Dimensions de plancher chauffant

Le dimensionnement du plancher chauffant est la concrétisation de l'étude. Il consiste à établir un calcul pertinent qui réponde à la fois aux besoins des utilisateurs et aux exigences réglementaires.

Pour l'installation d'un plancher chauffant à eau chez soi, il est important de peaufiner son projet :

• choisir un mode de chauffage (chaudière, pompe à chaleur, solaire),
• faire l'étude de plancher chauffant (calculs thermiques, réservation...),
• mais également réaliser le dimensionnement du plancher chauffant.

Cela implique de comprendre et comparer des devis mais aussi de se familiariser avec toute une terminologie et la somme de calculs aboutissant au projet d'installation. La démarche est complexe mais elle donne des outils de compréhension.

Voici donc tous les éléments et chiffres à prendre en compte dans le dimensionnement du plancher chauffant :

• température ambiante,
• température superficielle du sol,
• température de départ du fluide,
• éléments d'équilibrage du transfert du fluide,
• plancher eau en mode rafraîchissement,
• plan de calepinage.

En savoir plus sur un plancher électrique : installation plancher chauffant électrique

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Dimensionnement : température ambiante moyenne 19°C

L'homogénéité du plancher chauffant assure le même niveau de confort qu'un autre type de chauffage avec une température ambiante réduite de 1,5 à 2°C :

• chambres : 14 à 16°C contre 16 à 18°C,
• séjour : 17 à 20°C contre 19 à 22°C.

La température moyenne du plancher chauffant est de 19°C.

Bon à savoir : Une réduction de 1°C de la température ambiante génère environ 7% d'économie sur la consommation énergétique (source ADEME).

Dimensionnement : température superficielle du sol

Le sol doit fournir la température désirée pièce par pièce, en restant dans les limites réglementaires.

La température maximale à la surface du sol est fixée par décret à 28°C pour une chaleur ambiante de 19°C (moyenne de l'habitation).

Calcul pièce par pièce

Pour chaque pièce, la température de surface (Tsurf) se calcule en intégrant :

• une puissance d'émission maximale (Pw) de 116 W/m²,
• un coefficient surfacique de 1,6 W/m²K/°C, estimé comme le meilleur compromis possible,
• la température intérieure prévue.

Formule : Tsurf (°C) = (Pw : 11,6) + Ti

Applications :

• pour une chambre à 16°C : (116 : 11,6) + 16 = Tsurf 26°C,
• pour un séjour à 18°C : (116 : 11,6) + 18 = Tsurf 28°C.

À noter : Si la température s'avère trop basse dans telle ou telle pièce, le concepteur peut l'améliorer de différentes façons : densifier localement le réseau de tubes, adapter la conductivité thermique du recouvrement...

Température de départ du fluide

Température de départ à ne pas dépasser : 50°C, températures moyennes en usage : 30 à 40°C.

• La température de départ d'un plancher chauffant s'établit à l'entrée de chaque surface de sol chauffant.
• Pour l'ensemble d'une installation de chauffage, elle se calcule à partir d'une pièce de référence : celle qui bénéficie de l'apport calorifique le plus élevé.
• Plus la température de départ est basse, meilleur est le confort d'un point de vue podologique.
• Mais il faut aussi que le reste du corps y trouve son compte... :
  • valeur trop basse : faible consommation énergétique mais le plancher chauffant ne peut compenser toutes les déperditions de la pièce et un chauffage d'appoint devient nécessaire,
  • valeur excessive : rendement difficile à gérer, surconsommation.

À noter : La bonne moyenne s'obtient en calculant la « chute » ou différence (Delta T ou ?T) à établir entre les températures de départ et de retour du fluide.

La chute de température

Chute la plus utilisée : 8°C.

La chute de température détermine en quelque sorte la capacité d'émission de la surface chauffante. Elle se mesure aux collecteurs aller et retour du réseau.

Pour chaque pièce, la capacité d'émission surfacique dépend de l'écart entre la température moyenne du fluide (Tm) et la température d'ambiance désirée :

• plus la chute est faible, plus grand est l'écart moyen entre ces deux données,
• plus grand est l'écart, plus le débit et la perte de charge sont importants.

Le bon compromis : couvrir les déperditions thermiques du local sans aller au-delà de la perte de pression disponible aux collecteurs (sinon baisse de rendement et surconsommation énergétique pour le rétablir).

Une mission compliquée par les déperditions calorifiques pouvant se produire sur le parcours allant de la chaudière aux collecteurs (grandes longueurs de conduites...).

Pour effectuer le calcul, les professionnels tablent sur une plage de chute « normalisée » de 5 à 10°C.

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