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Le chauffage électrique est un processus dans lequel l'énergie électrique est convertie en énergie thermique. Les applications courantes comprennent le chauffage des locaux, la cuisson, le chauffage de l'eau et les procédés industriels. Un radiateur électrique est un appareil électrique qui convertit un courant électrique en chaleur. L'élément chauffant à l'intérieur de chaque radiateur électrique est une résistance électrique et fonctionne sur le principe du chauffage Joule: un courant électrique traversant une résistance convertira cette énergie électrique en énergie thermique. La plupart des appareils de chauffage électriques modernes utilisent du fil nichrome comme élément actif; l'élément chauffant, représenté à droite, utilise un fil nichrome soutenu par des isolateurs en céramique.
Alternativement, une pompe à chaleur utilise un moteur électrique pour entraîner un cycle de réfrigération, qui tire l'énergie thermique d'une source telle que le sol ou l'air extérieur et dirige cette chaleur dans l'espace à réchauffer. Certains systèmes peuvent être inversés afin que l'espace intérieur soit refroidi et que l'air chaud soit évacué à l'extérieur ou dans le sol.
Le chauffage rayonnant électrique utilise des éléments chauffants qui atteignent une température élevée. L'élément est généralement emballé dans une enveloppe en verre ressemblant à une ampoule et avec un réflecteur pour diriger la sortie d'énergie loin du corps de l'appareil de chauffage. L'élément émet un rayonnement infrarouge qui se déplace dans l'air ou l'espace jusqu'à ce qu'il touche une surface absorbante, où il est partiellement converti en chaleur et partiellement réfléchi. Cette chaleur réchauffe directement les personnes et les objets dans la pièce, plutôt que de réchauffer l'air. Ce style de chauffage est particulièrement utile dans les zones traversées par de l'air non chauffé. Ils sont également idéaux pour les sous-sols et les garages où le chauffage localisé est souhaité. Plus généralement, ils constituent un excellent choix pour le chauffage spécifique à une tâche.
Les radiateurs radiants fonctionnent silencieusement et présentent le plus grand danger potentiel d'inflammation des meubles à proximité en raison de l'intensité focalisée de leur sortie et du manque de protection contre la surchauffe. Au Royaume-Uni, ces appareils sont parfois appelés feux électriques, car ils étaient à l'origine utilisés pour remplacer les feux ouverts.
Le milieu actif de l'appareil de chauffage représenté dans cette section est une bobine de fil de résistance nichrome à l'intérieur d'un tube de silice fondue, ouvert à l'atmosphère aux extrémités, bien qu'il existe des modèles où la silice fondue est scellée aux extrémités et l'alliage de résistance n'est pas nichrome .
Dans un radiateur à convection, l'élément chauffant chauffe l'air en contact avec lui par conduction thermique. L'air chaud est moins dense que l'air frais, il monte donc en raison de la flottabilité, ce qui permet à plus d'air frais de circuler pour prendre sa place. Cela établit un courant de convection d'air chaud qui monte du radiateur, chauffe l'espace environnant, refroidit puis répète le cycle. Ces radiateurs sont parfois remplis d'huile. Ils sont parfaitement adaptés pour chauffer un espace clos. Ils fonctionnent silencieusement et présentent un risque d'inflammation moindre s'ils entrent en contact involontaire avec des meubles par rapport aux radiateurs électriques radiants.
Un système de chauffage par le sol électrique a des câbles chauffants intégrés dans le sol. Le courant circule à travers un matériau chauffant conducteur, alimenté soit directement par la tension secteur (120 ou 240 volts), soit à basse tension par un transformateur. Les câbles chauffants réchauffent le plancher par conduction directe et s'éteignent une fois qu'il atteint la température réglée par le thermostat de plancher. Une surface de plancher plus chaude irradie de la chaleur vers des surfaces environnantes plus froides (plafond, murs, meubles) qui absorbent la chaleur et réfléchissent toute la chaleur non absorbée vers d'autres surfaces encore plus froides. Le cycle de rayonnement, d'absorption et de réflexion commence lentement et ralentit lentement à l'approche des températures de consigne et cesse de se produire une fois que l'équilibre est atteint. Un thermostat de plancher ou un thermostat d'ambiance ou une combinaison commande la marche / arrêt du plancher. Dans le processus de chauffage par rayonnement, une fine couche d'air qui est en contact avec les surfaces chauffées absorbe également un peu de chaleur, ce qui crée un peu de convection (circulation d'air). Contrairement à la croyance, les gens ne sont pas chauffés par cet air de circulation chauffé ou par convection (la convection a un effet de refroidissement) mais sont chauffés par le rayonnement direct de la source et la réflexion de son environnement. Le confort est atteint à une température de l'air plus basse grâce à l'élimination de l'air en circulation. Le chauffage par rayonnement connaît les niveaux de confort les plus élevés car l'énergie propre des personnes (± 70 watts pour un adulte) (doit rayonner pendant la saison de chauffage) est en équilibre avec son environnement. Par rapport au système de chauffage par convection basé sur des recherches universitaires, les températures de l'air peuvent être abaissées jusqu'à 3 degrés. Une variante consiste à utiliser des tubes remplis d'eau chaude en circulation comme source de chaleur pour réchauffer le sol. Le principe de chauffage reste le même. Les systèmes de chauffage par le sol électriques et à eau chaude (hydronique) à l'ancienne intégrés dans la construction du plancher sont lents et ne peuvent pas répondre aux changements climatiques externes ou aux exigences internes de la demande / du mode de vie. La dernière variante place des systèmes de chauffage électrique spécialisés et des couvertures directement sous le décor du sol et au-dessus d'une isolation supplémentaire, le tout placé au-dessus des sols de construction. Les planchers de construction restent froids. Le changement de principe du positionnement de la source de chaleur lui permet de répondre en quelques minutes aux conditions météorologiques changeantes et aux exigences internes telles que le style de vie à l'intérieur / à l'extérieur, au travail, au repos, au sommeil, à davantage de personnes présentes / en cuisine, etc.
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