Calcul hydraulique du système de chauffage avec formules et exemples

Paramètres dynamiques du liquide de refroidissement

Nous passons à l'étape suivante des calculs - analyse de la consommation du liquide de refroidissement. Dans la plupart des cas, le système de chauffage de l'appartement diffère des autres systèmes - cela est dû au nombre de panneaux chauffants et à la longueur du pipeline. La pression est utilisée comme une « force motrice » supplémentaire pour l'écoulement vertical à travers le système.

Dans les maisons privées à un ou plusieurs étages, les anciens immeubles d'appartements à panneaux, des systèmes de chauffage à haute pression sont utilisés, ce qui permet de transporter la substance dégageant de la chaleur dans toutes les sections du système de chauffage ramifié à plusieurs anneaux et d'élever l'eau sur toute la hauteur (jusqu'au 14e étage) de l'immeuble.

Au contraire, un appartement ordinaire de 2 ou 3 pièces avec chauffage autonome n'a pas une telle variété d'anneaux et de branches du système, il ne comprend pas plus de trois circuits.

Cela signifie que le transport du liquide de refroidissement se produit en utilisant le processus naturel d'écoulement de l'eau. Mais il est également possible d'utiliser des pompes de circulation, le chauffage étant assuré par une chaudière gaz/électrique.

Nous recommandons l'utilisation d'une pompe de circulation pour le chauffage de plus de 100 m2. Vous pouvez monter la pompe avant et après la chaudière, mais elle est généralement placée sur le «retour» - température de support inférieure, moins d'air, durée de vie de la pompe plus longue

Les spécialistes dans le domaine de la conception et de l'installation de systèmes de chauffage définissent deux approches principales en termes de calcul du volume de liquide de refroidissement :

1. Selon la capacité réelle du système. Tous les volumes de cavités sans exception sont additionnés, où le flux d'eau chaude s'écoulera: la somme de sections individuelles de tuyaux, de sections de radiateurs, etc. Mais c'est une option plutôt laborieuse.
2. Puissance chaudière. Ici, les avis des experts diffèrent beaucoup, certains disent 10, d'autres 15 litres par unité de puissance de chaudière.

D'un point de vue pragmatique, il faut tenir compte du fait que probablement le système de chauffage ne fournira pas seulement de l'eau chaude pour la pièce, mais chauffera également de l'eau pour la baignoire/douche, le lavabo, l'évier et le sèche-linge, et peut-être pour un hydromassage ou jacuzzi. Cette option est plus rapide.

Par conséquent, dans ce cas, nous recommandons de régler 13,5 litres par unité de puissance. En multipliant ce nombre par la puissance de la chaudière (8,08 kW), nous obtenons le volume estimé de masse d'eau - 109,08 litres.

La vitesse calculée du liquide de refroidissement dans le système est exactement le paramètre qui vous permet de sélectionner un diamètre de tuyau spécifique pour le système de chauffage.

Il est calculé selon la formule suivante :

V = (0,86 * W * k) / t-to,

où:

• W - puissance de la chaudière ;
• t est la température de l'eau fournie ;
• to est la température de l'eau dans le circuit de retour ;
• k - efficacité de la chaudière (0,95 pour une chaudière à gaz).

En remplaçant les données calculées dans la formule, nous avons: (0,86 * 8080 * 0,95) / 80-60 \u003d 6601,36 / 20 \u003d 330 kg / h. Ainsi, en une heure, 330 litres de liquide de refroidissement (eau) se déplacent dans le système, et la capacité du système est d'environ 110 litres.

Calcul thermique du chauffage : procédure générale

Le calcul thermique classique d'un système de chauffage est un document technique de synthèse qui reprend pas à pas les méthodes de calcul standard nécessaires.

Mais avant d'étudier ces calculs des principaux paramètres, vous devez décider du concept du système de chauffage lui-même.

Le système de chauffage se caractérise par une alimentation forcée et une évacuation involontaire de la chaleur dans la pièce.

Les principales tâches de calcul et de conception d'un système de chauffage:

• déterminer de la manière la plus fiable les pertes de chaleur;
• déterminer la quantité et les conditions d'utilisation du liquide de refroidissement ;
• sélectionner les éléments de génération, de mouvement et de transfert de chaleur aussi précisément que possible.

Lors de la construction d'un système de chauffage, il est nécessaire de collecter initialement diverses données sur la pièce / le bâtiment où le système de chauffage sera utilisé. Après avoir effectué le calcul des paramètres thermiques du système, analysez les résultats des opérations arithmétiques.

Sur la base des données obtenues, les composants du système de chauffage sont sélectionnés lors de l'achat, de l'installation et de la mise en service ultérieurs.

Le chauffage est un système à plusieurs composants pour assurer le régime de température approuvé dans une pièce/un bâtiment. C'est une partie séparée du complexe de communications d'un immeuble résidentiel moderne

Il est à noter que la méthode de calcul thermique indiquée permet de calculer avec précision un grand nombre de grandeurs décrivant spécifiquement le futur système de chauffage.

À la suite du calcul thermique, les informations suivantes seront disponibles :

• nombre de pertes de chaleur, puissance de la chaudière ;
• le nombre et le type de radiateurs thermiques pour chaque pièce séparément ;
• caractéristiques hydrauliques du pipeline ;
• volume, vitesse du caloporteur, puissance de la pompe à chaleur.

Le calcul thermique n'est pas un schéma théorique, mais des résultats assez précis et raisonnables, qu'il est recommandé d'utiliser dans la pratique lors de la sélection des composants d'un système de chauffage.

Aperçu du programme

Pour la commodité des calculs, des programmes amateurs et professionnels de calcul hydraulique sont utilisés.

Le plus populaire est Excel.

Vous pouvez utiliser le calcul en ligne dans Excel Online, CombiMix 1.0 ou le calculateur hydraulique en ligne. Le programme stationnaire est sélectionné en tenant compte des exigences du projet.

La principale difficulté à travailler avec de tels programmes est l'ignorance des bases de l'hydraulique. Dans certains d'entre eux, il n'y a pas de décodage des formules, les caractéristiques de branchement des pipelines et le calcul des résistances dans les circuits complexes ne sont pas pris en compte.

• HERZ C.O. 3.5 - effectue un calcul selon la méthode des pertes de charge linéaires spécifiques.
• DanfossCO et OvertopCO peuvent compter les systèmes de circulation naturelle.
• "Flow" (Flow) - vous permet d'appliquer la méthode de calcul avec une différence de température variable (glissante) le long des colonnes montantes.

Vous devez spécifier les paramètres d'entrée de données pour la température - Kelvin / Celsius.

Qu'est-ce qui est inclus dans le calcul ?

Avant de commencer les calculs, vous devez effectuer une série de graphiques

actions de ski (souvent un programme spécial est utilisé pour cela).Le calcul hydraulique consiste à déterminer l'indicateur de bilan thermique de la pièce dans laquelle se déroule le processus de chauffage.

Pour calculer le système, le circuit de chauffage le plus long est considéré, comprenant le plus grand nombre d'appareils, de robinetteries, de vannes de régulation et d'arrêt et la plus grande perte de charge en hauteur. Les quantités suivantes sont incluses dans le calcul :

• matériel de canalisation;
• la longueur totale de toutes les sections du tuyau ;
• diamètre du pipeline ;
• coudes de pipeline ;
• résistance des raccords, des raccords et des appareils de chauffage;
• la présence de contournements ;
• fluidité du liquide de refroidissement.

Pour prendre en compte tous ces paramètres, il existe des programmes informatiques spécialisés, tels que NTP Truboprovod, Oventrop CO, HERZ S.O. versions 3.5. ou plusieurs de leurs analogues, facilitant les calculs pour les spécialistes.

Ils contiennent les données de référence nécessaires pour chaque élément du système d'alimentation en chaleur et vous permettent d'automatiser le calcul lui-même. Cependant, l'utilisateur devra faire la part du lion du travail, déterminer les points clés et saisir toutes les données pour le calcul et les caractéristiques du schéma de pipeline. Pour plus de commodité, il est conseillé de remplir progressivement un formulaire pré-créé dans MS Excel.

Faire les bons calculs pour surmonter la résistance est le plus long, mais néo

Une étape nécessaire dans la conception des systèmes de chauffage à eau.

Détermination des pertes de charge dans les canalisations

La résistance à la perte de charge dans le circuit à travers lequel le liquide de refroidissement circule est déterminée comme leur valeur totale pour tous les composants individuels. Ces derniers comprennent :

• les pertes dans le circuit primaire, notées ∆Plk ;
• coûts caloporteurs locaux (∆Plm) ;
• perte de charge dans des zones particulières, appelées « générateurs de chaleur » sous la désignation ∆Ptg ;
• pertes à l'intérieur du système d'échange de chaleur intégré ∆Pto.

Après sommation de ces valeurs, on obtient l'indicateur recherché qui caractérise la résistance hydraulique totale du système ∆Pco.

En plus de cette méthode généralisée, il existe d'autres moyens de déterminer la perte de charge dans les tuyaux en polypropylène. L'un d'eux repose sur la comparaison de deux indicateurs liés au début et à la fin du pipeline. Dans ce cas, la perte de charge peut être calculée en soustrayant simplement ses valeurs initiale et finale, déterminées par deux manomètres.

Une autre option pour calculer l'indicateur souhaité est basée sur l'utilisation d'une formule plus complexe qui prend en compte tous les facteurs qui affectent les caractéristiques du flux de chaleur. Le ratio donné ci-dessous tient compte principalement de la perte de charge liquide due à la grande longueur de la canalisation.

• h est la perte de charge liquide, mesurée en mètres dans le cas étudié.
• λ est le coefficient de résistance hydraulique (ou frottement), déterminé par d'autres méthodes de calcul.
• L est la longueur totale du pipeline desservi, qui est mesurée en mètres courants.
• D est la taille interne du tuyau, qui détermine le volume du débit de liquide de refroidissement.
• V est le débit de fluide, mesuré en unités standard (mètre par seconde).
• Le symbole g est l'accélération de la chute libre, qui est de 9,81 m/s2.

La perte de pression se produit en raison du frottement du fluide sur la surface intérieure des tuyaux

Les pertes causées par le coefficient élevé de frottement hydraulique sont d'un grand intérêt. Cela dépend de la rugosité des surfaces intérieures des tuyaux.Les rapports utilisés dans ce cas ne sont valables que pour des ébauches tubulaires de forme ronde standard. La formule finale pour les trouver ressemble à ceci :

• V - la vitesse de déplacement des masses d'eau, mesurée en mètres / seconde.
• D - diamètre intérieur, qui détermine l'espace libre pour le mouvement du liquide de refroidissement.
• Le coefficient au dénominateur indique la viscosité cinématique du liquide.

Ce dernier indicateur fait référence à des valeurs constantes et se trouve selon des tableaux spéciaux publiés en grande quantité sur Internet.

La procédure de calcul des paramètres hydrauliques de chauffage

Chauffage sur le plan de la maison

Lors de la première étape du calcul des paramètres du système de chauffage, un schéma préliminaire doit être établi, indiquant l'emplacement de tous les composants. Ainsi, la longueur totale du réseau est déterminée, le nombre de radiateurs, le volume d'eau, ainsi que les caractéristiques des appareils de chauffage sont calculés.

Comment faire un calcul hydraulique de chauffage sans expérience dans de tels calculs? Il ne faut pas oublier que pour une alimentation en chaleur autonome, il est important de choisir le bon diamètre de tuyau. C'est à partir de cette étape que les calculs doivent commencer.

Détermination du diamètre de tuyau optimal

Types de tuyaux pour le chauffage

Le calcul hydraulique le plus simplifié du système de chauffage ne comprend que le calcul de la section transversale des canalisations. Souvent, lors de la conception de petits systèmes, ils s'en passent. Pour ce faire, prenez les paramètres suivants de diamètres de tuyaux, en fonction du type d'apport de chaleur:

• Schéma ouvert à circulation gravitationnelle. Tuyaux d'un diamètre de 30 à 40 mm. Une telle section plus importante est nécessaire pour réduire les pertes dues au frottement de l'eau sur la surface interne du réseau ;
• Système fermé à circulation forcée. La section transversale des canalisations varie de 8 à 24 mm. Plus il est petit, plus la pression sera élevée dans le système et, par conséquent, le volume total du liquide de refroidissement diminuera. Mais en même temps, les pertes hydrauliques vont augmenter.

S'il existe un programme spécialisé pour le calcul hydraulique du système de chauffage, il suffit de renseigner les données sur les caractéristiques techniques de la chaudière et de transférer le schéma de chauffage. Le progiciel déterminera le diamètre de tuyau optimal.

Tableau de sélection du diamètre intérieur des canalisations

Les données reçues peuvent être vérifiées indépendamment. La procédure pour effectuer manuellement un calcul hydraulique d'un système de chauffage à deux tuyaux lors du calcul du diamètre des canalisations consiste à calculer les paramètres suivants:

• V est la vitesse de déplacement de l'eau. Elle doit être comprise entre 0,3 et 0,6 m/s. Déterminé par les performances de l'équipement de pompage ;
• Q est le flux de chaleur. C'est le rapport de la quantité de chaleur passant sur une certaine période de temps - 1 seconde;
• G - débit d'eau. Mesuré en kg/heure. Dépend directement du diamètre du pipeline.

À l'avenir, pour effectuer un calcul hydraulique des systèmes de chauffage de l'eau, vous devrez connaître le volume total de la pièce chauffée - m³. Supposons que cette valeur pour une pièce soit de 50 m³. Connaissant la puissance de la chaudière de chauffage (24 kW), on calcule le flux thermique final :

Q=50/24=2.083kW

tableau de consommation d'eau en fonction du diamètre du tuyau

Ensuite, pour sélectionner le diamètre de tuyau optimal, vous devez utiliser les données du tableau compilées lors d'un calcul hydraulique du système de chauffage dans Excel.

Dans ce cas, le diamètre intérieur optimal du tuyau dans une section particulière du système sera de 10 mm.

À l'avenir, pour effectuer un exemple de calcul hydraulique d'un système de chauffage, vous pourrez connaître le débit d'eau approximatif, qui sifflera à partir du diamètre du tuyau.

Prise en compte de la résistance locale dans le tronc

Exemple de calcul hydraulique de chauffage

Une étape tout aussi importante est le calcul de la résistance hydraulique du système de chauffage dans chaque section de l'autoroute. Pour ce faire, l'ensemble du système d'alimentation en chaleur est conditionnellement divisé en plusieurs zones. Il est préférable de faire les calculs pour chaque pièce de la maison.

Les quantités suivantes seront nécessaires comme données initiales pour entrer dans le programme de calcul hydraulique du système de chauffage :

• La longueur du tuyau sur le site, lm;
• Diamètre de la ligne. L'ordre de calcul est décrit ci-dessus ;
• Débit requis. Cela dépend aussi du diamètre du tuyau et de la puissance de la pompe de circulation ;
• Données de référence spécifiques à chaque type de matériau de fabrication - coefficient de frottement (λ), pertes par frottement (ΔР) ;
• La masse volumique de l'eau à une température de +80°C sera de 971,8 kg/m³.

Connaissant ces données, il est possible de faire un calcul hydraulique simplifié du système de chauffage. Le résultat de ces calculs peut être vu dans le tableau. Lors de l'exécution de ce travail, il ne faut pas oublier que plus la zone de chauffage sélectionnée est petite, plus les données des paramètres généraux du système seront précises. Comme il sera difficile de faire un calcul hydraulique de l'apport de chaleur la première fois, il est recommandé d'effectuer une série de calculs pour un certain intervalle de canalisation. Il est souhaitable qu'il contienne le moins d'appareils supplémentaires possible - radiateurs, vannes, etc.

Conditions initiales de l'exemple

Pour une explication plus concrète de tous les détails de l'erreur de calcul hydraulique, prenons un exemple précis d'une habitation ordinaire.Nous avons un appartement classique de 2 pièces dans une maison à panneaux d'une superficie totale de 65,54 m2, qui comprend deux pièces, une cuisine, un WC et une salle de bain séparés, un double couloir, un double balcon.

Après la mise en service, nous avons reçu les informations suivantes concernant l'état de préparation de l'appartement. L'appartement décrit comprend des murs constitués de structures monolithiques en béton armé traitées avec du mastic et de la terre, des fenêtres constituées d'un profilé avec des verres à deux chambres, des portes intérieures en polystyrène et des carreaux de céramique au sol de la salle de bain.

Un bâtiment typique à panneaux de 9 étages avec quatre entrées. Il y a 3 appartements à chaque étage : un appartement 2 pièces et deux appartements 3 pièces. L'appartement est situé au cinquième étage

De plus, le logement présenté est déjà équipé d'un câblage en cuivre, de distributeurs et d'un bouclier séparé, d'une cuisinière à gaz, d'une salle de bains, d'un lavabo, d'une cuvette de toilettes, d'un sèche-serviettes, d'un évier.

Et surtout, il existe déjà des radiateurs de chauffage en aluminium dans les pièces à vivre, la salle de bain et la cuisine. La question concernant les tuyaux et la chaudière reste ouverte.

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Calcul de l'hydraulique des canaux de chauffage

Le calcul hydraulique du système de chauffage se résume généralement à la sélection des diamètres des tuyaux posés dans des sections distinctes du réseau. Lors de sa réalisation, les facteurs suivants doivent être pris en compte :

• la valeur de la pression et ses chutes dans la canalisation à un débit de circulation de fluide caloporteur donné ;
• ses dépenses estimées ;
• tailles typiques des produits tubulaires utilisés.

Lors du calcul du premier de ces paramètres, il est important de prendre en compte la puissance de l'équipement de pompage. Elle doit suffire à vaincre la résistance hydraulique des circuits de chauffage. Dans ce cas, la longueur totale des tuyaux en polypropylène est d'une importance décisive, avec une augmentation dans laquelle la résistance hydraulique totale de l'ensemble des systèmes augmente.

Dans ce cas, la longueur totale des tuyaux en polypropylène est d'une importance décisive, avec une augmentation dans laquelle la résistance hydraulique totale de l'ensemble des systèmes augmente.

Sur la base des résultats du calcul, les indicateurs nécessaires à l'installation ultérieure du système de chauffage et correspondant aux exigences des normes en vigueur sont déterminés

Dans ce cas, la longueur totale des tuyaux en polypropylène est d'une importance décisive, avec une augmentation dans laquelle la résistance hydraulique totale de l'ensemble des systèmes augmente. Sur la base des résultats du calcul, les indicateurs nécessaires à l'installation ultérieure du système de chauffage et correspondant aux exigences des normes en vigueur sont déterminés.

Nombre de vitesses de pompe

De par sa conception, la pompe de circulation est un moteur électrique relié mécaniquement à l'arbre de la turbine, dont les pales poussent le liquide chauffé hors de la chambre de travail dans la ligne du circuit de chauffage.

En fonction du degré de contact avec le liquide de refroidissement, les pompes sont divisées en dispositifs à rotor sec et humide. Dans le premier, seule la partie inférieure de la roue est immergée dans l'eau, tandis que le second fait passer tout le flux à travers lui-même.

Les modèles à rotor sec ont un coefficient de performance (COP) plus élevé, mais créent un certain nombre d'inconvénients dus au bruit pendant le fonctionnement. Leurs homologues à rotor noyé sont plus confortables à utiliser, mais moins performants.

Les pompes de circulation modernes peuvent fonctionner en deux ou trois modes de vitesse, en maintenant différentes pressions dans le système de chauffage. L'utilisation de cette option vous permet de chauffer rapidement la pièce à la vitesse maximale, puis de sélectionner le mode de fonctionnement optimal et de réduire la consommation d'énergie de l'appareil jusqu'à 50 %.

La commutation des vitesses s'effectue à l'aide d'un levier spécial monté sur le corps de la pompe. Certains modèles disposent d'un système de contrôle automatique qui modifie le régime moteur en fonction de la température de l'air dans la pièce chauffée.

Étapes de calcul

Il est nécessaire de calculer les paramètres de chauffage d'une maison en plusieurs étapes:

• calcul des déperditions de chaleur à domicile;
• sélection du régime de température;
• sélection de radiateurs de chauffage par puissance;
• calcul hydraulique du système;
• sélection de la chaudière.

Le tableau vous aidera à comprendre le type de puissance de radiateur dont vous avez besoin pour votre pièce.

Calcul de la perte de chaleur

La partie thermotechnique du calcul est réalisée sur la base des données initiales suivantes :

• conductivité thermique spécifique de tous les matériaux utilisés dans la construction d'une maison privée;
• dimensions géométriques de tous les éléments du bâtiment.

La charge thermique sur le système de chauffage dans ce cas est déterminée par la formule:
Mk \u003d 1,2 x Tp, où

Tp - perte de chaleur totale du bâtiment ;

Mk - puissance de la chaudière;

1,2 - facteur de sécurité (20%).

Pour les bâtiments individuels, le chauffage peut être calculé selon une méthode simplifiée : la surface totale des locaux (y compris les couloirs et autres locaux non résidentiels) est multipliée par la puissance climatique spécifique, et le produit résultant est divisé par 10.

La valeur de la puissance climatique spécifique dépend du chantier et est égale à :

• pour les régions centrales de la Russie - 1,2 - 1,5 kW;
• pour le sud du pays - 0,7 - 0,9 kW;
• pour le nord - 1,5 - 2,0 kW.

Une technique simplifiée vous permet de calculer le chauffage sans recourir à l'aide coûteuse d'organismes de conception.

Conditions de température et choix des radiateurs

Le mode est déterminé en fonction de la température du liquide de refroidissement (il s'agit le plus souvent d'eau) en sortie de la chaudière de chauffage, de l'eau renvoyée à la chaudière, ainsi que de la température de l'air à l'intérieur du local.

Le mode optimal, selon les normes européennes, est le ratio 75/65/20.

Pour sélectionner les radiateurs de chauffage avant l'installation, vous devez d'abord calculer le volume de chaque pièce. Pour chaque région de notre pays, la quantité d'énergie thermique requise par mètre cube d'espace a été établie. Par exemple, pour la partie européenne du pays, ce chiffre est de 40 watts.

Pour déterminer la quantité de chaleur pour une pièce particulière, il est nécessaire de multiplier sa valeur spécifique par la cylindrée et d'augmenter le résultat de 20% (multiplier par 1,2).Sur la base du chiffre obtenu, le nombre requis d'éléments chauffants est calculé. Le fabricant indique leur puissance.

Par exemple, chaque ailette d'un radiateur standard en aluminium a une puissance de 150 W (à une température d'eau de 70°C). Pour déterminer le nombre de radiateurs requis, il est nécessaire de diviser l'énergie thermique requise par la puissance d'un élément chauffant.

Calcul hydraulique

Il existe des programmes spéciaux pour le calcul hydraulique.

L'une des étapes coûteuses de la construction est l'installation du pipeline. Un calcul hydraulique du système de chauffage d'une maison privée est nécessaire pour déterminer les diamètres des tuyaux, le volume du vase d'expansion et la sélection correcte de la pompe de circulation. Le résultat du calcul hydraulique sont les paramètres suivants :

• Consommation de caloporteur dans son ensemble ;
• Perte de pression du caloporteur dans le système ;
• Perte de charge de la pompe (chaudière) vers chaque réchauffeur.

Comment déterminer le débit du liquide de refroidissement ? Pour ce faire, il faut multiplier sa capacité calorifique spécifique (pour l'eau, ce chiffre est de 4,19 kJ / kg * deg. C) et la différence de température à la sortie et à l'entrée, puis diviser la puissance totale du système de chauffage par la résultat.

Le diamètre du tuyau est sélectionné en fonction de la condition suivante : la vitesse de l'eau dans la canalisation ne doit pas dépasser 1,5 m/s. Sinon, le système fera du bruit. Mais il existe également une limite de vitesse inférieure - 0,25 m / s. L'installation de la canalisation nécessite l'évaluation de ces paramètres.

Si cette condition est négligée, une aération des tuyaux peut se produire.Avec des sections correctement sélectionnées, une pompe de circulation intégrée à la chaudière est suffisante pour le fonctionnement du système de chauffage.

La perte de charge pour chaque section est calculée comme le produit de la perte de charge spécifique (spécifiée par le fabricant du tuyau) et de la longueur de la section de canalisation. Dans les spécifications d'usine, ils sont également indiqués pour chaque raccord.

Sélection de la chaudière et quelques aspects économiques

La chaudière est sélectionnée en fonction du degré de disponibilité d'un type de combustible particulier. Si le gaz est connecté à la maison, cela n'a aucun sens d'acheter du combustible solide ou de l'électricité. Si vous avez besoin de l'organisation de l'alimentation en eau chaude, la chaudière n'est pas choisie en fonction de la puissance de chauffage: dans ce cas, l'installation d'appareils à deux circuits d'une puissance d'au moins 23 kW est choisie. Avec une productivité moindre, ils ne fourniront qu'un seul point de prise d'eau.

Exemple d'hydraulique de système de chauffage

Et maintenant, regardons un exemple de la façon d'effectuer un calcul hydraulique d'un système de chauffage. Pour ce faire, on prend le tronçon de la ligne principale sur lequel on observe des pertes de chaleur relativement stables. Il est caractéristique que le diamètre du pipeline ne change pas.

Pour déterminer un tel site, nous devons nous baser sur des informations sur le bilan thermique dans le bâtiment où le système lui-même sera situé. N'oubliez pas que ces sections doivent être numérotées à partir du générateur de chaleur. En ce qui concerne les nœuds qui seront situés sur le site d'approvisionnement, ils doivent être signés en majuscules.

S'il n'y a pas de tels nœuds sur l'autoroute, nous ne les marquons que par de petits traits. Pour les points nodaux (ils seront situés dans des sections de branche), nous utilisons des chiffres arabes.Si un système de chauffage horizontal est utilisé, le numéro à chaque point indiquera le numéro de l'étage. Les nœuds de collecte du flux doivent également être marqués de petits traits. A noter que chacun de ces nombres doit obligatoirement être composé de deux chiffres : un pour le début de la section, le second, donc, pour sa fin.

Tableau de résistance

Une information important! Si un système de type vertical est calculé, toutes les contremarches doivent également être marquées de chiffres arabes et aller strictement dans le sens des aiguilles d'une montre.

Faites un plan d'estimation détaillé à l'avance pour faciliter la détermination de la longueur totale de l'autoroute. L'exactitude de l'estimation n'est pas qu'un mot, l'exactitude doit être maintenue jusqu'à dix centimètres !

Calculs précis de la charge thermique

Valeur de conductivité thermique et résistance au transfert de chaleur pour les matériaux de construction

Mais encore, ce calcul de la charge thermique optimale sur le chauffage ne donne pas la précision de calcul requise. Il ne prend pas en compte le paramètre le plus important - les caractéristiques du bâtiment. Le principal est la résistance au transfert de chaleur du matériau pour la fabrication d'éléments individuels de la maison - murs, fenêtres, plafond et sol. Ils déterminent le degré de conservation de l'énergie thermique reçue du caloporteur du système de chauffage.

Qu'est-ce que la résistance au transfert de chaleur (R) ? C'est l'inverse de la conductivité thermique (λ) - la capacité de la structure du matériau à transférer de l'énergie thermique. Ceux. plus la valeur de conductivité thermique est élevée, plus la perte de chaleur est élevée. Cette valeur ne peut pas être utilisée pour calculer la charge calorifique annuelle, car elle ne tient pas compte de l'épaisseur du matériau (d). Par conséquent, les experts utilisent le paramètre de résistance au transfert de chaleur, qui est calculé par la formule suivante :

Calcul pour les murs et les fenêtres

Résistance au transfert de chaleur des murs des bâtiments résidentiels

Il existe des valeurs normalisées ​​​​de résistance au transfert de chaleur des murs, qui dépendent directement de la région où se trouve la maison.

Contrairement au calcul élargi de la charge de chauffage, vous devez d'abord calculer la résistance au transfert de chaleur pour les murs extérieurs, les fenêtres, le sol du premier étage et le grenier. Prenons comme base les caractéristiques suivantes de la maison:

• Surface murale - 280 m². Il comprend des fenêtres - 40 m² ;
• Le matériau du mur est de la brique pleine (λ=0,56). L'épaisseur des murs extérieurs est de 0,36 m. Sur cette base, nous calculons la résistance de transmission TV - R \u003d 0,36 / 0,56 \u003d 0,64 m² * C / W;
• Pour améliorer les propriétés d'isolation thermique, une isolation externe a été installée - mousse de polystyrène de 100 mm d'épaisseur. Pour lui λ=0.036. En conséquence R \u003d 0,1 / 0,036 \u003d 2,72 m² * C / W;
• La valeur R globale des murs extérieurs est de 0,64 + 2,72 = 3,36 ce qui est un très bon indicateur de l'isolation thermique de la maison ;
• Résistance au transfert de chaleur des fenêtres - 0,75 m² * C / W (fenêtre à double vitrage avec remplissage d'argon).

En effet, les pertes de chaleur à travers les murs seront :

(1/3.36)*240+(1/0.75)*40= 124 W à 1°C de différence de température

Nous prenons les indicateurs de température de la même manière que pour le calcul élargi de la charge de chauffage + 22 ° С à l'intérieur et -15 ° С à l'extérieur. Un calcul supplémentaire doit être effectué selon la formule suivante :

Calcul de ventilation

Ensuite, vous devez calculer les pertes par ventilation. Le volume d'air total dans le bâtiment est de 480 m³. Dans le même temps, sa densité est approximativement égale à 1,24 kg / m³. Ceux. sa masse est de 595 kg. En moyenne, l'air est renouvelé cinq fois par jour (24 heures). Dans ce cas, pour calculer la charge horaire maximale pour le chauffage, vous devez calculer la perte de chaleur pour la ventilation :

(480*40*5)/24= 4000 kJ ou 1,11 kWh

En résumant tous les indicateurs obtenus, vous pouvez trouver la perte de chaleur totale de la maison :

De cette manière, la charge de chauffage maximale exacte est déterminée. La valeur résultante dépend directement de la température extérieure. Par conséquent, pour calculer la charge annuelle du système de chauffage, il est nécessaire de prendre en compte les changements de conditions météorologiques. Si la température moyenne pendant la saison de chauffage est de -7°C, alors la charge totale de chauffage sera égale à :

(124*(22+7)+((480*(22+7)*5)/24))/3600)*24*150(jours saison chauffage)=15843 kW

En modifiant les valeurs de température, vous pouvez effectuer un calcul précis de la charge thermique pour n'importe quel système de chauffage.

Aux résultats obtenus, il faut ajouter la valeur des pertes de chaleur par le toit et le sol. Cela peut être fait avec un facteur de correction de 1,2 - 6,07 * 1,2 \u003d 7,3 kW / h.

La valeur résultante indique le coût réel du vecteur énergétique pendant le fonctionnement du système. Il existe plusieurs façons de réguler la charge de chauffage du chauffage. Le plus efficace d'entre eux est de réduire la température dans les pièces où il n'y a pas de présence constante de résidents. Cela peut être fait à l'aide de contrôleurs de température et de capteurs de température installés. Mais en même temps, un système de chauffage à deux tuyaux doit être installé dans le bâtiment.

Pour calculer la valeur exacte de la perte de chaleur, vous pouvez utiliser le programme spécialisé Valtec. La vidéo montre un exemple de travail avec elle.

Anatoly Konevetsky, Crimée, Yalta

Anatoly Konevetsky, Crimée, Yalta

Chère Olga ! Désolé de vous recontacter.Quelque chose selon vos formules me donne une charge thermique impensable : Cyr \u003d 0,01 * (2 * 9,8 * 21,6 * (1-0,83) + 12,25) \u003d 0,84 Qot \u003d 1,626 * 25600 * 0,37 * ((22-(- 6)) * 1,84 * 0,000001 \u003d 0,793 Gcal / heure Selon la formule agrandie ci-dessus, il s'avère que 0,149 Gcal / heure.Je ne comprends pas ce qui ne va pas ? Veuillez expliquer !

Anatoly Konevetsky, Crimée, Yalta