Calcul hydraulique du système de chauffage d'une maison privée - procédure de calcul + aperçu des programmes utiles

Système de circulation forcée

Un équipement de ce type pour les chalets à deux étages est considéré comme plus préférable. Dans ce cas, la pompe de circulation est responsable du mouvement ininterrompu des liquides de refroidissement le long du réseau. Dans de tels systèmes, il est permis d'utiliser des tuyaux de plus petit diamètre et une chaudière de puissance pas trop élevée. C'est, dans ce cas, beaucoup plus efficace système de chauffage monotube maison de deux étages. Le circuit de la pompe n'a qu'un seul inconvénient sérieux - la dépendance aux réseaux électriques. Par conséquent, lorsque le courant est très souvent coupé, il convient d'installer l'équipement selon les calculs effectués pour un système avec un courant de refroidissement naturel.En complétant cette conception avec une pompe de circulation, vous pouvez obtenir le chauffage le plus efficace de la maison.

Une chaudière à gaz sans électricité est un modèle traditionnel d'appareil au sol qui ne nécessite pas de sources d'énergie supplémentaires pour fonctionner. Il est conseillé d'installer des appareils de ce type en cas de coupures de courant régulières. Par exemple, cela est vrai dans les zones rurales ou les chalets d'été. Les entreprises manufacturières produisent des modèles modernes de chaudières à double circuit.

De nombreux fabricants populaires produisent différents modèles chaudières à gaz non volatiles, et ils sont assez efficaces et de haute qualité. Récemment, des modèles muraux de tels appareils sont apparus. La conception du système de chauffage doit être telle que le liquide de refroidissement circule selon le principe de la convection.

Cela signifie que l'eau chauffée monte et pénètre dans le système par le tuyau. Pour que la circulation ne s'arrête pas, il est nécessaire de placer les tuyaux en biais, et ils doivent également avoir un diamètre important.

Et, bien sûr, il est très important que la chaudière à gaz elle-même soit située au point le plus bas du système de chauffage.

Il est possible de connecter séparément une pompe à un tel équipement de chauffage, qui est alimenté par le secteur. En le connectant au système de chauffage, il pompera le liquide de refroidissement, améliorant ainsi le fonctionnement de la chaudière. Et si vous éteignez la pompe, le liquide de refroidissement recommencera à circuler par gravité.

Caractéristiques de conception

Pour que le système de gravité fonctionne efficacement, les conditions suivantes doivent être remplies :

• la source de chaleur est tout générateur de chaleur non volatile avec des tuyaux de sortie d'un diamètre de 40 à 50 mm;
• à la sortie de la chaudière ou du poêle avec un circuit d'eau, une colonne montante accélératrice est immédiatement montée - un tuyau vertical à travers lequel le liquide de refroidissement chauffé monte;
• la colonne montante se termine par un vase d'expansion de type ouvert installé dans le grenier ou sous le plafond de l'étage supérieur (selon le type de câblage et la conception d'une maison privée);
• capacité du réservoir - 10% du volume du liquide de refroidissement;
• sous gravité, il est souhaitable de choisir des appareils de chauffage avec de grandes dimensions de canaux internes - fonte, aluminium, bimétallique;
• pour un meilleur transfert de chaleur, les radiateurs de chauffage sont connectés selon un schéma polyvalent - inférieur ou diagonal;
• sur les raccordements de radiateur, des vannes spéciales à passage intégral avec têtes thermiques (alimentation) et vannes d'équilibrage (retour) sont installées;
• il est préférable d'équiper les batteries d'évents manuels - grues Mayevsky;
• le réapprovisionnement du réseau de chauffage est organisé au point le plus bas - près de la chaudière;
• toutes les sections horizontales des tuyaux sont posées avec des pentes, le minimum est de 2 mm par mètre linéaire, la moyenne est de 5 mm / 1 m.

A gauche sur la photo - la colonne montante d'alimentation en caloporteur de la chaudière au sol avec une pompe sur le by-pass, à droite - le raccordement de la conduite de retour

Les systèmes de chauffage par gravité sont ouverts et fonctionnent à la pression atmosphérique. Mais l'écoulement gravitaire fonctionnera-t-il en circuit fermé avec un réservoir à membrane ? Nous répondons: oui, la circulation naturelle continuera, mais la vitesse du liquide de refroidissement diminuera, l'efficacité diminuera.

Il n'est pas difficile d'étayer la réponse, il suffit de mentionner la modification des propriétés physiques des liquides sous surpression. Avec une pression dans le système de 1,5 bar, le point d'ébullition de l'eau passera à 110 ° C, sa densité augmentera également.La circulation ralentira en raison de la petite différence entre les masses du flux chaud et refroidi.

Schémas d'écoulement gravitaire simplifiés avec un vase d'expansion ouvert et à membrane

Calcul des pertes de chaleur à la maison

Ces données seront nécessaires pour déterminer la puissance requise du système de chauffage, c'est-à-dire la chaudière, et la puissance calorifique de chaque radiateur séparément. Pour ce faire, vous pouvez utiliser notre calculateur de perte de chaleur en ligne. Ils doivent être calculés pour chaque pièce de la maison qui a un mur extérieur.

Examen. La perte de chaleur calculée de chaque pièce est divisée par sa quadrature et nous obtenons la perte de chaleur spécifique en W/m². Ils varient généralement de 50 jusqu'à 150W/kv. m) Si vos chiffres sont très différents de ceux donnés, alors peut-être qu'une erreur a été commise. Les déperditions de chaleur des pièces de l'étage supérieur sont les plus importantes, suivies des déperditions de chaleur du premier étage et les moindres dans les pièces des étages intermédiaires.

Calcul de l'hydraulique du système de chauffage de l'eau

Le liquide de refroidissement circule dans le système sous pression, qui n'est pas une valeur constante. Il diminue en raison de la présence de forces de frottement de l'eau sur les parois des tuyaux, de la résistance sur les raccords de tuyauterie et les raccords. Le propriétaire contribue également en ajustant la répartition de la chaleur dans les pièces individuelles.

La pression augmente si la température du fluide chauffant augmente et vice versa - elle diminue lorsqu'elle diminue.

Pour éviter de déséquilibrer le système de chauffage, il est nécessaire de créer des conditions dans lesquelles chaque radiateur reçoit autant de liquide de refroidissementaussi longtemps que nécessaire pour maintenir la température réglée et compenser les pertes de chaleur inévitables.

L'objectif principal du calcul hydraulique est d'aligner les coûts calculés du réseau sur les coûts réels ou d'exploitation.

A ce stade de la conception, sont déterminés :

• diamètre et capacité du tuyau ;
• pertes de charge locales dans des sections individuelles du système de chauffage ;
• exigences d'équilibrage hydraulique ;
• pertes de charge dans tout le système (général);
• débit optimal.

Pour la production de calcul hydraulique, il est nécessaire de faire une préparation:

1. Collectez des données et organisez-les.
2. Sélectionnez une méthode de calcul.

Tout d'abord, le concepteur étudie les paramètres thermiques de l'objet et effectue un calcul thermique. En conséquence, il dispose d'informations sur la quantité de chaleur requise pour chaque pièce. Après cela, des appareils de chauffage et une source de chaleur sont sélectionnés.

Représentation schématique du système de chauffage dans une maison privée

Au stade du développement, une décision est prise sur le type de système de chauffage et les caractéristiques de son équilibrage, des tuyaux et des raccords sont sélectionnés. Une fois terminé, un schéma de câblage axonométrique est établi, des plans d'étage sont élaborés indiquant :

• puissance du radiateur ;
• débit de liquide de refroidissement ;
• disposition des équipements thermiques, etc.

Toutes les sections du système, les points nodaux sont marqués, comptés et appliqués au dessin, la longueur des anneaux.

Ordre de montage

Un système monotube est assemblé comme suit :

• Dans la buanderie, la chaudière est installée au sol ou accrochée au mur. À l'aide d'équipements à gaz, le système de chauffage monotube le plus fiable et le plus efficace d'une maison à deux étages peut être installé.Le schéma de connexion dans ce cas sera standard et vous permettra de faire tout le travail, si vous le souhaitez, même par vous-même.
• Des radiateurs de chauffage sont accrochés aux murs.
• À l'étape suivante, les colonnes montantes «d'alimentation» et «inverse» sont montées au deuxième étage. Ils sont situés à proximité immédiate de la chaudière. En bas, le contour du premier étage rejoint les contremarches, en haut - le second.
• Vient ensuite la connexion aux lignes de la batterie. Une vanne d'arrêt (sur la section d'entrée de la dérivation) et une vanne Mayevsky doivent être installées sur chaque radiateur.
• A proximité immédiate de la chaudière, un vase d'expansion est monté sur la conduite "retour".
• Également sur le tuyau "retour" près de la chaudière sur le by-pass avec trois robinets, une pompe de circulation est connectée. Un filtre spécial coupe devant sur le bypass.

À l'étape finale, le système est testé sous pression afin d'identifier les dysfonctionnements et les fuites de l'équipement.

Comme vous pouvez le voir, le système de chauffage monotube d'une maison à deux étages, dont le schéma est aussi simple que possible, peut être un équipement très pratique et pratique.

Cependant, si vous souhaitez utiliser une conception aussi simple, lors de la première étape, il est important d'effectuer tous les calculs nécessaires avec une précision maximale.

En pensant à l'installation du chauffage, il est d'abord déterminé quel type de combustible sera utilisé

Mais parallèlement à cela, il est extrêmement important de décider de l'indépendance du chauffage prévu. Ainsi, un système de chauffage sans pompe, qui n'a pas besoin d'électricité pour fonctionner, sera véritablement autonome. Tout ce dont vous avez besoin est une source de chaleur et une tuyauterie bien placée pour un fonctionnement efficace.

Pour un fonctionnement efficace, vous n'avez besoin que d'une source de chaleur et d'une tuyauterie correctement située.

Le circuit de chauffage est un ensemble d'éléments destinés à chauffer l'habitation en transférant de la chaleur à l'air. Le type de chauffage le plus courant est un système qui utilise des chaudières ou des chaudières connectées à l'alimentation en eau comme source de chauffage. L'eau, traversant le réchauffeur, atteint une certaine température, puis va dans le circuit de chauffage.

Dans les systèmes avec un liquide de refroidissement, qui est utilisé comme eau, la circulation peut être organisée de deux manières :

Les chaudières (chaudières) sont utilisées comme source de chaleur pour chauffer l'eau. Leur principe de fonctionnement repose sur la transformation du type d'énergie défini pour eux en chaleur, suivie de son transfert vers le fluide caloporteur. Selon le type de source de chaleur, l'équipement de la chaudière peut être à gaz, à combustible solide, électrique ou à fioul.

Selon le type de raccordement des éléments du circuit, le système de chauffage peut être monotube ou bitube. Si tous les appareils du circuit sont connectés en série les uns par rapport aux autres, c'est-à-dire que le liquide de refroidissement traverse tous les éléments dans l'ordre et retourne à la chaudière, un tel système est alors appelé système monotube. Son inconvénient majeur est un chauffage inégal. Cela est dû au fait que chaque élément perd une certaine quantité de chaleur, de sorte que la différence de température de la chaudière peut être importante.

Un système de type bitube implique une connexion parallèle de radiateurs à une colonne montante. Les inconvénients d'un tel raccordement comprennent une complication de conception et une consommation de matière doublée par rapport à un système monotube. Mais la construction d'un circuit de chauffage pour les grands locaux à plusieurs étages n'est réalisée que par une telle connexion.

Un système de circulation gravitaire est sensible aux erreurs commises lors de l'installation du chauffage.

Que signifie le calcul de l'hydraulique et pourquoi est-il nécessaire

Faire un calcul hydraulique du chauffage signifie sélectionner correctement les paramètres de certaines sections du réseau, en tenant compte de la pression, de sorte qu'un certain débit de liquide de refroidissement les traverse.

Ce calcul permet de déterminer :

• Pertes de charge dans différentes parties du réseau ;
• débit du pipeline ;
• Flux de fluide optimal ;
• Indicateurs nécessaires pour l'équilibrage hydraulique.

En combinant toutes les données obtenues, vous pouvez sélectionner des pompes à chaleur.

La quantité de source de chaleur entrant dans les radiateurs doit être telle qu'un bilan thermique soit obtenu à l'intérieur du bâtiment, en tenant compte de la température de la rue et de la température réglée par l'utilisateur pour chaque pièce séparément.

Si le chauffage est autonome, vous pouvez utiliser les méthodes de calcul suivantes :

• Utilisation des caractéristiques de résistance et de conductivité ;
• Selon les coûts unitaires ;
• En comparant la pression dynamique ;
• Pour différentes longueurs, réduit à un indicateur.

Le calcul de l'hydraulique est l'une des étapes les plus importantes dans le développement des systèmes de chauffage avec un caloporteur liquide.

Avant de procéder à sa mise en œuvre, vous devez :

• Déterminer l'équilibre de la chaleur dans les locaux nécessaires ;
• Sélectionnez le type d'appareils de chauffage et placez-les sur les dessins du bâtiment ;
• Résoudre les questions sur la configuration du système de chauffage, ainsi que sur les types de tuyaux et de raccords utilisés ;
• Dessinez un schéma du système de chauffage, où les nombres, les charges et les longueurs des sections requises seront visibles;
• Déterminez l'anneau de circulation principal le long duquel le liquide de refroidissement se déplace.

En règle générale, pour les bâtiments avec un petit nombre d'étages, un système de chauffage à deux tuyaux est utilisé, et pour les bâtiments avec un grand nombre d'étages, un système de chauffage à un seul tuyau est utilisé.

Comment sont effectués les calculs de calcul hydraulique

Certaines tâches doivent être résolues pour effectuer un calcul hydraulique du système de chauffage:

1. Déterminez le diamètre des tuyaux dans toutes les sections du système (n'oubliez pas de prendre en compte la vitesse de déplacement du caloporteur).
2. Calculer la perte de charge.
3. Résoudre l'équilibrage hydraulique.
4. Et, bien sûr, le débit du liquide de refroidissement.

Quels programmes gratuits existent pour cela ?

Comme vous pouvez le deviner, ce programme est conçu pour effectuer rapidement les calculs nécessaires. Tout d'abord, vous devez effectuer tous les réglages appropriés et sélectionner les équipements les plus adaptés. Ainsi, il est possible de créer des schémas complètement nouveaux. De plus, un schéma prêt à l'emploi peut être ajusté si nécessaire.

Ce logiciel combine harmonieusement les deux options, vous permettant de créer des conceptions originales et d'ajuster les anciennes. Le programme a les possibilités les plus larges concernant les calculs hydrauliques, du débit du liquide de refroidissement à la sélection des tuyaux du diamètre requis. Tous les résultats de votre travail peuvent être importés dans le système d'exploitation sous n'importe quelle forme.

Ce programme est disponible gratuitement. Il vous permet de calculer tout ce dont vous avez besoin pour les systèmes, quel que soit le nombre de tuyaux.La différence essentielle de "Hertz", qui le distingue favorablement des autres analogues, est que vous pouvez créer divers projets, à la fois dans de nouveaux bâtiments et dans des bâtiments reconstruits, dans lesquels le mélange de glycol est le liquide de refroidissement. Le programme a été certifié par OOO TsSPS.

La saisie des données est très pratique, car elle s'effectue graphiquement. Les résultats des calculs sont visualisés sous forme de diagrammes.

Avec lui, vous calculerez la surface ou le radiateur. Il se compose d'un ensemble spécial de quatre programmes similaires. Voyons donc les possibilités du programme :

1. Sélection de la canalisation en fonction du diamètre.
2. Sélection de radiateurs adaptés.
3. Il détermine la hauteur à laquelle les pompes doivent être placées.
4. Différents types de calculs de surfaces chauffantes.
5. Détermination de la température la plus appropriée.

Contrairement aux options précédentes, vous pouvez télécharger gratuitement uniquement une version d'essai du programme, qui, bien sûr, a certaines limitations. Tout d'abord, dans la grande majorité des options, vous pourrez non seulement importer une image dans le système d'exploitation, mais même l'imprimer. De plus, dans chaque candidature individuelle, il y a une sorte de limite : trois projets achevés pour un. Cependant, vous pouvez le modifier un nombre infini de fois, ce n'est pas interdit. Et, enfin, les projets finis seront enregistrés dans un format spécial, aucune autre version ne pourra lire une telle extension.

En conséquence, je voudrais noter que le calcul hydraulique du système de chauffage fait partie intégrante du système de contrôle moderne.Afin de choisir des vannes de régulation sans avoir une idée de ce qui se passe sur le marché en ce moment, vous devrez faire des calculs sur toute la surface de la structure, il est conseillé d'utiliser les plus riches possibles bibliothèque. Le fonctionnement de l'ensemble du système dépendra de l'exactitude de vos données.

Circuit bitube dans un immeuble en hauteur

Pour bien chauffer un appartement d'un immeuble à plusieurs étages, vous devez tout planifier dès le début. L'un des points clés de la planification est le calcul du diamètre du tuyau de chauffage.

La partie technique du dossier est appelée calcul hydraulique. Dans le même temps, les facteurs suivants influencent le choix du diamètre des tuyaux de chauffage:

• la longueur du système;
• température du liquide de refroidissement d'alimentation ;
• température de retour ;
• matériaux et accessoires;
• zone de la pièce;
• le degré de fatigue dans la pièce.

En d'autres termes, avant de calculer le diamètre du tuyau de chauffage, il est nécessaire de déterminer les performances hydrauliques du système. Vous ne pouvez effectuer indépendamment que des calculs approximatifs, qui peuvent également être utilisés dans la pratique.

Le diamètre des tuyaux d'un système de chauffage à deux tuyaux détermine directement la rapidité avec laquelle la chaleur de la chaudière atteindra le point final du circuit. Plus le passage conditionnel est petit, plus la vitesse du liquide de refroidissement est élevée.

Après tout, l'eau sur une plus longue période de temps aura le temps de dégager une plus grande quantité de chaleur.

La solution la plus simple pour calculer le diamètre d'un tuyau de chauffage consiste à adhérer au même passage conditionnel que dans le tuyau de dérivation qui entre dans votre appartement à partir de la colonne montante centrale.

Cela vous fera gagner du temps et des nerfs, car ce n'est pas un hasard si le développeur a installé un circuit avec une telle section. Avant que l'objet ne commence à construire, tous les calculs ont été effectués, y compris hydrauliques.

Si vous voulez tout calculer selon la formule, alors utiliser les informations du bloc suivant.

Le diamètre optimal d'un tuyau pour le chauffage dans un appartement et dans une maison privée jusqu'à 100 m² est de 25 mm. Ça fait référence à produits en polypropylène.

Données comment calculer le diamètre du tuyau pour le chauffage

Pour calculer le diamètre du pipeline, vous aurez besoin des données suivantes: il s'agit de la perte de chaleur totale de l'habitation, de la longueur du pipeline et du calcul de la puissance des radiateurs de chaque pièce, ainsi que de la méthode de câblage. . Le divorce peut être monotube, bitube, avoir une ventilation forcée ou naturelle.

Malheureusement, il est impossible de calculer avec précision la section transversale des tuyaux. D'une manière ou d'une autre, vous devrez choisir parmi plusieurs options. Ce point doit être précisé : une certaine quantité de chaleur doit être délivrée aux radiateurs, tout en assurant un chauffage homogène des batteries. Si nous parlons de systèmes à ventilation forcée, cela se fait à l'aide de tuyaux, d'une pompe et du liquide de refroidissement lui-même. Tout ce qui est nécessaire est de conduire la quantité requise de liquide de refroidissement pendant une certaine période de temps.

Il s'avère que vous pouvez choisir des tuyaux de plus petit diamètre et fournir le liquide de refroidissement à une vitesse plus élevée. Vous pouvez également faire un choix en faveur de tuyaux de plus grande section, mais réduire l'intensité de l'alimentation en liquide de refroidissement. La première option est préférée.

Vue d'ensemble des programmes de calculs hydrauliques

Exemple de programme pour le calcul du chauffage

En fait, tout calcul hydraulique des systèmes de chauffage de l'eau est une tâche d'ingénierie complexe.Pour le résoudre, un certain nombre de progiciels ont été développés qui simplifient la mise en œuvre de cette procédure.

Vous pouvez essayer de faire un calcul hydraulique du système de chauffage dans le shell Excel, en utilisant des formules toutes faites. Cependant, les problèmes suivants peuvent survenir :

• Grosse erreur. Dans la plupart des cas, les schémas monotubes ou bitubes sont pris comme exemple de calcul hydraulique d'un système de chauffage. Trouver de tels calculs pour le collecteur est problématique;
• Pour tenir compte correctement de la résistance hydraulique du pipeline, des données de référence sont nécessaires, qui ne sont pas disponibles dans le formulaire. Ils doivent être recherchés et saisis en plus.

Compte tenu de ces facteurs, les experts recommandent d'utiliser des programmes pour le calcul. La plupart d'entre eux sont payants, mais certains ont une version de démonstration avec des fonctionnalités limitées.

Oventrop CO

Programme de calcul hydraulique

Le programme le plus simple et le plus compréhensible pour le calcul hydraulique du système d'alimentation en chaleur. Une interface intuitive et des paramètres flexibles vous aideront à gérer rapidement les nuances de la saisie de données. Des problèmes mineurs peuvent survenir lors de la configuration initiale du complexe. Il sera nécessaire de saisir tous les paramètres du système, en commençant par le matériau du tuyau et en terminant par l'emplacement des éléments chauffants.

HERZ C.O.

Il se caractérise par la flexibilité des réglages, la possibilité d'effectuer un calcul hydraulique simplifié du chauffage à la fois pour un nouveau système d'alimentation en chaleur et pour la mise à niveau d'un ancien. Diffère des analogues dans une interface graphique pratique.

Instal-Therm HCR

Le progiciel est conçu pour la résistance hydraulique professionnelle du système d'alimentation en chaleur. La version gratuite a de nombreuses limitations.Portée - conception du chauffage dans les grands bâtiments publics et industriels.

Exemple de calcul hydraulique systèmes de chauffage:

Définition de la résistance

Souvent, les ingénieurs sont confrontés à des calculs de systèmes d'alimentation en chaleur pour de grandes installations. De tels systèmes nécessitent un grand nombre d'appareils de chauffage et des centaines de mètres courants de tuyaux. Vous pouvez calculer la résistance hydraulique du système de chauffage à l'aide d'équations ou de programmes automatisés spéciaux.

Pour déterminer la perte de chaleur relative due à l'adhérence dans la ligne, l'équation approximative suivante est utilisée : R = 510 4 v 1,9 / d 1,32 (Pa/m). L'application de cette équation est justifiée pour des vitesses n'excédant pas 1,25 m/s.

Si la valeur de la consommation d'eau chaude est connue, une équation approximative est utilisée pour trouver la section transversale à l'intérieur du tuyau : d = 0,75 √G (mm). Après avoir reçu le résultat, vous devrez vous référer à un tableau spécial pour obtenir la section transversale du passage conditionnel.

Le principe de fonctionnement d'un système de chauffage ouvert avec une pompe de circulation

Calcul des paramètres du liquide de refroidissement

Le calcul du liquide de refroidissement est réduit à la détermination des indicateurs suivants:

• la vitesse de déplacement des masses d'eau à travers le pipeline avec les paramètres donnés;
• leur température moyenne;
• consommation de porteurs associée aux exigences de performance des équipements de chauffage.

Les formules connues pour calculer les paramètres du liquide de refroidissement (en tenant compte de l'hydraulique) sont assez complexes et peu pratiques dans l'application pratique. Les calculatrices en ligne utilisent une approche simplifiée qui vous permet d'obtenir un résultat avec une erreur autorisée pour cette méthode.

Néanmoins, avant de commencer l'installation, il est important de veiller à acheter une pompe avec des indicateurs non inférieurs à ceux calculés.Ce n'est que dans ce cas que l'on est sûr que les exigences du système selon ce critère sont pleinement satisfaites et qu'il est capable de chauffer la pièce à des températures confortables.