Comment calculer vous-même le système de chauffage d'une maison privée

Calcul hydraulique de l'alimentation en eau

Bien sûr, «l'image» du calcul de la chaleur pour le chauffage ne peut être complète sans calculer des caractéristiques telles que le volume et la vitesse du liquide de refroidissement. Dans la plupart des cas, le fluide caloporteur est de l'eau ordinaire à l'état liquide ou gazeux d'agrégation.

Il est recommandé de calculer le volume réel du liquide de refroidissement en additionnant toutes les cavités du système de chauffage. Lors de l'utilisation d'une chaudière à circuit unique, c'est la meilleure option. Lors de l'utilisation de chaudières à double circuit dans le système de chauffage, il est nécessaire de prendre en compte la consommation d'eau chaude à des fins hygiéniques et domestiques

Le calcul du volume d'eau chauffée par une chaudière à double circuit pour fournir de l'eau chaude aux habitants et chauffer le liquide de refroidissement s'effectue en sommant le volume interne du circuit de chauffage et les besoins réels des utilisateurs en eau chauffée.

Le volume d'eau chaude dans le système de chauffage est calculé par la formule:

W=k*P, où

• W est le volume du caloporteur ;
• P est la puissance de la chaudière de chauffage ;
• k est le facteur de puissance (le nombre de litres par unité de puissance est de 13,5, la plage est de 10 à 15 litres).

En conséquence, la formule finale ressemble à ceci :

L=13,5*P

La vitesse du liquide de refroidissement est l'évaluation dynamique finale du système de chauffage, qui caractérise la vitesse de circulation du fluide dans le système.

Cette valeur permet d'évaluer le type et le diamètre du pipeline :

V=(0.86*P*μ)/∆T, où

• P - puissance de la chaudière ;
• μ – efficacité de la chaudière ;
• ∆T est la différence de température entre l'eau d'alimentation et l'eau de retour.

En utilisant les méthodes de calcul hydraulique ci-dessus, il sera possible d'obtenir des paramètres réels qui constituent la «base» du futur système de chauffage.

Détermination de la puissance de la chaudière

Pour maintenir la différence de température entre l'environnement et la température à l'intérieur de la maison, un système de chauffage autonome est nécessaire pour maintenir la température souhaitée dans chaque pièce d'une maison privée.

La base du système de chauffage est constituée de différents types de chaudières: à combustible liquide ou solide, électrique ou à gaz.

La chaudière est le nœud central du système de chauffage qui génère de la chaleur. La principale caractéristique de la chaudière est sa puissance, à savoir le taux de conversion de la quantité de chaleur par unité de temps.

Après avoir calculé la charge thermique pour le chauffage, nous obtenons la puissance nominale requise de la chaudière.

Pour un appartement multi-pièces ordinaire, la puissance de la chaudière est calculée en fonction de la surface et de la puissance spécifique :

R_Chaudière=(S_locaux*R_spécifique)/10, où

• S_locaux- la superficie totale de la pièce chauffée;
• R_spécifique– puissance spécifique relative aux conditions climatiques.

Mais cette formule ne tient pas compte des déperditions de chaleur, qui sont suffisantes dans une maison particulière.

Il existe un autre ratio qui tient compte de ce paramètre :

R_Chaudière=(Q_pertes*S)/100, où

• R_Chaudière– puissance chaudière ;
• Q_pertes- perte de chaleur;
• S - zone chauffée.

La puissance nominale de la chaudière doit être augmentée. La réserve est nécessaire s'il est prévu d'utiliser la chaudière pour chauffer l'eau de la salle de bain et de la cuisine.

Dans la plupart des systèmes de chauffage des maisons privées, il est recommandé d'utiliser un vase d'expansion dans lequel l'alimentation en liquide de refroidissement sera stockée. Chaque maison privée a besoin d'eau chaude

Afin de prévoir une réserve de marche de la chaudière, il faut ajouter le facteur de sécurité K à la dernière formule :

R_Chaudière=(Q_pertes*S*K)/100, où

K - sera égal à 1,25, c'est-à-dire que la puissance nominale de la chaudière sera augmentée de 25%.

Ainsi, la puissance de la chaudière permet de maintenir la température standard de l'air dans les pièces du bâtiment, ainsi que d'avoir un volume d'eau chaude initial et supplémentaire dans la maison.

Calcul de la puissance thermique du système de chauffage

La puissance thermique du système de chauffage est la quantité de chaleur qui doit être générée dans la maison pour une vie confortable pendant la saison froide.

Calcul thermique de la maison

Il existe une relation entre la surface totale de chauffage et la puissance de la chaudière. Dans le même temps, la puissance de la chaudière doit être supérieure ou égale à la puissance de tous les appareils de chauffage (radiateurs).Le calcul standard d'ingénierie thermique pour les locaux d'habitation est le suivant : 100 W de puissance pour 1 m² de surface chauffée plus 15 à 20 % de la marge.

Le calcul du nombre et de la puissance des appareils de chauffage (radiateurs) doit être effectué individuellement pour chaque pièce. Chaque radiateur a une certaine puissance calorifique. Dans les radiateurs sectionnels, la puissance totale est la somme de la puissance de toutes les sections utilisées.

Dans les systèmes de chauffage simples, les méthodes de calcul de puissance ci-dessus sont suffisantes. L'exception concerne les bâtiments avec une architecture non standard, de grandes surfaces vitrées, de hauts plafonds et d'autres sources de perte de chaleur supplémentaire. Dans ce cas, une analyse et un calcul plus détaillés utilisant des facteurs multiplicateurs seront nécessaires.

Calcul thermotechnique prenant en compte les déperditions de chaleur de la maison

Le calcul des pertes de chaleur à la maison doit être effectué pour chaque pièce séparément, en tenant compte des fenêtres, des portes et des murs extérieurs.

Plus en détail, les données suivantes sont utilisées pour les données de perte de chaleur :

• Épaisseur et matériau des murs, revêtements.
• Structure et matériau du toit.
• Type et matériau de fondation.
• Type de vitrage.
• Type de chape.

Pour déterminer la puissance minimale requise du système de chauffage, en tenant compte des pertes de chaleur, vous pouvez utiliser la formule suivante :

Qt (kWh) = V × ΔT × K ⁄ 860, où :

Qt est la charge thermique de la pièce.

V est le volume de la pièce chauffée (largeur × longueur × hauteur), m³.

ΔT est la différence entre la température de l'air extérieur et la température intérieure requise, °C.

K est le coefficient de perte de chaleur du bâtiment.

860 - conversion du coefficient en kWh.

Le coefficient de déperdition thermique du bâtiment K dépend du type de construction et de l'isolation de la pièce :

La différence entre la température de l'air extérieur et la température intérieure requise ΔT est déterminée en fonction des conditions météorologiques spécifiques et du niveau de confort requis dans la maison. Par exemple, si la température extérieure est de -20 °C et que +20 °C est prévu à l'intérieur, alors ΔT = 40 °C.

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 à 150 W/m². 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.

Vue d'ensemble des programmes de calculs hydrauliques

Essentiellement, tout calcul hydraulique des systèmes de chauffage de l'eau est considéré comme une tâche d'ingénierie difficile. Pour le résoudre, un certain nombre de progiciels ont été développés qui facilitent la mise en œuvre d'une telle procédure.

Vous pouvez essayer d'effectuer 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 de nombreux cas, un ou deux schémas de tuyauterie sont pris comme exemple de calcul hydraulique pour les systèmes de chauffage. Trouver les mêmes calculs pour le collecteur est problématique ;
• Pour prendre correctement en compte la résistance en termes d'hydraulique de canalisation, des données de référence sont nécessaires, qui ne sont pas disponibles dans le formulaire. Ils doivent être recherchés et saisis en plus.

Oventrop CO

Le programme le plus simple et le plus clair pour le calcul hydraulique du réseau de chaleur. Une interface intuitive et des paramètres flexibles peuvent vous aider à gérer rapidement les moments invisibles de la saisie de données. De petits problèmes peuvent apparaître lors de la première configuration du complexe. Vous devrez entrer tous les paramètres du système, en commençant par le matériau du tuyau lui-même et en terminant par le placement des éléments chauffants.

Il se distingue par la flexibilité des réglages, la possibilité de faire le calcul hydraulique le plus simple de l'apport de chaleur à la fois pour un nouveau réseau de chauffage et pour la mise à niveau d'un ancien. Il se démarque des substituts avec une bonne interface graphique.

Instal-Therm HCR

Le progiciel est calculé pour une résistance professionnelle en termes d'hydraulique du système de chauffage. La version gratuite a beaucoup de contre-indications. Le domaine d'utilisation est la conception de l'approvisionnement en chaleur dans les grands bâtiments publics et industriels.

Dans des conditions pratiques, pour l'alimentation en chaleur autonome d'appartements et de maisons privés, le calcul hydraulique n'est pas toujours effectué. Cependant, cela peut entraîner une détérioration du fonctionnement du système de chauffage et une panne rapide de ses composants - radiateurs, tuyaux et chaudière. Pour éviter cela, il est nécessaire de calculer les paramètres du système dans le temps et de les comparer avec les paramètres réels pour l'optimisation ultérieure du fonctionnement de l'alimentation en chaleur.

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.

Caractéristiques de la sélection d'une pompe de circulation

La pompe est sélectionnée selon deux critères :

1. Quantité de liquide pompée, exprimée en mètres cubes par heure (m³/h).
2. Hauteur manométrique exprimée en mètres (m).

Avec la pression, tout est plus ou moins clair - c'est la hauteur à laquelle le liquide doit être élevé et se mesure du point le plus bas au point le plus haut ou jusqu'à la pompe suivante, si le projet en prévoit plusieurs.

Volume du vase d'expansion

Tout le monde sait qu'un liquide a tendance à augmenter de volume lorsqu'il est chauffé. Pour que le système de chauffage ne ressemble pas à une bombe et ne coule pas du tout, il existe un vase d'expansion dans lequel l'eau déplacée du système est collectée.

Quel volume faut-il acheter ou fabriquer un tank ?

C'est simple, connaître les caractéristiques physiques de l'eau.

Le volume calculé de liquide de refroidissement dans le système est multiplié par 0,08. Par exemple pour un liquide de refroidissement de 100 litres, le vase d'expansion aura un volume de 8 litres.

Parlons plus en détail de la quantité de fluide pompé.

La consommation d'eau dans le système de chauffage est calculée selon la formule :

G = Q / (c * (t2 - t1)), où :

• G - consommation d'eau dans le système de chauffage, kg / s;
• Q est la quantité de chaleur qui compense la perte de chaleur, W ;
• c - capacité thermique spécifique de l'eau, cette valeur est connue et égale à 4200 J / kg * ᵒС (notez que tous les autres caloporteurs ont de moins bonnes performances par rapport à l'eau);
• t2 est la température du liquide de refroidissement entrant dans le système, ᵒС ;
• t1 est la température du liquide de refroidissement à la sortie du système, ᵒС ;

Recommandation! Pour un séjour confortable, le delta de température du caloporteur à l'entrée doit être de 7 à 15 degrés. La température du sol dans le système "plancher chaud" ne doit pas dépasser 29ᵒ C. Par conséquent, vous devrez déterminer par vous-même quel type de chauffage sera installé dans la maison: y aura-t-il des batteries, un «plancher chaud» ou une combinaison de plusieurs types.

Le résultat de cette formule donnera le débit de liquide de refroidissement par seconde de temps pour reconstituer les pertes de chaleur, puis cet indicateur est converti en heures.

Conseils! Très probablement, la température pendant le fonctionnement variera en fonction des circonstances et de la saison, il est donc préférable d'ajouter immédiatement 30% de la réserve à cet indicateur.

Considérez l'indicateur de la quantité estimée de chaleur nécessaire pour compenser les pertes de chaleur.

C'est peut-être le critère le plus complexe et le plus important qui nécessite des connaissances en ingénierie, qui doivent être abordées de manière responsable.

S'il s'agit d'une maison privée, l'indicateur peut varier de 10-15 W / m² (ces indicateurs sont typiques des "maisons passives") à 200 W / m² ou plus (s'il s'agit d'un mur mince sans ou avec une isolation insuffisante) .

En pratique, les organisations de construction et de commerce prennent comme base l'indicateur de perte de chaleur - 100 W / m².

Recommandation : Calculez cet indicateur pour une maison particulière dans laquelle un système de chauffage sera installé ou reconstruit. Pour ce faire, des calculateurs de perte de chaleur sont utilisés, tandis que les pertes pour les murs, les toits, les fenêtres et les sols sont calculées séparément. Ces données permettront de connaître la quantité de chaleur physiquement dégagée par la maison vers l'environnement dans une région particulière avec ses propres régimes climatiques.

Nous multiplions le chiffre de perte calculé par la superficie de la maison, puis le substituons dans la formule de consommation d'eau.

Vous devez maintenant traiter une question telle que la consommation d'eau dans le système de chauffage d'un immeuble.

Calcul des pertes de chaleur et de la chaudière pour le chauffage domestique en ligne

A l'aide de notre calculateur de calcul de chauffage pour une maison privée, vous pouvez facilement connaître la puissance de chaudière nécessaire pour chauffer votre "nid douillet".

Comme vous vous en souvenez, pour calculer le taux de perte de chaleur, vous devez connaître plusieurs valeurs des principaux composants de la maison, qui représentent ensemble plus de 90% des pertes totales. Pour votre commodité, nous avons ajouté au calculateur uniquement les champs que vous pouvez remplir sans connaissances particulières :

• vitrage;
• isolation thermique;
• le rapport de la surface des fenêtres et du sol ;
• Température extérieure;
• le nombre de murs donnant sur l'extérieur;
• quelle pièce est au-dessus de celle calculée ;
• hauteur de la pièce ;
• zone de la chambre.

Après avoir obtenu la valeur de la perte de chaleur à la maison, un facteur de correction de 1,2 est pris pour calculer la puissance de chaudière requise.

Comment travailler sur la calculatrice

N'oubliez pas que plus le vitrage est épais et meilleure est l'isolation thermique, moins il faudra de puissance de chauffage.

Pour obtenir des résultats, vous devez répondre aux questions suivantes :

1. Choisissez l'un des types de vitrages proposés (triple ou double vitrage, double vitrage classique).
2. Comment vos murs sont-ils isolés ? Isolation solide et épaisse à partir de quelques couches de laine minérale, mousse de polystyrène, EPPS pour le nord et la Sibérie. Peut-être que vous vivez en Russie centrale et qu'une couche d'isolation vous suffit. Ou faites-vous partie de ceux qui construisent une maison dans les régions du sud et une double brique creuse lui convient.
3. Quel est votre ratio fenêtre/surface au sol, en %. Si vous ne connaissez pas cette valeur, elle est calculée très simplement : divisez la surface au sol par la surface de la fenêtre et multipliez par 100 %.
4. Entrez la température hivernale minimale pour quelques saisons et arrondissez. N'utilisez pas la température moyenne pour les hivers, sinon vous risquez d'avoir une chaudière plus petite et la maison ne sera pas suffisamment chauffée.
5. Calcule-t-on pour toute la maison ou juste pour un mur ?
6. Ce qui est au-dessus de notre chambre. Si vous avez une maison à un étage, sélectionnez le type de grenier (froid ou chaud), si le deuxième étage, puis une pièce chauffée.
7. La hauteur des plafonds et la superficie de la pièce sont nécessaires pour calculer le volume de l'appartement, qui à son tour est la base de tous les calculs.

Exemple de calcul :

• maison à un étage dans la région de Kaliningrad;
• longueur de mur 15 et 10 m, isolé avec une couche de laine minérale ;
• hauteur sous plafond 3 m ;
• 6 fenêtres de 5 m2 dont une fenêtre à double vitrage ;
• la température minimale des 10 dernières années est de 26 degrés;
• nous calculons pour les 4 murs ;
• d'en haut un grenier chauffé chaud;

La superficie de notre maison est de 150 m2 et la superficie des fenêtres est de 30 m2. 30/150*100=20% rapport fenêtre/sol.

Nous savons tout le reste, nous sélectionnons les champs appropriés dans la calculatrice et nous obtenons que notre maison perdra 26,79 kW de chaleur.

26,79 * 1,2 \u003d 32,15 kW - la capacité de chauffage requise de la chaudière.

Classification des systèmes de chauffage d'une maison privée

Tout d'abord, les systèmes de chauffage diffèrent par le type de liquide de refroidissement et sont :

• l'eau, la plus courante et la plus pratique ;
• air, dont une variante est un système à feu ouvert (c'est-à-dire une cheminée classique);
• électrique, le plus pratique à utiliser.

À leur tour, les systèmes de chauffage de l'eau dans une maison privée sont classés en fonction du type de câblage et sont monotube, collecteur et bitube. De plus, pour eux il existe également un classement selon le vecteur énergétique nécessaire au fonctionnement de l'appareil de chauffage (gaz, combustible solide ou liquide, électricité), et selon le nombre de circuits (1 ou 2). Ces systèmes sont également divisés par matériau de tuyau (cuivre, acier, polymères).

Sélection de l'élément chauffant

Les chaudières sont conditionnellement divisées en plusieurs groupes en fonction du type de combustible utilisé:

• électrique;
• carburant liquide;
• gaz;
• combustible solide;
• combiné.

Parmi tous les modèles proposés, les plus populaires sont les appareils fonctionnant au gaz. C'est ce type de carburant qui est relativement rentable et abordable. De plus, un équipement de ce type ne nécessite pas de connaissances et de compétences particulières pour sa maintenance, et l'efficacité de ces unités est assez élevée, ce dont d'autres unités aux fonctionnalités identiques ne peuvent se vanter. Mais en même temps, les chaudières à gaz ne conviennent que si votre maison est raccordée à une conduite de gaz centralisée.

Détermination de la puissance de la chaudière

Avant de calculer le chauffage, il est nécessaire de déterminer le débit de l'appareil de chauffage, car l'efficacité de l'installation thermique dépend de cet indicateur. Ainsi, une unité à haut rendement consommera beaucoup de ressources en carburant, tandis qu'une unité à faible puissance ne sera pas en mesure de fournir pleinement un chauffage de haute qualité. C'est pour cette raison que le calcul du système de chauffage est un processus important et responsable.

Vous ne pouvez pas entrer dans des formules complexes pour calculer les performances de la chaudière, mais utilisez simplement le tableau ci-dessous. Il indique la surface de la structure chauffée et la puissance de l'appareil de chauffage, ce qui peut créer des conditions de température complètes pour y vivre.

Finalement

Comme vous pouvez le voir, le calcul de la capacité de chauffage revient à calculer la valeur totale des quatre éléments ci-dessus.

Tout le monde ne peut pas déterminer la capacité requise du fluide de travail dans le système avec une précision mathématique. Par conséquent, ne voulant pas effectuer le calcul, certains utilisateurs agissent comme suit. Pour commencer, le système est rempli à environ 90%, après quoi les performances sont vérifiées. Purger ensuite l'air accumulé et poursuivre le remplissage.

Pendant le fonctionnement du système de chauffage, une diminution naturelle du niveau du liquide de refroidissement se produit à la suite de processus de convection. Dans ce cas, il y a perte de puissance et de productivité de la chaudière. Cela implique la nécessité d'un réservoir de réserve avec un fluide de travail, à partir duquel il sera possible de surveiller la perte de liquide de refroidissement et, si nécessaire, de le reconstituer.