon les mesures, pour chaque mètre de hauteur, la différence est d'environ 0,5 °C. Dans une pièce avec une hauteur sous plafond de 2,5 m, entre l'appareil et le sol, cela sera d'environ 1,25 °C.

L'efficacité des radiateurs à vide se manifeste lors de l'utilisation de ressources énergétiques alternatives, telles que la pompe à chaleur, les panneaux solaires.

Alors que les radiateurs en fonte ne peuvent chauffer une pièce que lorsque le fluide caloporteur atteint au moins 65 °C, pour les appareils à vide, 35 °C suffisent.

Il faut savoir que si, pour une raison quelconque, une section se dépressurise, le radiateur à vide ne fonctionnera pas. La raison en est que les pressions à l'intérieur et à l'extérieur du boîtier s'égaliseront.

Une telle panne présente un risque pour le bien-être et la santé des habitants de la maison, car le liquide qu'il contient est toxique.

Quand un radiateur sous vide est-il avantageux ?

En se basant sur les caractéristiques du radiateur à vide, on peut conclure que son utilisation dans un système de chauffage central n'apportera pas d'avantage particulier.

L'utilisation de l'appareil est justifiée lors du choix d'un système de chauffage autonome. Si le fluide caloporteur n'est pas de l'eau mais un liquide antigel, le coût du fluide caloporteur diminuera considérablement.

Un système de chauffage avec radiateurs à vide est très efficace en tandem avec un capteur solaire. Pour une maison de campagne, c'est la meilleure technologie moderne.

L'installation de radiateurs à vide est une solution rationnelle si vous avez acheté une chaudière de faible puissance. Une telle source ne peut pas chauffer le fluide caloporteur à la température élevée nécessaire au fonctionnement des appareils traditionnels. Dans le cas d'un appareil à vide, cela n'est pas nécessaire. La réaction à l'intérieur démarre déjà à 35 °C.

Les maisons de campagne que les propriétaires n'utilisent pas en permanence mettent beaucoup de temps à se réchauffer par temps froid. Un radiateur à vide accélère le processus. Le processus de chauffage avec celui-ci se déroule rapidement et la chaleur est répartie uniformément.

Règles de choix du produit

Avec la popularité croissante de cet équipement de haute technologie, on trouve de plus en plus de contrefaçons de mauvaise qualité sur le marché.

Lors de l'achat, vous devez vérifier que les certificats appropriés et autres documents techniques sont fournis avec l'appareil. Il faut retenir que la règle essentielle pour un fonctionnement efficace de l'appareil est l'étanchéité totale.

Un paramètre important pour le radiateur est la quantité de fluide caloporteur dans les sections verticales — un mélange de bromure de lithium. Un volume important peut entraîner un débordement du liquide.

Pour évaluer la conformité du volume, il faut se baser sur le son produit lorsqu'on secoue l'appareil. Il doit ressembler à un faible bruissement. Si le bruit d'un liquide qui s'écoule est clairement distinct, le radiateur est très probablement une contrefaçon artisanale.

Pour la plupart de leurs modèles, les fabricants européens offrent une garantie allant jusqu'à 5 ans. Leurs prix sont directement proportionnels au nombre de sections et sont plus élevés que ceux des analogues à eau.

Sur les produits fabriqués selon la technologie d'usine, les soudures ne présentent aucun défaut, contrairement aux appareils d'origine inconnue.

Les fabricants réputés recouvrent les boîtiers de leurs produits d'une peinture en poudre de qualité. Ainsi, l'intégrité de la couche de peinture est difficile à endommager, même au contact d'un solvant. Il ne faut pas négliger non plus l'étanchéité de la vanne de remplissage.

Astuces d'installation à faire soi-même

Monter un radiateur à vide n'est pas compliqué, mais pour éviter des modifications ultérieures, vous devez assimiler quelques règles. Il est nécessaire de respecter les recommandations concernant le placement de l'appareil par rapport au mur, au sol et au rebord de fenêtre.

La distance entre le radiateur et le mur doit être d'au moins 50 mm, entre l'appareil et le sol de 20 à 50 mm, et la distance optimale jusqu'à la face arrière du rebord de fenêtre est de 50 à 100 mm.

La photo montre les options de raccordement des radiateurs. Il faut savoir que l'inclusion dans le circuit de chauffage d'autres appareils de chauffage en plus des radiateurs à vide réduit son efficacité.

Le montage lui-même diffère peu du raccordement au système de radiateurs d'autres types. La seule différence est que l'entrée et la sortie se trouvent en bas.

L'installation d'un appareil à vide implique une séquence d'actions successives :

1. Vider le fluide caloporteur, démonter l'ancien appareil de chauffage.
2. Effectuer le marquage des emplacements d'installation.
3. Fixer les supports. Tester leur stabilité et leur solidité.
4. Monter les robinets à boule. Raccorder l'appareil à la conduite principale par leur intermédiaire. Sceller impérativement les joints en utilisant de l'étoupe ou du mastic.
5. Vérifier l'étanchéité du système.

Pour améliorer l'échange thermique, vous pouvez placer une feuille d'aluminium sur le mur derrière le radiateur. En présence d'une isolation thermique préexistante, il faudra augmenter la longueur des supports d'une valeur égale à l'épaisseur de la couche isolante. Si la maison est isolée, l'efficacité du système de chauffage augmentera.

Les meilleurs fabricants de radiateurs sous vide

Les radiateurs à vide ne se distinguent pas encore par une large gamme sur le marché des appareils de chauffage. Parmi les consommateurs, les produits de la société EnergyEco jouissent d'une autorité particulière. Ce fabricant russe utilise de l'acier de 1,5 mm pour fabriquer les batteries. Les utilisateurs notent une fabrication de haute qualité, une bonne dissipation thermique – environ 170 kW par élément.

La pression de service du radiateur est comprise entre 0,6 et 1,3 MPa. Même à 2 MPa, l'appareil peut fonctionner, mais 5 MPa est trop élevé pour lui – il commence à se dégrader. Le prix du radiateur EnergyEco n'est pas négligeable, mais la demande ne faiblit pas.

Le fabricant Forvacuum produit des appareils à vide de type mural et plinthe. La puissance thermique d'un registre d'un mètre de long à une température du caloporteur de 50 °C est de 239 W.

Le radiateur thermosiphon se caractérise par une faible consommation de métal, car son corps à paroi mince n'est pas conçu pour une pression interne élevée. À 50 °C et en utilisant de l'éthanol, elle n'est que de 0,027 MPa.

On peut également trouver sur le marché des radiateurs de fabrication chinoise. Ils auront un prix inférieur, mais parfois une qualité douteuse. Lors de l'achat, il faut les examiner attentivement et vérifier la documentation.

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

Présentation de la structure de l'appareil sous vide et de son principe de fonctionnement :

Certains bricoleurs fabriquent eux-mêmes des radiateurs sous vide :

Il existe des avis contradictoires quant à l'opportunité d'utiliser des radiateurs sous vide. Mais dans certains cas, ce mode de chauffage peut s'avérer très efficace. L'essentiel est de s'assurer lors de l'achat de leur excellente qualité et de leur totale sécurité.

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