À l'aide d'un calcul hydraulique, vous pouvez sélectionner correctement les diamètres et les longueurs de tuyaux, équilibrer correctement et rapidement le système à l'aide de vannes de radiateur. Les résultats de ce calcul vous aideront également à choisir la bonne pompe de circulation.
À la suite du calcul hydraulique, il est nécessaire d'obtenir les données suivantes:
m est le débit de l'agent chauffant pour l'ensemble du système de chauffage, en kg / s;
ΔP est la perte de charge dans le système de chauffage;
ΔP1, ΔP2 ... ΔPn, sont les pertes de charge de la chaudière (pompe) vers chaque radiateur (du premier au nième);
Consommation de caloporteur
Le débit du liquide de refroidissement est calculé par la formule:
,
où Q est la puissance totale du système de chauffage, en kW; tirée du calcul de la déperdition thermique du bâtiment
Cp - capacité thermique spécifique de l'eau, kJ / (kg * deg. C); pour des calculs simplifiés, on le prend égal à 4,19 kJ / (kg * deg. C)
ΔPt est la différence de température à l'entrée et à la sortie; généralement nous prenons l'alimentation et le retour de la chaudière
Calculateur de consommation d'agent de chauffage (uniquement pour l'eau)
Q = kW; Δt = oC; m = l / s
De la même manière, vous pouvez calculer le débit du liquide de refroidissement à n'importe quelle section du tuyau. Les sections sont sélectionnées de manière à ce que la vitesse de l'eau soit la même dans le tuyau. Ainsi, la division en sections a lieu avant le tee, ou avant la réduction. Il est nécessaire de résumer en termes de puissance tous les radiateurs vers lesquels le liquide de refroidissement s'écoule à travers chaque section du tuyau. Remplacez ensuite la valeur par la formule ci-dessus. Ces calculs doivent être effectués pour les tuyaux devant chaque radiateur.
La formule la plus simple pour calculer l'énergie thermique requise pour le chauffage
Pour un calcul approximatif, il existe une formule élémentaire: W = S × Wsp, où
W est la puissance de l'unité;
S - la taille de la surface du bâtiment en m², en tenant compte de toutes les pièces pour le chauffage;
Wsp est un indicateur standard de puissance spécifique, qui est utilisé lors du calcul dans une région climatique spécifique.
La valeur standard pour la puissance spécifique est basée sur l'expérience avec une variété de systèmes de chauffage.
Les informations statistiques moyennes sont obtenues auprès de l'employé du logement et des services communaux de votre région. Après cela, multipliez cette valeur par la surface totale du bâtiment et vous obtiendrez l'indicateur moyen de la puissance de la chaudière requise.
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Vitesse du liquide de refroidissement
Ensuite, en utilisant les valeurs obtenues du débit de liquide de refroidissement, il est nécessaire de calculer pour chaque section de tuyaux devant les radiateurs la vitesse de déplacement de l'eau dans les tuyaux selon la formule:
,
où V est la vitesse de déplacement du liquide de refroidissement, m / s;
m - débit de liquide de refroidissement à travers la section de tuyau, kg / s
ρ est la densité de l'eau, en kg / m3. peut être pris égal à 1000 kg / mètre cube.
f - superficie de la section transversale du tuyau, m2. peut être calculé à l'aide de la formule: π * r2, où r est le diamètre intérieur divisé par 2
Calculateur de vitesse du liquide de refroidissement
m = 1 / s; tuyau mm par mm; V = m / s
Calcul de la performance de l'unité pour un appartement
La puissance de la chaudière pour chauffer les appartements est calculée en tenant compte du même tarif: pour 10 "carrés" de la zone, 1 kW d'énergie thermique est nécessaire. Mais dans ce cas, la correction est effectuée conformément à d'autres paramètres.
Tout d'abord, tenez compte de la présence / absence de chambre froide au bas de l'appartement ou au-dessus de celui-ci:
- lorsqu'un appartement chaleureux est situé à un étage inférieur ou supérieur, un coefficient de 0,7 est appliqué;
- s'il y a une pièce non chauffée, aucun ajustement n'est nécessaire;
- lorsque le grenier ou le sous-sol est chauffé, la correction est de 0,9.
Avant de déterminer la puissance de la chaudière, il est nécessaire de calculer le nombre de murs extérieurs donnant sur la rue, et plus de chaleur sera nécessaire pour un appartement d'angle, par conséquent:
- lorsqu'il n'y a qu'une seule paroi extérieure - le coefficient appliqué est de 1,1;
- si c'est un - 1,2;
- lorsque les 3 murs extérieurs sont 1,3.
Les surfaces de clôture en contact avec la rue sont les principales zones à travers lesquelles la chaleur s'échappe. Il est conseillé de prendre en compte la qualité du vitrage des ouvertures de fenêtres. La correction n'est pas effectuée en présence de fenêtres à double vitrage. Si les fenêtres sont en vieux bois, le résultat des calculs précédents est multiplié par 1,2.
Lors du calcul de la puissance, l'emplacement de l'appartement et la planification de l'installation d'une unité à double circuit afin de fournir une alimentation en eau chaude sont importants.
Pertes de charge sur les résistances locales
La résistance locale dans une section de tuyau est la résistance au niveau des raccords, des vannes, de l'équipement, etc. Les pertes de charge sur les résistances locales sont calculées par la formule:
où Δpms. - perte de pression sur les résistances locales, Pa;
Σξ - la somme des coefficients de résistances locales sur le site; les coefficients de résistance locaux sont spécifiés par le fabricant pour chaque raccord
V est la vitesse du liquide de refroidissement dans la canalisation, en m / s;
ρ est la masse volumique du caloporteur, en kg / m3.
Facteur de dissipation
Le facteur de dissipation est l'un des indicateurs importants du transfert de chaleur entre un espace de vie et l'environnement. En fonction de la qualité de l'isolation de la maison. il existe de tels indicateurs qui sont utilisés dans la formule de calcul la plus précise:
- 3,0 - 4,0 est le facteur de dissipation pour les structures qui n'ont pas du tout d'isolation thermique. Le plus souvent, dans de tels cas, nous parlons de cabanes temporaires en tôle ondulée ou en bois.
- Un coefficient de 2,9 à 2,0 est typique pour les bâtiments avec un faible niveau d'isolation thermique. Nous entendons des maisons avec des murs minces (par exemple, une brique) sans isolation, avec des cadres en bois ordinaires et un toit simple.
- Le niveau moyen d'isolation thermique et le coefficient de 1,9 à 1,0 sont attribués aux maisons avec double fenêtres en plastique, isolation des murs extérieurs ou double maçonnerie, ainsi qu'avec un toit ou un grenier isolé.
- Le coefficient de dissipation le plus bas, de 0,6 à 0,9, est typique des maisons construites avec des matériaux et des technologies modernes. Dans de telles maisons, les murs, le toit et le sol sont isolés, de bonnes fenêtres sont installées et le système de ventilation est bien pensé.
Tableau de calcul du coût du chauffage dans une maison privée
La formule dans laquelle la valeur du coefficient de dissipation est appliquée est l'une des plus précises et vous permet de calculer la perte de chaleur d'une structure particulière. Cela ressemble à ceci:
Dans la formule, Qt est le niveau de perte de chaleur, V est le volume de la pièce (le produit de la longueur, de la largeur et de la hauteur), Pt est la différence de température (pour calculer, il faut soustraire la température minimale de l'air qui peut être à cette latitude de la température souhaitée dans la pièce), k est le facteur de dissipation.
Remplaçons les chiffres de notre formule et essayons de connaître la perte de chaleur d'une maison d'un volume de 300 m³ (10 m * 10 m * 3 m) avec un niveau moyen d'isolation thermique à une température de l'air souhaitée de + 20 ° C et une température hivernale minimale de -20 ° C
Ayant ce chiffre, nous pouvons savoir combien d'énergie la chaudière est nécessaire pour une telle maison. Pour ce faire, la valeur résultante de la perte de chaleur doit être multipliée par le facteur de sécurité, qui est généralement égal à 1,15 à 1,2 (le même 15-20%). Nous obtenons cela:
Après avoir arrondi le nombre résultant, nous trouvons le nombre requis. Pour chauffer une maison avec les conditions fixées par nos soins, vous aurez besoin d'une chaudière de 38 kW.
Une telle formule vous permettra de déterminer très précisément la puissance d'une chaudière à gaz nécessaire pour une maison particulière.Aujourd'hui encore, une grande variété de calculatrices et de programmes a été développée pour vous permettre de prendre en compte les données de chaque structure individuelle.
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Résultats des calculs hydrauliques
En conséquence, il est nécessaire de faire la somme des résistances de toutes les sections à chaque radiateur et de les comparer avec les valeurs de référence. Pour que la pompe intégrée à la chaudière à gaz fournisse de la chaleur à tous les radiateurs, la perte de charge sur la branche la plus longue ne doit pas dépasser 20 000 Pa. La vitesse de déplacement du liquide de refroidissement dans n'importe quelle zone doit être comprise entre 0,25 et 1,5 m / s. À une vitesse supérieure à 1,5 m / s, du bruit peut apparaître dans les tuyaux, et une vitesse minimale de 0,25 m / s est recommandée selon SNiP 2.04.05-91 afin d'éviter d'aérer les tuyaux.
Afin de résister aux conditions ci-dessus, il suffit de choisir les bons diamètres de tuyaux. Cela peut être fait selon le tableau.
| Trompette | Puissance minimale, kW | Puissance maximale, kW |
| Tuyau en plastique renforcé 16 mm | 2,8 | 4,5 |
| Tuyau en plastique renforcé 20 mm | 5 | 8 |
| Tube métal-plastique 26 mm | 8 | 13 |
| Tuyau en plastique renforcé 32 mm | 13 | 21 |
| Tuyau polypropylène 20 mm | 4 | 7 |
| Tuyau polypropylène 25 mm | 6 | 11 |
| Tuyau polypropylène 32 mm | 10 | 18 |
| Tuyau polypropylène 40 mm | 16 | 28 |
Il indique la puissance totale des radiateurs que le tuyau fournit en chaleur.
Influence de la perte de chaleur sur la qualité du chauffage
Afin d'assurer un chauffage de haute qualité de la maison, il est nécessaire que le système d'alimentation en chaleur puisse reconstituer complètement les pertes de chaleur. Il quitte les bâtiments par le toit, le sol, les fenêtres et les murs. Pour cette raison, avant de calculer la puissance de la chaudière pour chauffer une maison, il convient de prendre en compte le degré d'isolation thermique de ces éléments de logement.
Certains propriétaires immobiliers préfèrent traiter sérieusement la question de l'évaluation des pertes de chaleur et commander les calculs correspondants à des spécialistes. Ensuite, sur la base des résultats des calculs, ils peuvent sélectionner une chaudière pour la surface de la maison, en tenant compte d'autres paramètres de la structure de chauffage.
Lors de l'exécution des calculs appropriés, il convient de prendre en compte les matériaux à partir desquels les murs, le sol, le plafond sont construits, leur épaisseur et le degré d'isolation thermique. Il importe également quelles fenêtres et portes sont installées, si le système de ventilation est équipé et ses performances. En un mot, ce processus n'est pas facile.
Il existe une autre façon de connaître la perte de chaleur. Vous pouvez voir clairement la quantité de chaleur perdue par un bâtiment ou une pièce à l'aide d'un appareil tel qu'une caméra thermique. Il est de petite taille et les pertes de chaleur réelles sont visibles sur son écran. Dans le même temps, il est possible de savoir dans quelles zones le débit sortant est le plus important et de prendre des mesures pour l'éliminer.
Souvent, les propriétaires immobiliers sont intéressés à savoir s'il est nécessaire pour un appartement ou pour une maison privée lors du calcul d'une chaudière à combustible solide ou d'un autre type d'unité de chauffage de le faire avec une marge. Selon les experts, le travail quotidien d'un tel équipement à la limite de ses capacités affecte négativement la durée de son service.
Par conséquent, vous devez acheter un appareil avec une marge de performance, qui devrait être de 15 à 20% de la puissance nominale - cela suffira à fournir les conditions de fonctionnement.
Dans le même temps, le choix d'une chaudière en puissance avec une marge importante n'est pas rentable économiquement, car plus cette caractéristique du dispositif est grande, plus elle est coûteuse. Dans ce cas, la différence est significative. Pour cette raison, si une augmentation de la surface chauffée n'est pas prévue, il ne vaut pas la peine d'acheter un appareil avec une grande réserve de marche.
Sélection rapide des diamètres de tuyaux selon le tableau
Pour les maisons jusqu'à 250 m². à condition qu'il y ait une pompe de 6 et des vannes thermiques de radiateur, vous ne pouvez pas faire un calcul hydraulique complet. Vous pouvez sélectionner les diamètres dans le tableau ci-dessous. Dans de courtes sections, la puissance peut être légèrement dépassée. Des calculs ont été effectués pour un réfrigérant Δt = 10 ° C et v = 0,5 m / s.
| Trompette | Puissance du radiateur, kW |
| Tuyau 14x2 mm | 1.6 |
| Tuyau 16x2 mm | 2,4 |
| Tuyau 16x2,2 mm | 2,2 |
| Tuyau 18x2 mm | 3,23 |
| Tuyau 20x2 mm | 4,2 |
| Tuyau 20x2.8 mm | 3,4 |
| Tuyau 25x3,5 mm | 5,3 |
| Tuyau 26х3 mm | 6,6 |
| Tuyau 32х3 mm | 11,1 |
| Tuyau 32x4,4 mm | 8,9 |
| Tuyau 40x5,5 mm | 13,8 |
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Comptabilisation de la région où se trouve la maison
Les logements chauffants situés dans le sud du pays nécessiteront moins d'énergie thermique que ceux situés au nord. Des facteurs de correction sont également utilisés pour tenir compte de la région.
Leur valeur est variable, car les conditions météorologiques diffèrent quelque peu au sein d'une même zone climatique. Si la maison est construite plus près de sa frontière nord, ils prennent un coefficient plus grand, et si aux frontières sud, un plus petit. L'absence ou la présence d'une forte charge de vent doit également être prise en compte.
En Russie, la bande médiane est prise comme norme, pour laquelle la taille de l'amendement est de 1 à 1,1, mais à l'approche de la frontière nord, la puissance de l'unité est augmentée. Pour la région de Moscou, le résultat du calcul de la puissance de la chaufferie est multiplié par un facteur de 1,2 à 1,5. Quant aux régions du nord, alors pour elles, le résultat est ajusté pour un amendement égal à 1,5-2,0. Pour les zones sud, des facteurs de réduction de 0,7 à 0,9 sont utilisés.
Par exemple, une maison est située dans le nord de la région de Moscou, alors 18 kW est multiplié par 1,5 et vous obtenez 27 kW.
Si nous comparons 27 kW avec le résultat initial, lorsque la puissance était de 14 kW, vous pouvez voir que ce paramètre a presque doublé.
Vase d'expansion d'un système de chauffage ouvert calcul et règles d'installation
Les réservoirs d'expansion sont utilisés dans tous les schémas de systèmes de chauffage individuels. L'objectif principal du vase d'expansion est de compenser le volume du système de chauffage causé par la dilatation thermique du liquide de refroidissement.
Caractéristiques du réservoir d'un système de chauffage ouvert
Le fait est que le volume du liquide de refroidissement augmente avec l'augmentation de la pression, et si aucune capacité supplémentaire n'est fournie là où le volume excédentaire pourrait s'adapter, la pression dans le système de chauffage peut augmenter tellement qu'une percée se produit. Pour éliminer la surpression du système, un vase d'expansion est utilisé.
De plus, le vase d'expansion d'un système de chauffage ouvert est différent des réservoirs destinés aux systèmes fermés. Les systèmes fermés utilisent des réservoirs non ventilés. Dans un système ouvert, l'utilisation d'un tel réservoir est impossible, car la surpression dans le réservoir créera une grande résistance à la circulation du liquide de refroidissement. Par conséquent, les réservoirs ouverts sont utilisés pour les systèmes de chauffage ouverts.
Par conséquent, il y a un gros inconvénient des systèmes de chauffage ouverts - c'est l'évaporation du liquide de refroidissement du réservoir. En conséquence, il est périodiquement nécessaire de contrôler le niveau du liquide de refroidissement dans le réservoir et, si nécessaire, de reconstituer les pertes.
De plus, pour les systèmes de chauffage ouverts, il est important non seulement que le réservoir puisse communiquer avec l'atmosphère, mais également le calcul correct du volume du réservoir et une installation et une connexion appropriées au système de chauffage.
Calcul du volume d'un vase d'expansion ouvert
Traditionnellement, le volume d'un vase d'expansion est défini comme 5% du volume de l'ensemble du système de chauffage. Cela est dû au fait que lorsque la température de l'eau atteint 80 degrés, son volume augmente d'environ 4%. En ajoutant à cela un petit espace pour que l'eau ne déborde pas sur les bords du réservoir pendant 1% supplémentaire, nous obtenons au total le volume du vase d'expansion en pourcentage du volume de l'ensemble du système de chauffage.
Si un liquide de refroidissement différent est utilisé dans un système ouvert, le volume du réservoir doit être ajusté en fonction de la dilatation thermique du liquide de refroidissement appliqué.
La plupart des difficultés surviennent lors du calcul du volume de liquide de refroidissement dans le système de chauffage. Pour calculer le volume du système, il est nécessaire de faire la somme du volume interne de tous les éléments du système de tuyauterie de radiateur, de chauffage et de chaudière.Le volume du système peut également être déterminé indirectement par la puissance de la chaudière, sur la base du fait qu'il faut 1 kW de puissance de chaudière pour chauffer 15 litres de liquide de refroidissement.
Installation et raccordement d'un vase d'expansion ouvert
Contrairement à un vase d'expansion fermé, il existe certaines règles pour un vase d'expansion ouvert.
La règle la plus importante est que le réservoir doit être situé au-dessus de tout le système de chauffage. Sinon, selon le principe des vases communicants, de l'eau en coulera.
Cette circonstance conduit souvent au refus du dispositif d'un système de chauffage de type ouvert, tk. il n'est pas toujours possible d'installer convenablement le vase d'expansion.
La deuxième caractéristique importante est que le réservoir doit être connecté à la conduite de retour. Le fait est que sur la conduite de retour, la température de l'eau est plus basse et, par conséquent, l'eau s'évaporera plus lentement.
De plus, étant donné la faible température de l'eau de retour, le vase d'expansion peut être connecté au système à l'aide d'un tuyau transparent, ce qui facilite le contrôle de la quantité d'eau dans le système.
De plus, le vase d'expansion peut être équipé de tuyaux de dérivation spéciaux pour éviter les débordements et contrôler le niveau d'eau dans le réservoir.
Systèmes de chauffage ouverts et fermés
Les réservoirs ouverts sont utilisés pour les systèmes de chauffage où le liquide de refroidissement circule par gravité. Le récipient est généralement cylindrique ou rectangulaire avec un dessus ouvert, la connexion au système de chauffage se fait par une sortie en bas.
L'utilisation de réservoirs ouverts présente de nombreux autres inconvénients:
- nécessite un entretien régulier;
- la perte de chaleur dans le système est assez élevée;
- les parois intérieures du réservoir sont corrodées;
- lors de l'installation, une pose de tuyaux supplémentaire est nécessaire;
- l'installation est effectuée dans le grenier, ce qui nécessite un renforcement supplémentaire des planchers en raison du poids important du réservoir.
Un exemple de vase d'expansion en acier inoxydable de type ouvert
Les réservoirs fermés peuvent être utilisés pour n'importe quel système de chauffage, mais ils sont généralement nécessaires pour le chauffage forcé. Le réservoir est fermé, c'est-à-dire que le contact entre le liquide de refroidissement et l'air ambiant est exclu. De plus, les réservoirs scellés peuvent être équipés de vannes automatiques ou manuelles, de manomètres pour mesurer la pression dans le système.
Les avantages d'un tel équipement sont nombreux:
- le réservoir peut être installé dans une chaufferie, il ne nécessite pas de protection contre le gel;
- le niveau de pression dans le système peut être assez élevé;
- le réservoir est plus protégé de la corrosion, sa durée de vie est longue;
- le liquide de refroidissement ne s'évapore pas;
- il n'y a pas de perte de chaleur;
- la maintenance du système est plus simple, il n'est pas nécessaire de surveiller la pression, le niveau d'eau.
Vase d'expansion fermé WESTER
Réservoir à diaphragme fermé
Pour le système à membrane, un réservoir étanche est utilisé, dont le fonctionnement est similaire à celui d'un réservoir fermé classique. Le principe de fonctionnement est très simple - lorsqu'il est chauffé, le liquide de refroidissement se dilate, "l'excès" d'eau pénètre dans un compartiment du réservoir, exerçant une pression sur la membrane élastique. Lors du refroidissement, la pression diminue, l'air du deuxième réservoir repousse l'eau froide dans le système, c'est-à-dire qu'elle circule.
La membrane peut être amovible ou non, elle n'entre pas en contact avec les parois internes de l'appareil. Si le diaphragme est endommagé, il doit être remplacé car le réservoir cesse de fonctionner.
Parmi les avantages de l'utilisation d'un tel équipement, il convient de noter:
- taille compacte du réservoir;
- le liquide de refroidissement ne s'évapore pas;
- la perte de chaleur du système est minime;
- le système est protégé contre la corrosion;
- il est possible de travailler à haute pression sans craindre d'endommager le système.
Vase d'expansion à membrane
