La chaleur douce.

On appelle radiateur à chaleur douce ou radiateur basse température un radiateur qui fonctionne à un DeltaT inférieur à celui normalisé (50°C).

Les avantages sont :

- Les pertes thermiques réduites : déperditions des conduites, de la chaudière et des différents organes réduites car elles sont fonction de l'écart moyen des températures. Il en est de même pour les pertes thermiques au dos des émetteurs se trouvant sur les murs extérieurs.

- Homogénéité de l'ambiance (gradient de température plus faible).
- Moins de convection donc moins de poussière en mouvement.
- Réserve de puissance dans les cas de températures extérieures exceptionnelles, on augmente plus facilement la puissance d'un radiateur avec la température du fluide qu'avec le débit car la puissance chute dans les faibles débits mais augmente peu dans les forts débits.
- meilleur rendement de l'installation.

Les inconvénients sont :

- Radiateur plus grand donc coût plus élevé.
- Emprise sur les murs plus importante.
- Volume d'eau plus important, ce qui va influer sur le volume du vase d'expansion.

Le DeltaT que l'on peut utiliser se situe généralement entre 30 et 50°C. Il est bien évidemment possible de descendre en dessous 30°C mais dans ces conditions la taille du radiateur sera conséquente ou alors il faudra adopter une chute assez faible ce qui induira une perte de charge plus importante et donc, un circulateur plus puissant.

Le problème pour l'emploi d'un radiateur en chaleur douce est de connaître la puissance qu'il développe à un DeltaT différent de 50°C. Pour cela, il faut utiliser la formule suivante :

Q = Dep / (((Td - Tr) / ln((Td - Ti) / (Tr - Ti))) / DeltaTN)n

(La formule ci-dessous permet de savoir la puissance développée par le radiateur en fonction du DeltaT)
Q = Dep x (((Td - Tr) / ln((Td - Ti) / (Tr - Ti))) / DeltaTN)n

Q = puissance du radiateur qu'il faudra choisir dans le catalogue du fabricant par valeur égale ou supérieure.

Dep = déperditions thermiques de la pièce qui sont considérées comme correspondantes à la valeur normalisée d'un radiateur dans le catalogue.

La température du fluide à l'entrée du radiateur est générale à l'installation car donnée par la chaudière (Température de départ Td). Petite précision, un supplément de débit d'environ 20% devra être rajouté au débit du radiateur afin que la température d'entrée soit respectée et ceci pour prendre en compte les pertes en ligne (déperditions des conduites, etc...).

ln = logarithme népérien pour prendre en compte l'écart moyen des températures non pas arithmétique mais logarithmique et ce plus particulièrement lorsque les écarts de température sont assez importants, C < 0,7 :

C = (Tr - Ti) / (Td - Ti)
Exemple :
De = 1245 W
Td = 60°C
Tr = 50°C (chute de 10°C entre Td et Tr)
Ti = 20°C
DeltaTN = 50 °C
n= 1,287
Q = 1245 / (((60 - 50) / ln((60 - 20) / (50 - 20))) / 50)1,287 = 1988

Afin de développer la puissance de 1245 W, le radiateur à choisir dans le catalogue devra avoir une puissance égale ou supérieure non pas à 1245 W mais à 1988 W. Le DeltaT (écart moyen des températures logarithmique) est de 34,76°C au lieu de 50°C. Dans cet exemple la température de départ chaudière dans les conditions de base sera de 60°C au lieu de 75°C d'où une économie d'énergie.

Si le radiateur est conservé, sa puissance réelle sera non pas de 1245 W mais de :
Q = 1245 x (((60 - 50) / ln((60 - 20) / (50 - 20))) / 50)1,287 = 780 W

Il est aussi possible d'utiliser l'écart moyen arithmétique des températures pour simplifier les calculs mais ceci quand les écarts de températures Td-Tr sont faibles (chute < 20 °C), dans ce cas, la formule à utiliser est la suivante :
Q = Dep / ((((Td + Tr) / 2) - Ti) / DeltaTN)n

Avec les mêmes données de l'exemple ci-dessus :
Q = 1245 / ((((60 + 50) / 2) - 20) / 50)1,287 = 1970 W

En conservant le radiateur :
Q = 1245 x ((((60 + 50) / 2) - 20) / 50)1,287 = 787 W

Pour prendre en compte la variation du coefficient K, il est préférable d'utiliser l'écart moyen logarithmique des températures (plus près de la réalité) surtout si le débit est faible (chute importante), le graphique ci-dessous représente l'augmentation de puissance en fonction du débit avec :

- l'écart moyen logarithmique des températures (courbe bleu)
- l'écart moyen arithmétique des températures (courbe verte)

Ce graphique a été tracé avec une puissance de 1000 W et une température de départ de 75 °C.

On voit bien que dans les faibles débits l'écart de puissance est non négligeable entre les deux courbes et c'est seulement quand le débit approche 45 l/h (chute d'environ 20 °C) que les courbes commence à ce rejoindre. Conclusion, si on applique l'écart moyen arithmétique des températures à un radiateur ayant un débit plus faible que le débit normalisé la puissance indiquée sera surestimée par rapport à la réalité et cet écart se creusera avec l'augmentation de la chute (réduction du débit).