Les radiateurs à infrarouge

Le chauffage à infrarouge :

Sommaire

Introduction

I.        Radiateur a rayonnement infrarouges

A.        Les différents types de radiateurs infrarouges

1.        Présentation générale du radiateur à infrarouge court

2.        Présentation générale du radiateur à infrarouge long

B.        Modèle physique du radiateur  à infrarouge lointain

1.        Rayonnement d’un corps

2.        Absorption du rayonnement

3.        Transfert énergétique par rayonnement

II.        Caractéristiques du radiateur lointain

A.        Avantages  et comparaisons  avec d’autres types de chauffages

1.        Le chauffage électrique

2.        Le chauffage par rayonnement

3.        Le chauffage infrarouge lointain

B.        Comment optimiser ce mode de chauffage

III.        Etudes de différents cas

A.        Etude de chauffage domestique

B.        Etude du chauffage  industriel

Conclusion

Sitogaphie

Introduction

Le chauffage correspond à 75% des frais en énergie d'un ménage, il est donc nécessaire de s'intéresser aux innovations dans ce domaine. Les modes de chauffages ont énormément évolué ces dernières années, dans les maisons les radiateurs à eaux, électrique, à pierre de lave, à huile, ont désormais un nouveau concurrent: le radiateur à infrarouges lointains.

Ce mode de chauffage assez récent aux caractéristiques différentes des autres radiateurs, mérite d'être étudié afin de déterminer s’il est plus écologique, si les demandes en énergie sont assez intéressantes pour remplacer les autres modes de chauffage, s’il est plus pratique et plus esthétique ?

Ce mode de chauffage est-il plus intéressant que les autres modes de chauffage, si oui, comment l'optimiser ? Afin de répondre à ces questions, nous étudierons dans notre projet les radiateurs à infrarouges, les caractéristiques des radiateurs à infrarouge lointains et nous nous pencherons sur les différents cas dans lesquelles celui-ci commence à être utilisé.

1.  Radiateur a rayonnement infrarouges

Tout d’abord, il existe deux principaux types de chauffage infrarouge : les infrarouges « proches » et les infrarouges « lointains ». Nous nous intéresserons donc dans cette partie aux différences et caractéristiques techniques qui existent entre ces deux modes de chauffage. Nous ne nous attarderons que peu sur le radiateur à infrarouge lointain qui sera développé plus tard dans le rapport.

Ces deux types de radiateurs permettent de produire de la chaleur grâce aux rayons infrarouges. Ce rayonnement, très proche de celui émis par le soleil, se transforme en chaleur. Mais à la différence des autres radiateurs, le radiateur infrarouge ne chauffe pas l'air mais les surfaces, les murs, les objets et les personnes. Ainsi l’air ne se réchauffe donc que indirectement.

1. Les différents types de radiateurs infrarouges

1. Présentation générale du radiateur à infrarouge court

[pic 1]

Le radiateur à infrarouge court ou aussi appelé radiateur halogène est composé d'une lampe halogène qui émet des rayons infrarouges.

Ces rayons infrarouges ont une longueur d’onde comprise entre 0,76 – 2 µm. Ils sont condensés pour une meilleur efficacité sur une zone plus précise à l’aide de réflecteurs.

[pic 2]

Exemples géométriques de réflecteurs

Ce type de radiateur est avantageux pour obtenir une forte densité de puissance car leur température de fonctionnement est très élevée, jusqu’à 2000° C. Ce type de chauffage est aussi recommandés lorsque le chauffage doit être irrégulier, soit quand il faut chauffer ou refroidir une pièce rapidement, car ces radiateurs ont une fable inertie thermique.

1. Présentation générale du radiateur à infrarouge long

Le radiateur à infrarouge long, aussi appelé radiateur biotique, est constitué de 3 composants principaux : le corps de chauffe en carbone graphite qui émet le rayonnement infrarouge lointain, la résine époxy qui autorise des températures élevées et enfin des plaques de cuivre et d'argent.

[pic 3]

Image de la composition du radiateur à infrarouge lointain.

La longueur d’onde des rayons émis par ce type de radiateur est comprise entre 5 et 50µm. Les radiateurs à infrarouges lointains sont souvent commercialisés sous forme de panneaux, ce qui permet aux rayons d’être émis dans toute les directions de la pièce, et donc d’avoir un chauffage homogène.

Ces radiateurs sont très performants pour chauffer des surfaces irrégulières et de couleurs différentes, car une longueur d’une plus importante offre un spectre plus large. Aussi, les radiateurs biotiques ont une très grande inertie thermique, ce qui peut être un avantage quand on recherche à avoir une température constante.

1. Modèle physique du radiateur  à infrarouge lointain

Tout d’abord nous rappelons que le principe du radiateur à infrarouge est basé sur un rayonnement similaire à celui émis par le soleil. En effet lorsqu’on est à la montagne et que la température de l’air est inférieur à 0°, on peut avoir une sensation de chaleur, et ne plus avoir froid, c’est le rayonnement infrarouge du soleil qui réchauffe notre peau et nos vêtements.

La longueur d’onde du rayonnement infrarouge est comprise entre 700nm et 0.1mm, mais celle émise par les radiateurs à infrarouge long est généralement comprise entre 5µm et 50µm en fonction du type de matériau qui compose le radiateur. Mais elle peut monter dans certain cas jusqu’à 100µm.

[pic 4]

Maintenant passons au principe de fonctionnement du chauffage infrarouge, une source de chaleur est portée à haute température, elle émet donc des rayonnements infrarouges qui sont ensuite absorbées par les matériaux et corps  alentours.

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