Calcul du système de chauffage d'une maison privée: règles et exemples de calcul

Sélection chaudière

La chaudière peut être de plusieurs types :

• Chaudière électrique;
• Chaudière à combustible liquide ;
• Chaudière à gaz;
• Chaudière à combustible solide ;
• Chaudière mixte.

En plus des frais de combustible, il sera nécessaire d'effectuer une inspection préventive de la chaudière au moins une fois par an. Il est préférable d'appeler un spécialiste à ces fins. Vous devrez également effectuer un nettoyage préventif des filtres. Les chaudières fonctionnant au gaz sont les plus simples à utiliser. Ils sont également assez bon marché à entretenir et à réparer. Une chaudière à gaz ne convient que dans les maisons qui ont accès à une conduite de gaz.

Les chaudières de cette classe se distinguent par un haut degré de sécurité.Les chaudières modernes sont conçues de telle manière qu'elles ne nécessitent pas de pièce spéciale pour la chaufferie. Les chaudières modernes se caractérisent par une belle apparence et peuvent s'intégrer avec succès à l'intérieur de n'importe quelle cuisine.

Chaudière à gaz dans la cuisine

À ce jour, les chaudières semi-automatiques fonctionnant aux combustibles solides sont particulièrement populaires. Certes, ces chaudières présentent un inconvénient, à savoir qu'une fois par jour, il est nécessaire de charger du combustible. De nombreux fabricants produisent de telles chaudières entièrement automatisées. Dans de telles chaudières, le combustible solide est chargé hors ligne.

Cependant, ces chaudières sont un peu plus problématiques. En plus du problème principal, qui est que l'électricité est assez chère maintenant, ils peuvent également surcharger le réseau. Dans les petits villages, une moyenne allant jusqu'à 3 kW par heure est allouée par maison, mais cela ne suffit pas pour une chaudière, et il faut garder à l'esprit que le réseau sera chargé non seulement avec le fonctionnement de la chaudière.

chaudière électrique

Pour organiser le système de chauffage d'une maison privée, vous pouvez également installer une chaudière à combustible liquide. L'inconvénient de telles chaudières est qu'elles peuvent susciter des critiques du point de vue de l'écologie et de la sécurité.

Calcul de la puissance de la chaudière

Avant de calculer le chauffage de la maison, vous devez le faire en calculant la puissance de la chaudière. L'efficacité de l'ensemble du système de chauffage dépendra principalement de la puissance de la chaudière. L'essentiel dans ce domaine est de ne pas en faire trop, car une chaudière trop puissante consommera plus de carburant que nécessaire. Et si la chaudière est trop faible, il ne sera pas possible de chauffer correctement la maison, ce qui affectera négativement le confort de la maison.

Par conséquent, le calcul du système de chauffage d'une maison de campagne est important.Vous pouvez choisir une chaudière de la puissance requise si vous calculez simultanément la perte de chaleur spécifique du bâtiment pour toute la période de chauffage

Le calcul du chauffage domestique - la perte de chaleur spécifique peut être effectué par la méthode suivante :

q_loger= Q_an/F_h

Qyear est la consommation d'énergie thermique pour toute la période de chauffage ;

Fh est la surface de la maison qui est chauffée ;

Tableau de sélection de la puissance de la chaudière en fonction de la zone à chauffer

Pour calculer le chauffage d'une maison de campagne - la consommation d'énergie nécessaire au chauffage d'une maison privée, vous devez utiliser la formule suivante et un outil tel qu'une calculatrice:

Q_an=β_h*[Q_k-(Q_{vn b}+Q_s)*ν

β_h - c'est le coefficient de prise en compte de la consommation de chaleur supplémentaire par le système de chauffage.

Q_{vn b} - les recettes de chaleur à caractère domestique, typiques de toute la période de chauffe.

Qk est la valeur de la perte de chaleur totale de la maison.

Q_s - c'est le flux de chaleur sous forme de rayonnement solaire qui pénètre dans la maison par les fenêtres.

Avant de calculer le chauffage d'une maison privée, il convient de considérer que différents types de locaux se caractérisent par des conditions de température et des indicateurs d'humidité de l'air différents. Ils sont présentés dans le tableau suivant :

Voici un tableau qui montre les coefficients d'ombrage d'une ouverture de type lumière et la quantité relative de rayonnement solaire qui pénètre par les fenêtres.

Si vous envisagez d'installer un chauffe-eau, la superficie de la maison sera en grande partie un facteur déterminant. Si la maison a une superficie totale de pas plus de 100 mètres carrés. mètres, alors un système de chauffage à circulation naturelle convient également. Si la maison a une plus grande surface, un système de chauffage à circulation forcée est obligatoire.Le calcul du système de chauffage de la maison doit être effectué avec précision et correctement.

Canalisation simple de section constante

Les principaux rapports de conception pour un pipeline simple sont les suivants: équation de Bernoulli, équation de débit Q \u003d const et formules de calcul des pertes de charge par frottement sur la longueur du tuyau et dans les résistances locales.

Lors de l'application de l'équation de Bernoulli dans un calcul particulier, les recommandations suivantes peuvent être prises en compte. Tout d'abord, vous devez définir deux sections de conception et un plan de comparaison dans la figure. Il est recommandé de prendre comme sections :

la surface libre du liquide dans le réservoir, où la vitesse est nulle, c'est-à-dire V = 0 ;

la sortie du flux dans l'atmosphère, où la pression dans la section du jet est égale à la pression ambiante, c'est-à-dire pa6c = ratm ou pis6 = 0 ;

section dans laquelle la pression est réglée (ou doit être déterminée) (relevés d'un manomètre ou d'un vacuomètre);

section sous le piston, où la surpression est déterminée par la charge externe.

Le plan de comparaison est commodément dessiné à travers le centre de gravité de l'une des sections calculées, généralement située en dessous (alors les hauteurs géométriques des sections sont 0).

Supposons qu'un pipeline simple de section constante soit situé arbitrairement dans l'espace (Fig. 1), ait une longueur totale l et un diamètre d et contienne un certain nombre de résistances locales. Dans la section initiale (1-1), la hauteur géométrique est égale à z1 et à la surpression p1, et dans la finale (2-2), respectivement, z2 et p2. La vitesse d'écoulement dans ces sections due à la constance du diamètre du tuyau est la même et égale à v.

L'équation de Bernoulli pour les sections 1-1 et 2-2, en tenant compte de , ressemblera à :

ou

,

somme des coefficients des résistances locales.

Pour la commodité des calculs, nous introduisons le concept de tête de conception

,

٭

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Exemple de calcul thermique

Comme exemple de calcul thermique, il y a une maison ordinaire d'un étage avec quatre salons, une cuisine, une salle de bain, un «jardin d'hiver» et des buanderies.

Fondation d'une dalle monolithique en béton armé (20 cm), murs extérieurs - béton (25 cm) avec plâtre, toit - plafonds en poutres en bois, toit - tuiles métalliques et laine minérale (10 cm)

Désignons les paramètres initiaux de la maison nécessaires aux calculs.

Dimensions du bâtiment :

• hauteur du sol - 3 m;
• petite fenêtre de l'avant et de l'arrière du bâtiment 1470 * 1420 mm ;
• grande fenêtre de façade 2080*1420 mm ;
• portes d'entrée 2000*900 mm;
• portes arrière (sortie sur la terrasse) 2000*1400 (700 + 700) mm.

La largeur totale du bâtiment est de 9,5 m2, la longueur est de 16 m2. Seuls les salons (4 unités), une salle de bain et une cuisine seront chauffés.

Pour un calcul précis de la perte de chaleur sur les murs, la surface de toutes les fenêtres et portes doit être soustraite de la surface des murs extérieurs - il s'agit d'un type de matériau complètement différent avec son propre résistance thermique

On commence par calculer les aires des matériaux homogènes :

• surface au sol - 152 m2;
• surface de toit - 180 m2, compte tenu de la hauteur du grenier de 1,3 m et de la largeur de la piste - 4 m;
• surface de fenêtre - 3*1,47*1,42+2,08*1,42=9,22 m2 ;
• zone de porte - 2*0,9+2*2*1,4=7,4 m2.

La superficie des murs extérieurs sera égale à 51*3-9,22-7,4=136,38 m2.

Passons au calcul de la perte de chaleur sur chaque matériau :

• Q_sol\u003d S * ∆T * k / d \u003d 152 * 20 * 0,2 / 1,7 \u003d 357,65 W;
• Q_toit\u003d 180 * 40 * 0,1 / 0,05 \u003d 14400 W;
• Q_{la fenêtre}=9.22*40*0.36/0.5=265.54W ;
• Q_{des portes}=7.4*40*0.15/0.75=59.2W ;

Et aussi Q_mur équivalent à 136,38*40*0,25/0,3=4546. La somme de toutes les pertes de chaleur sera de 19628,4 W.

En conséquence, nous calculons la puissance de la chaudière: P_Chaudière= Q_pertes*S_{chauffage_de_pièce}*K/100=19628.4*(10.4+10.4+13.5+27.9+14.1+7.4)*1.25/100=19628.4*83.7*1.25/100=20536.2=21 kW.

Calculons le nombre de sections de radiateur pour l'une des pièces. Pour tous les autres, les calculs sont similaires. Par exemple, une pièce d'angle (à gauche, coin inférieur du schéma) a une superficie de 10,4 m2.

Donc N=(100*k1*k2*k3*k4*k5*k6*k7)/C=(100*10.4*1.0*1.0*0.9*1.3*1.2*1.0*1.05)/180=8.5176=9.

Cette pièce nécessite 9 sections d'un radiateur de chauffage d'une puissance calorifique de 180 watts.

Nous procédons au calcul de la quantité de liquide de refroidissement dans le système - W=13,5*P=13,5*21=283,5 l. Cela signifie que la vitesse du liquide de refroidissement sera : V=(0.86*P*μ)/∆T=(0.86*21000*0.9)/20=812.7 l.

En conséquence, le renouvellement complet de tout le volume de liquide de refroidissement dans le système équivaudra à 2,87 fois par heure.

1. Calcul du système de chauffage d'une maison privée: règles et exemples de calcul
2. Calcul thermique d'un bâtiment : spécificités et formules pour effectuer les calculs + exemples pratiques

Comment calculer le nombre et les volumes optimaux d'échangeurs de chaleur

Lors du calcul du nombre de radiateurs requis, il convient de prendre en compte le matériau dans lequel ils sont fabriqués. Le marché propose désormais trois types de radiateurs métalliques :

• Fonte,
• Aluminium,
• alliage bimétallique.

Tous ont leurs propres caractéristiques. La fonte et l'aluminium ont le même taux de transfert de chaleur, mais l'aluminium se refroidit rapidement et la fonte se réchauffe lentement, mais retient la chaleur pendant longtemps. Les radiateurs bimétalliques chauffent rapidement, mais refroidissent beaucoup plus lentement que ceux en aluminium.

Lors du calcul du nombre de radiateurs, d'autres nuances doivent également être prises en compte:

• l'isolation thermique du sol et des murs permet d'économiser jusqu'à 35% de chaleur,
• la pièce d'angle est plus fraîche que les autres et nécessite plus de radiateurs,
• l'utilisation de fenêtres à double vitrage sur les fenêtres permet d'économiser 15% d'énergie thermique,
• jusqu'à 25 % de l'énergie thermique « sort » par le toit.

Le nombre de radiateurs de chauffage et de sections qu'ils contiennent dépend de nombreux facteurs.

Conformément aux normes SNiP, 100 W de chaleur sont nécessaires pour chauffer 1 m3. Par conséquent, 50 m3 nécessiteront 5000 watts. Si un dispositif bimétallique pour 8 sections émet 120 W, alors à l'aide d'une simple calculatrice, nous calculons : 5000 : 120 = 41,6. Après arrondi, nous obtenons 42 radiateurs.

Vous pouvez utiliser la formule approximative pour calculer les sections de radiateur :

N*= E/P *100

Le symbole (*) indique que la partie fractionnaire est arrondie selon des règles mathématiques générales, N est le nombre de sections, S est la surface de la pièce en m2 et P est la puissance calorifique d'une section en W.

Formules

Parce que nous, cher lecteur, n'empiétons pas sur l'obtention d'un diplôme en génie thermique, nous n'allons pas commencer à grimper dans la jungle.

Un calcul simplifié du diamètre de la canalisation de chauffage est effectué selon la formule D \u003d 354 * (0,86 * Q / Dt) / v, dans laquelle:

• D est la valeur souhaitée du diamètre en centimètres.
• Q est la charge thermique sur la section correspondante du circuit.
• Dt est le delta de température entre les conduites d'alimentation et de retour. Dans un système autonome typique, il est d'environ 20 degrés.
• v est le débit de fluide caloporteur dans les canalisations.

Il semble que nous n'ayons pas assez de données pour continuer.

Pour calculer le diamètre des tuyaux de chauffage, nous avons besoin de:

1. Découvrez à quelle vitesse le liquide de refroidissement peut se déplacer.
2. Apprenez à calculer la puissance thermique de l'ensemble du système et de ses sections individuelles.

Vitesse du liquide de refroidissement

Il doit respecter une paire de conditions aux limites.

D'une part, le liquide de refroidissement doit tourner dans le circuit environ trois fois par heure.Dans un autre cas, le delta de température chéri augmentera sensiblement, rendant le chauffage des radiateurs inégal. De plus, par grand froid, on profitera pleinement de la réelle possibilité de dégivrage des parties les plus fraîches du circuit.

Sinon, une vitesse trop élevée générera du bruit hydraulique. S'endormir au son de l'eau dans les canalisations est un plaisir, disons, pour un amateur.

La plage de débits de 0,6 à 1,5 mètre par seconde est considérée comme acceptable ; parallèlement à cela, dans la plupart des cas, la valeur maximale autorisée est utilisée dans les calculs - 1,5 m / s.

Energie thermique

Voici un schéma de calcul pour la résistance thermique normalisée des murs (pour le centre du pays - 3,2 m2 * C / W).

• Pour une maison privée, 60 watts par mètre cube d'espace sont pris comme puissance de base.
• A ceux-ci s'ajoutent 100 watts pour chaque fenêtre et 200 pour chaque porte.
• Le résultat est multiplié par un coefficient régional en fonction du territoire climatique :

Température moyenne de janvier	Coefficient
-40	2,0
-25	1,6
-15	1,4
-5	1
0,8

Ainsi, une pièce d'un volume de 300 m2 avec trois portes et fenêtres à Krasnodar (la température moyenne de janvier est de + 0,6 C) nécessitera (300 * 60 + (3 * 100 + 200)) * 0,8 \u003d 14800 watts de chaleur .

Pour les bâtiments dont la résistance thermique des murs diffère considérablement de celle normalisée, un autre schéma simplifié est utilisé: Q \u003d V * Dt * K / 860, où:

• Q est le besoin de puissance thermique en kilowatts.
• V - la quantité d'espace chauffé en mètres cubes.
• Dt - différence de température entre la rue et la pièce au plus fort du froid.

Coefficient d'isolation	Description des enveloppes du bâtiment
0,6 — 0,9	Couche de mousse ou de laine minérale, toit isolé, triple vitrage à économie d'énergie
1,-1,9	Maçonnerie en briques et demie, fenêtres double vitrage à une chambre
2 — 2,9	Maçonnerie, fenêtres à pans de bois sans isolation
3-4	Pose en demi-brique, vitrage en un fil

Où obtenir la charge pour une section distincte du circuit ? Il est calculé par le volume de la pièce chauffée par cette zone, en utilisant l'une des méthodes ci-dessus.

Calcul du système de chauffage

Lors de la planification d'un système de chauffage pour une maison privée, l'étape la plus difficile et la plus cruciale consiste à effectuer des calculs hydrauliques - vous devez déterminer la résistance du système de chauffage.

Après tout, prenant par eux-mêmes la façon de calculer le volume du système de chauffage et de planifier davantage le système, peu de gens savent qu'il est d'abord nécessaire d'effectuer un travail de conception graphique. En particulier, les paramètres suivants doivent être déterminés et affichés sur le plan du système de chauffage :

bilan thermique des locaux dans lesquels seront situés les appareils de chauffage;
le type d'appareils de chauffage et de surfaces d'échange de chaleur les plus appropriés, les indiquer sur le plan préliminaire du système de chauffage ;
le type de système de chauffage le plus adapté, choisissez la configuration la plus adaptée. Vous devez également créer une disposition détaillée de la chaudière de chauffage, du pipeline.
choisissez le type de canalisation, déterminez les éléments supplémentaires nécessaires à un travail de haute qualité (vannes, vannes, capteurs). Indiquez leur emplacement sur le schéma préliminaire du système.
créer un diagramme axonométrique complet. Il doit indiquer le nombre de sections, leur durée et le niveau de charge thermique.
planifier et afficher sur le schéma le circuit de chauffage principal

Dans ce cas, il est important de prendre en compte le débit maximum du liquide de refroidissement.

Schéma de principe du chauffage

Système de chauffage à deux tubes

Pour tout système de chauffage, la section calculée de la canalisation est le segment sur lequel le diamètre ne change pas et où un flux de liquide de refroidissement stable se produit. Le dernier paramètre est calculé à partir du bilan thermique de la pièce.

Pour calculer un système de chauffage à deux tuyaux, une numérotation préliminaire des sections doit être effectuée. Il commence par un élément chauffant (chaudière). Tous les points nodaux de la ligne d'alimentation, auxquels le système bifurque, doivent être marqués en majuscules.

Système de chauffage à deux tubes

Les nœuds correspondants situés sur les conduites principales préfabriquées doivent être indiqués par des tirets. Les points de ramification des branches instrumentales (sur la colonne montante nodale) sont le plus souvent indiqués par des chiffres arabes. Ces désignations correspondent au numéro d'étage (si un système de chauffage horizontal est mis en œuvre) ou au numéro de colonne montante (système vertical). Dans ce cas, à la jonction du flux de liquide de refroidissement, ce nombre est indiqué par un trait supplémentaire.

Pour la meilleure exécution possible du travail, chaque section doit être numérotée.

Il est important de prendre en compte que le nombre doit être composé de deux valeurs - le début et la fin de la section

équilibrage hydraulique

L'équilibrage des pertes de charge dans le système de chauffage est effectué au moyen de vannes de régulation et d'arrêt.

L'équilibrage hydraulique du système est effectué sur la base de:

• charge de calcul (débit massique de liquide de refroidissement) ;
• les données des fabricants de tuyaux sur la résistance dynamique ;
• le nombre de résistances locales dans la zone considérée ;
• caractéristiques techniques des raccords.

Les caractéristiques d'installation - perte de charge, montage, capacité - sont définies pour chaque vanne. Ils déterminent les coefficients de débit de liquide de refroidissement dans chaque colonne montante, puis dans chaque appareil.

La perte de charge est directement proportionnelle au carré du débit de liquide de refroidissement et se mesure en kg/h, où

S est le produit de la pression spécifique dynamique, exprimée en Pa/(kg/h), et du coefficient réduit de résistance locale de la section (ξpr).

Le coefficient réduit ξpr est la somme de toutes les résistances locales du système.

Détermination du débit de liquide de refroidissement et des diamètres de tuyauterie

Tout d'abord, chaque branche de chauffage doit être divisée en sections, en commençant par la toute fin. La répartition se fait par consommation d'eau, et elle varie d'un radiateur à l'autre. Cela signifie qu'après chaque batterie, une nouvelle section commence, cela est illustré dans l'exemple présenté ci-dessus. Nous partons de la 1ère section et trouvons le débit massique du liquide de refroidissement, en nous concentrant sur la puissance du dernier réchauffeur :

G = 860q/ ∆t, où :

• G est le débit de liquide de refroidissement, kg/h ;
• q est la puissance thermique du radiateur dans la zone, kW;
• Δt est la différence de température dans les conduites d'alimentation et de retour, prend généralement 20 ºС.

Pour la première section, le calcul du liquide de refroidissement ressemble à ceci :

860 x 2 / 20 = 86 kg/h.

Le résultat obtenu doit être immédiatement appliqué au diagramme, mais pour d'autres calculs, nous en aurons besoin dans d'autres unités - litres par seconde. Pour effectuer un virement, vous devez utiliser la formule :

GV = G /3600ρ, où :

• GV – débit volumique d'eau, l/s ;
• ρ est la densité de l'eau, à une température de 60 ºС, elle est égale à 0,983 kg / litre.

Dans ces tableaux, les valeurs des diamètres des tuyaux en acier et en plastique sont publiées, en fonction du débit et de la vitesse du liquide de refroidissement.Si vous passez à la page 31, puis dans le tableau 1 pour les tuyaux en acier, la première colonne indique les débits en l / s. Afin de ne pas effectuer un calcul complet des tuyaux pour le système de chauffage d'une maison fréquente, il vous suffit de sélectionner le diamètre en fonction du débit, comme indiqué dans la figure ci-dessous:

Ainsi, pour notre exemple, la taille interne du passage doit être de 10 mm. Mais comme ces tuyaux ne sont pas utilisés pour le chauffage, nous acceptons en toute sécurité le pipeline DN15 (15 mm). Nous le mettons sur le diagramme et passons à la deuxième section. Puisque le radiateur suivant a la même capacité, il n'est pas nécessaire d'appliquer les formules, on prend le débit d'eau précédent et on le multiplie par 2 et on obtient 0,048 l/s. Encore une fois, nous nous tournons vers le tableau et y trouvons la valeur appropriée la plus proche. Dans le même temps, n'oubliez pas de surveiller la vitesse d'écoulement de l'eau v (m / s) afin qu'elle ne dépasse pas les limites spécifiées (sur les figures, elle est marquée dans la colonne de gauche par un cercle rouge):

Comme vous pouvez le voir sur la figure, la section n ° 2 est également posée avec un tuyau DN15. De plus, selon la première formule, on retrouve le débit dans la section n°3 :

860 x 1,5 / 20 = 65 kg / h et convertissez-le en d'autres unités :

65 / 3600 x 0,983 = 0,018 l/s.

En l'ajoutant à la somme des coûts des deux sections précédentes, nous obtenons: 0,048 + 0,018 = 0,066 l / s et revenons au tableau. Puisque dans notre exemple nous ne calculons pas le système gravitationnel, mais le système de pression, alors le tuyau DN15 est adapté à la vitesse du liquide de refroidissement cette fois aussi :

En procédant ainsi, nous calculons toutes les sections et appliquons toutes les données à notre diagramme axonométrique :

Calcul du nombre de sections d'appareils de chauffage

Le système de chauffage ne sera pas efficace si le nombre optimal de sections de radiateur n'est pas calculé.Un calcul incorrect conduira au fait que les pièces seront chauffées de manière inégale, la chaudière fonctionnera à la limite de ses capacités ou, au contraire, gaspillera du combustible «inactif».

Certains propriétaires croient que plus il y a de piles, mieux c'est. Cependant, cela allonge le parcours du fluide caloporteur, qui se refroidit progressivement, ce qui signifie que les dernières pièces du système risquent de se retrouver sans chaleur. La circulation forcée du liquide de refroidissement résout en partie ce problème. Mais il ne faut pas perdre de vue la puissance de la chaudière, qui peut tout simplement « ne pas tirer » le système.

Pour calculer le nombre de sections, vous avez besoin des valeurs suivantes :

• la superficie de la pièce chauffée (plus celle adjacente, où il n'y a pas de radiateurs);
• puissance d'un radiateur (indiquée dans la fiche technique);

tenir compte du fait que pour 1 m². m

l'espace de vie nécessitera 100 W de puissance pour la Russie centrale (selon les exigences du SNiP).

La surface de la pièce est multipliée par 100 et le montant résultant est divisé par les paramètres de puissance du radiateur installé.

Un exemple pour une pièce de 25 mètres carrés. compteurs et puissance radiateur 120 W : (20x100) / 185 = 10,8 = 11

C'est la formule la plus simple, avec une hauteur de pièces non standard ou leur configuration complexe, d'autres valeurs sont utilisées.

Comment calculer correctement le chauffage dans une maison privée si la puissance du radiateur est inconnue pour une raison quelconque? Par défaut, la puissance statique moyenne de 200 watts est prise. Vous pouvez prendre les valeurs moyennes de certains types de radiateurs. Pour bimétallique, ce chiffre est de 185 W, pour l'aluminium - 190 W. Pour la fonte, la valeur est bien inférieure - 120 watts.

Si le calcul est effectué pour les pièces d'angle, le résultat peut être multiplié en toute sécurité par un facteur de 1,2.

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

Pour le calcul hydraulique il y a des programmes spéciaux.

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.

Sélection et installation d'appareils de chauffage

La chaleur est transférée de la chaudière aux locaux au moyen d'appareils de chauffage. Ils sont divisés en :

• émetteurs infrarouges;
• rayonnement convectif (tous types de radiateurs);
• convectif (côtelé).

Les émetteurs infrarouges sont moins courants, mais sont considérés comme plus efficaces, car ils ne chauffent pas l'air, mais les objets qui se trouvent dans la zone de l'émetteur. Pour un usage domestique, on connaît des radiateurs infrarouges portables qui convertissent le courant électrique en rayonnement infrarouge.

Les appareils des deux derniers points sont les plus largement utilisés en raison de leurs qualités de consommation optimales.

Pour calculer le nombre requis de sections de l'appareil de chauffage, il est nécessaire de connaître la quantité de transfert de chaleur de chaque section.

Environ 100 W de puissance sont nécessaires pour 1 m². Par exemple, si la puissance d'une section du radiateur est de 170 W, alors un radiateur de 10 sections (1,7 kW) peut chauffer une pièce de 17 m². Dans le même temps, la hauteur de plafond par défaut est supposée ne pas dépasser 2,7 m.

En plaçant le radiateur dans une niche profonde sous le rebord de la fenêtre, vous réduisez le transfert de chaleur de 10 % en moyenne. Lorsqu'il est placé sur une boîte décorative, la perte de chaleur atteint 15 à 20 %.

En respectant des règles simples, vous pouvez augmenter l'efficacité du transfert de chaleur des radiateurs de chauffage :

• pour une neutralisation maximale des flux d'air froid avec de l'air chaud, les radiateurs sont installés strictement sous les fenêtres, en gardant une distance entre eux d'au moins 5 cm.
• Le centre de la fenêtre et le radiateur doivent coïncider ou s'écarter de 2 cm au maximum ;
• les batteries de chaque pièce sont placées au même niveau horizontalement ;
• la distance entre le radiateur et le sol doit être d'au moins 6 cm;
• entre la surface arrière de l'appareil de chauffage et le mur doit être d'au moins 2 à 5 cm.

Le choix des chaudières pour chauffer une maison privée

Les appareils de chauffage utilisés par le système de chauffage domestique peuvent être des types suivants :

• Nervuré ou convectif ;
• Radiatif-convectif;
• Radiation. Les radiateurs à rayonnement sont rarement utilisés pour organiser un système de chauffage dans une maison privée.

Les chaudières modernes ont les caractéristiques indiquées dans le tableau suivant :

Lorsque le chauffage est calculé dans une maison en bois, ce tableau peut vous aider dans une certaine mesure. Lors de l'installation d'appareils de chauffage, vous devez respecter certaines exigences:

• La distance entre l'appareil de chauffage et le sol doit être d'au moins 60 mm. Grâce à cette distance, le système de chauffage domestique vous permettra de nettoyer dans un endroit difficile à atteindre.
• La distance entre l'appareil de chauffage et le rebord de la fenêtre doit être d'au moins 50 mm, afin que le radiateur puisse être retiré sans problème en cas de problème.
• Les ailettes des appareils de chauffage doivent être situées en position verticale.
• Il est souhaitable de monter des appareils de chauffage sous les fenêtres ou près des fenêtres.
• Le centre de l'appareil de chauffage doit correspondre au centre de la fenêtre.

S'il y a plusieurs radiateurs dans la même pièce, ils doivent être situés au même niveau.

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 prend en compte, tout d'abord, perte de charge liquidienne en raison de la longueur du pipeline.

• 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.

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.