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Radiateur électrique rayonnant miroir : Tecnologie CNRS

Luxandesign : Le radiateur électrique miroir

La technologie des radiateurs rayonnant miroir infrarouge

Données techniques de fabrications

DEPÔT RESISTANCE PELLICULAIRE SUR VERRE / DESCRIPTIF SOMMAIRE

Le panneau radiant est composé d'une couche mince métallique d'un alliage spécial déposé par procédé plasma atome par atome sur la face arrière d'un verre trempé.

Cette couche métallique joue le rôle de résistance électrique. Parcourue par un courant électrique elle chauffe oute la masse du verre. Celui -ci émet en particulier un flux infrarouge à l'avant du panneau.

Le substrat est constitué d'un volume en verre trempé dont la qualité de surface est contrôlée selon des procédures sévères après lavage traditionnel sans rejet environnemental.

Dépôt combiné sous vide d'une résistance pelliculaire constituée d'un d'alliage de type Ni - Cr d'environ 2 OOOÂ d'épaisseur et de pistes d'amenées de courant en Cuivre. Les parties apparentes des pistes en Cuivre sont elles - mêmes protégées par une couche d'alliage de type Ni - Cr.

Selon les caractéristiques souhaitées, on peut réaliser soit une surface résistive complète, soit des pistes résistives selon une configuration particulière en fonction de la surface traitée et de la puissance demandée. 

On peut réaliser des zones de puissances différenciées au sein d'une même surface en jouant soit sur l'épaisseur de la couche soit sur la largeur de la piste résistive.

L'épaisseur des couches est contrôlée à environ +j 3%. Cette caractéristique garantit une très bonne homogénéité d' émission calorifique et une reproductibilité des performances.

Dépôt de pistes d'alliage d'étain sur les pistes en cuivre pour la connexion au réseau, et soudage des fils d'amenée de courant. Cette phase est réalisée sous atmosphère de façon traditionnelle.

  • Le rayonnement fait partie du domaine des ondes électromagnétiques que l'on appelle ondes thermiques du domaine optique.
  • Les ondes thermiques utilisées en chauffage des locaux se trouvent, dans le spectre électromagnétique, dans la bande comprise entre 0,72 et 10 μm où l'on va retrouver l'essentiel des émetteurs rayonnants électriques dont la
  • rayons alpha (a),
  • rayons bêta (b),
  • rayons gamma (g).
  • rayons UVA,
  • rayons UVB.

LES ONDES ET LEUR APPLICATION AU CHAUFFAGE

Ondes thermiques et le chauffage électrique infrarouge

Spectre Electromagnétique

Deux notions clés pour le spectre des  ondes électromagnétiques:

Température est comprise entre 35 et 2 400°C

Tableau du spectre électromagnétique

LONGUEUR D'ONDE : NATURE ET CLASSIFICATION

0,01 μm     0,1 μm    1 μm    10 μm    100 μm    1 mm    Rayons X    Rayons UV    IONISANTS Thermiques    Visible (0,4 à 0,8 μm )  OPTIQUES IR Court (0,8 à 2 μ m )    IR Moyen (2 à 4 μ m )    IR Long (4 à 10 μ m )    ONDES HERTZIENNES

Regardons avec un peu plus de précision l’aspect rayonnement Le rayonnement thermique se situe où ? Qu'est -ce que c'est?

Le rayonnement fait partie du domaine des ondes électromagnétiques que l'on appelle ondes thermiques du domaine optique Les ondes électromagnétiques sont caractérisées par leur longueur d'onde spectrale  exprimée en mètre.

Pour une source rayonnante à une température T, l'expression du calcul de la longueur d'onde maximale caractéristique de cette source est donnée par la loi de WIEN À max = 2 896 / T

Détail sur la composition des autres domaines du spectre

De 0,01 à 0,1 IJm :

Les rayons X du domaine des rayonnements ionisants émis par des sources radioactives naturelles ou artificielles (fission). Suivant la longueur d'onde ils sont classés en trois catégories :

Leur utilisation est principalement dédiée aux applications médicales (radiographie, radiothérapie, imagerie de type scanner et résonance magnétique nucléaire) voire dans l'agroalimentaire pour l'a llongement des durées de conservation des produits

.

De 0,1 à 0,4 IJm :

Les rayons Ultraviolets (UV) du domaine des rayonnements ionisants émis par des sources naturelles (le soleil) ou artificielles (lampes). Suivant la longueur d'onde ils sont classés en deux catégories :

Leur utilisation est principalement dédiée aux applications en dermatologie (médical ou bronzage) voire dans les process industriels (polymérisation de vernis).

De 0,4 à 0,8 I1m

Les rayons visibles du domaine des rayonnements optiques émis par des sources naturelles (le soleil, la foudre) ou artificielles (lampes d'éclairage, arcs électriques).

Leur utilisation est principalement dédiée aux applications en éclairage, en activation physiologique de plantes,

pour des réactions photochimiques ou photoélectriques.

De 10 à 100 I1m

Les ondes thermiques du domaine des rayonnements optiques, le rayonnement thermique des sources

n'est pas utilisé pour le chauffage de locaux À max> 10 IJm <=> T < 16°C

Au   dessus de 100 I1m

Domaine des ondes hertziennes, émises par des sources naturelles (bruit) ou artificielles (générateurs de fréquences électroniques). Leur utilisation est principalement dédiée aux applications d'excitation moléculaire (micro – ondes HF et HF) et de télécommunication (sons, images, signaux).

Loi d'émission du rayonnement

Le Traitement du verre des radiateurs électrique rayonnant

Phase 1 : le verre, sous vide, est bombardé par des atomes d’argon ultra-rapide ( environ 150 000 Km/h). Ce bombardement permet de nettoyer le verre, à l’échelle de l’atome, afin de le préparer à la deuxième phase.

Phase 2 : un alliage spécial à base d’atomes de nickel et de chrome est déposé sous vide sur la partie arrière du verre afin de rendre celui-ci conducteur d’électricité.

La couche déposée est extrêmement mince (environ 1/10° de micron) . L’adhérence de cette couche sur la partie arrière du verre est exceptionnelle. Elle est due en particulier à l’influence de la première phase.

D’autre part, une couche de cuivre est déposée sous vide sur les parties latérales du verre selon la même technique : cette couche de cuivre permet de souder sur le verre les arrivées et sorties de courant électrique.

Le verre est alors prêt à fonctionner.

Il est mis sous une tension de 230 volts. Un courant électrique circule sur toute sa surface : le verre chauffe uniformément et remplit sa fonction de radiant :émission d’infrarouges longs.

Il faut noter que la 1° phase du traitement, processus fondamental dans la qualité du dépôt, fait l’objet d’un brevet CNRS(sources d’atomes).

Les études et mises au point ont été effectuées au sein du LPSC (Laboratoire CNRS-Université).

Ces Miroirs émetteurs infrarouges longs permettent de transmettre directement aux personnes et aux objets la chaleur issue de l'émetteur de façon à assurer, en toute saison, un rendement énergétique optimum et un confort similaire à celui procuré par les rayons du soleil.

A titre d'exemple, pour un radiateur de 800 watts, 100 watts sont consacrés à la chauffe du miroir (comme un convecteur) et 700 watts sont utilisés à l'émission d'infrarouges lointains. Ces infrarouges chauffent l'environnement à l'image des rayons du soleil. Plus on est dévêtu et plus on ressent les effets de chaleur sur la peau. Comme en montagne où il est possible de bronzer torse nu par temps ensoleillé alors que la température de l'air est simplement de quelques degrés, on s'aperçoit que ce n'est pas la température de l'air qui réchauffe mais bien le rayonnement des infrarouges lointains. Pour un même confort en intérieur, vous aurez besoin de 18°C de température ambiante alors qu'avec un convecteur, vous aurez besoin de 21°C, d'ou la grande quantité d'énergie économisée.

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