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La science du chauffage : types d’éléments chauffants à résistance électrique

ALe cœur de chaque radiateur électrique est un élément chauffant. Quelle que soit la taille du radiateur, qu'il s'agisse d'une chaleur radiante, d'huile ou d'un ventilateur, quelque part à l'intérieur se trouve un élément chauffant dont le rôle est de convertir l'électricité en chaleur.

SParfois, vous pouvez voir l'élément chauffant briller au rouge à travers une grille de protection. D'autres fois, il est caché à l'intérieur, protégé par des boîtiers en métal et en plastique, mais il dégage quand même de la chaleur. La composition de l'élément chauffant et la manière dont il est conçu affectent directement son fonctionnement et sa durée de fonctionnement.

Fil de résistance

BJusqu'à présent, les matériaux les plus couramment utilisés pour les éléments chauffants sont les fils ou rubans métalliques, généralement appelés fils de résistance. Ceux-ci peuvent être enroulés serrés ou utilisés sous forme de bandes plates, selon la configuration de l'appareil. Plus le morceau de fil est long, plus il générera de chaleur.

Tbien que divers alliages soient utilisés pour des applications spécialisées,Nichromereste le plus utilisé pour les radiateurs et autres petits appareils électroménagers.Le nichrome 80/20 est un alliage composé à 80 % de nickel et à 20 % de chrome.Ces qualités en font un bon élément chauffant :

  1. Résistance relativement élevée
  2. Facile à travailler et à façonner
  3. Ne s'oxyde pas et ne se détériore pas à l'air, donc dure plus longtemps
  4. Ne se dilate pas beaucoup lorsqu'il chauffe
  5. Point de fusion élevé d'environ 2 550 °F (1 400 °C)

OLes autres alliages couramment trouvés dans les éléments chauffants comprennent le Kanthal (FeCrAl) et le Cupronickel (CuNi), bien qu'ils ne soient pas couramment utilisés dans les radiateurs.

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Radiateurs en céramique

RRécemment, les éléments chauffants en céramique ont gagné en popularité. Ceux-ci fonctionnent selon les mêmes principes de résistivité électrique que les fils de résistance, sauf que le métal est remplacé par des plaques de céramique PTC.

PLa céramique TC (généralement le titanate de baryum, BaTiO3) est ainsi nommée car elle a un coefficient de résistance thermique positif, ce qui signifie que la résistance augmente lors du chauffage. Cette propriété auto-limitée agit comme un thermostat naturel : le matériau céramique chauffe rapidement, mais atteint un plateau une fois qu'une température prédéfinie est atteinte. Lorsque la température augmente, la résistance augmente, ce qui entraîne une diminution de la puissance calorifique. Cela permet d'obtenir un chauffage uniforme sans variation de puissance.

TLes avantages des radiateurs en céramique comprennent :

  1. Échauffement rapide
  2. Faible température de surface, risque d'incendie réduit
  3. Longue vie
  4. Fonction d'autorégulation

IDans la plupart des radiateurs, les panneaux en céramique sont disposés en nid d'abeille et fixés à des déflecteurs en aluminium qui dirigent la chaleur du radiateur vers l'air, avec ou sans l'aide d'un ventilateur.

 

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Lampes chauffantes radiantes ou infrarouges

TLe filament d'une ampoule fonctionne comme une longueur de fil de résistance, bien qu'il soit fabriqué en tungstène pour augmenter le rendement lumineux lorsqu'il est chauffé (c'est-à-dire à incandescence). Le filament chaud est enveloppé dans du verre ou du quartz, qui est soit rempli de gaz inerte, soit vidé d'air afin de le protéger de l'oxydation.

IDans le cas d'un radiateur, le filament de la lampe chauffante est généralementNichrome, et l'énergie y est transmise à une puissance inférieure à la puissance maximale, de sorte que le filament rayonne de l'infrarouge au lieu de la lumière visible. De plus, le revêtement en quartz est souvent teinté en rouge afin de réduire la quantité de lumière visible émise (sinon cela serait douloureux pour nos yeux). L'élément chauffant est généralement soutenu par un réflecteur qui dirige la chaleur dans une seule direction.

TLes avantages des lampes à chaleur radiante sont :

  1. Pas de temps de chauffe, vous vous sentez immédiatement plus chaud
  2. Fonctionne silencieusement, car il n'y a pas d'air chaud nécessitant un ventilateur
  3. Prévoir un chauffage ponctuel dans les zones ouvertes et à l'extérieur, là où l'air chauffé se dissiperait

NQuel que soit le type d'élément chauffant dont dispose votre radiateur, ils ont tous un avantage : les radiateurs à résistance électrique sont efficaces à près de 100 %. Cela signifie que toute l’électricité qui entre dans la résistance est convertie en chaleur pour votre espace. C’est un avantage que tout le monde peut apprécier, surtout quand vient le temps de payer les factures !

 


Heure de publication : 29 décembre 2021