Calcul hydraulique du système de chauffage: les principaux buts et objectifs de cette action

Même les équipements de chauffage les plus récents et les plus innovants installés dans la maison peuvent s'avérer inutiles, car ils ne peuvent pas fonctionner harmonieusement dans un seul complexe de chauffage. Le lien de connexion de nombreuses unités et éléments du système thermique est le liquide de refroidissement et son régime hydraulique optimal. Si le propriétaire d'un immeuble résidentiel décide de créer un système d'alimentation en chaleur économique et efficace, il devra savoir comment effectuer un calcul hydraulique du système de chauffage.

Quoi d'autre est pris en compte lors du calcul du gazoduc

En raison du frottement contre les parois, la vitesse du gaz sur la section du tuyau diffère - elle est plus rapide au centre. Cependant, l'indicateur moyen est utilisé pour les calculs - une vitesse conditionnelle.

Il existe deux types de mouvement à travers les tuyaux: laminaire (jet, typique pour les tuyaux de petit diamètre) et turbulent (il a une nature de mouvement désordonnée avec formation involontaire de tourbillons n'importe où dans un tuyau large).

Calcul du diamètre du gazoduc principal

Le gaz se déplace non seulement à cause de la pression externe exercée sur lui. Ses couches exercent une pression entre elles. Par conséquent, le facteur de charge hydrostatique est également pris en compte.

La vitesse de déplacement est également influencée par les matériaux des tuyaux. Ainsi, dans les tuyaux en acier pendant le fonctionnement, la rugosité des parois internes augmente et les axes se rétrécissent en raison de la prolifération. Les tuyaux en polyéthylène, par contre, augmentent de diamètre intérieur avec une épaisseur de paroi décroissante. Tout cela est pris en compte à la pression de conception.

Sélection du système

Sélection du type de pipeline

Il est nécessaire de déterminer le matériau des tuyaux de chauffage:

Les tuyaux en acier ne sont pratiquement pas utilisés aujourd'hui, car en raison de leur sensibilité à la corrosion, leur durée de vie est courte, l'installation est laborieuse et la réparation est difficile. Les experts ne recommandent pas d'utiliser des tuyaux en métal-plastique en raison de leurs propriétés sous l'influence de la température, parfois ils éclatent dans les virages. Les tuyaux en cuivre sont les plus durables et les plus faciles à réparer, mais aussi les plus chers. Différents types de tuyaux en plastique (par exemple, en XLPE ou en polypropylène renforcé) sont souvent le meilleur choix

Si une maison privée sera chauffée avec des tuyaux en plastique, lors du choix de leur marque, il faut tout d'abord faire attention à l'indicateur caractérisant la pression d'eau admissible dans le produit .. Pour éviter les déformations et les courbures des tuyaux en plastique, vous besoin d'éviter de très longues sections droites

Il est également nécessaire d'observer lors du premier démarrage du système de chauffage pour un changement brusque de température.

Pour éviter les déformations et les courbures des tuyaux en plastique, les très longues sections droites doivent être évitées. Il est également nécessaire d'observer lors du premier démarrage du système de chauffage pour un changement brusque de température.

Les principaux paramètres des tuyaux

Tuyaux de chauffage en polypropylène de différents diamètres

Pour un système de chauffage, les tuyaux sont sélectionnés non seulement pour les propriétés chimiques et physiques de leur matériau. Dans la conception d'un système efficace et économique, leur diamètre et leur longueur jouent un rôle important, car la section transversale des tuyaux affecte l'hydrodynamique globale. Une erreur assez courante est le choix de produits de trop grand diamètre, ce qui conduit à une diminution de la pression dans le système en dessous de la normale, et les appareils de chauffage arrêtent de chauffer. Si le diamètre des tuyaux est trop petit, le système de chauffage commence à faire du bruit.

Principales caractéristiques des tuyaux:

• Le diamètre intérieur est le paramètre principal de tout tuyau.Il détermine sa bande passante.
• Le diamètre extérieur doit également être pris en compte lors de la conception du système.
• Le diamètre nominal est une valeur arrondie exprimée en pouces.

Lors du choix des tuyaux pour chauffer une maison de campagne, vous devez tenir compte du fait que différents systèmes de mesure sont utilisés pour les produits fabriqués à partir de différents matériaux. Presque tous les tuyaux en fonte et en acier sont marqués selon la section intérieure. Produits en cuivre et en plastique - Diamètre extérieur

Ceci est particulièrement important si le système doit être installé en utilisant une combinaison de matériaux.

Exemple de diamètres de tuyaux assortis à partir de différents matériaux

Lors de la combinaison de différents matériaux dans le système, afin de sélectionner le diamètre du tuyau avec précision, vous devez utiliser la table de correspondance des diamètres. Il peut être trouvé sur Internet. Le diamètre est souvent mesuré en fractions ou en pouces. Un pouce équivaut à 25,4 mm.

Caractéristiques du système de chauffage domestique à deux tuyaux: calcul, schémas et installation

Même en dépit du processus d'installation relativement simple et de la longueur relativement petite du pipeline dans le cas des systèmes de chauffage monotube, sur le marché des équipements spécialisés, les systèmes de chauffage à deux tuyaux restent toujours dans les premières positions.

Bien qu'il s'agisse d'une liste courte, mais très convaincante et informative des avantages et des avantages d'un système de chauffage à deux tubes, elle justifie l'achat et l'utilisation ultérieure de circuits avec une ligne directe et de retour.

Par conséquent, de nombreux consommateurs le préfèrent à d'autres variétés, fermant les yeux sur le fait que l'installation du système n'est pas si facile.

Comment travailler dans EXCEL

L'utilisation de tableaux Excel est très pratique, car les résultats des calculs hydrauliques sont toujours réduits à la forme tabulaire. Il suffit de définir la séquence des actions et de préparer des formules exactes.

Entrée des données initiales

Une cellule est sélectionnée et une valeur est entrée. Toutes les autres informations sont simplement prises en compte.

• la valeur D15 est recalculée en litres, il est donc plus facile de percevoir le débit;
• cellule D16 - ajouter une mise en forme selon la condition: "Si v ne se situe pas dans la plage 0,25 ... 1,5 m / s, alors l'arrière-plan de la cellule est rouge / la police est blanche."

Pour les canalisations avec une différence de hauteur d'entrée et de sortie, une pression statique est ajoutée aux résultats: 1 kg / cm2 par 10 m.

Présentation des résultats

La palette de couleurs de l'auteur porte une charge fonctionnelle:

• Les cellules turquoise clair contiennent des données brutes - vous pouvez les modifier.
• Cellules vert pâle - constantes à saisir ou données peu susceptibles de changer.
• Cellules jaunes - calculs préliminaires auxiliaires.
• Cellules jaune clair - résultats du calcul.
• Polices: bleu - données initiales;
• noir - résultats intermédiaires / non principaux;
• rouge - les résultats principaux et finaux du calcul hydraulique.

Résultats dans un tableau Excel

Exemple d'Alexandre Vorobyov

Un exemple de calcul hydraulique simple dans Excel pour une section de pipeline horizontale.

• longueur du tuyau 100 mètres;
• ø108 mm;
• épaisseur de paroi 4 mm.

Tableau des résultats du calcul de la résistance locale

En compliquant les calculs étape par étape dans Excel, vous maîtrisez mieux la théorie et économisez partiellement sur le travail de conception. Grâce à une approche compétente, votre système de chauffage deviendra optimal en termes de coûts et de transfert de chaleur.

Calcul du diamètre du tuyau

Le calcul de la section transversale du tuyau doit être basé sur les résultats du calcul thermique, qui sont économiquement justifiés:

• pour un système à deux tuyaux - la différence entre tr (caloporteur chaud) et to (refroidi - flux de retour);
• pour un tube - le débit du caloporteur G, kg / h.

En outre, le calcul doit prendre en compte la vitesse de déplacement du fluide de travail (caloporteur) - V. Sa valeur optimale est comprise entre 0,3 et 0,7 m / s.La vitesse est inversement proportionnelle au diamètre intérieur du tuyau.

A une vitesse de l'eau de 0,6 m / s, un bruit caractéristique apparaît dans le système, mais s'il est inférieur à 0,2 m / s, il y a un risque de bourrages d'air.

Pour les calculs, une autre caractéristique de vitesse est nécessaire - le taux de flux de chaleur. Il est désigné par la lettre Q, est mesuré en watts et est exprimé en quantité de chaleur transférée par unité de temps.

Q (W) = W (J) / t (s)

En plus des données initiales ci-dessus, le calcul nécessitera les paramètres du système de chauffage - la longueur de chaque section avec une indication des appareils qui y sont connectés. Pour plus de commodité, ces données peuvent être résumées dans un tableau, dont un exemple est donné ci-dessous.

Tableau des paramètres de parcelle

Désignation du site	Longueur de section en mètres	Nombre d'appareils dans la zone, pcs.
1-2	1,8	1
2-3	3,0	1
3-4	2,8	2
4-5	2,9	2

Le calcul des diamètres des tuyaux est assez compliqué, il est donc plus facile d'utiliser des tableaux de référence. Ils peuvent être trouvés sur les sites Web des fabricants de tuyaux, dans SNiP ou dans la documentation spéciale.

Lors du choix d'un diamètre de tuyau, les installateurs utilisent une règle dérivée d'une analyse d'un grand nombre de systèmes de chauffage. Certes, cela ne s'applique qu'aux petites maisons et appartements privés. Presque toutes les chaudières sont équipées de tuyaux d'alimentation et de retour de ¾ et ½ pouces. Avec un tel tuyau, le câblage est effectué avant la première branche. En outre, dans chaque section, la taille du tuyau est réduite d'un pas.

Cette approche ne fonctionne pas si la maison a deux étages ou plus. Dans ce cas, vous devez faire un calcul complet et vous référer aux tableaux.

Chauffage avec deux lignes

Une caractéristique distinctive de la structure de la construction d'un système de chauffage à deux tuyaux consiste en deux branches de tuyaux.

Le premier conduit et dirige l'eau chauffée dans la chaudière à travers tous les appareils et appareils nécessaires.

L'autre recueille et évacue l'eau déjà refroidie pendant le fonctionnement et l'envoie au générateur de chaleur.

Dans une conception de système à un seul tuyau, l'eau, contrairement à un système à deux tuyaux, où elle passe à travers tous les tuyaux des appareils de chauffage avec le même indicateur de température, subit une perte significative des caractéristiques nécessaires à un processus de chauffage stable à l'approche à la partie de fermeture du pipeline.

La longueur des tuyaux et les coûts qui y sont directement liés augmentent doublement lors du choix d'un système de chauffage à deux tuyaux, mais il s'agit d'une nuance relativement insignifiante dans le contexte d'avantages évidents.

Premièrement, pour la création et l'installation d'une structure à deux tuyaux d'un système de chauffage, des tuyaux de grand diamètre ne sont pas du tout nécessaires et, par conséquent, tel ou tel obstacle ne sera pas créé sur le chemin, comme dans le cas de un circuit monotube.

Toutes les fixations, vannes et autres détails structurels nécessaires sont également beaucoup plus petits, de sorte que la différence de coût sera très imperceptible.

L'un des principaux avantages d'un tel système est qu'il peut être monté à proximité de chacune des batteries du thermostat et réduira considérablement les coûts et augmentera la facilité d'utilisation.

De plus, les fines ramifications des lignes d'alimentation et de retour n'interfèrent pas du tout avec l'intégrité de l'intérieur de l'espace de vie; de ​​plus, elles peuvent simplement être cachées derrière le revêtement ou dans le mur lui-même.

Après avoir démonté tous les avantages et les nuances des deux systèmes de chauffage sur les étagères, les propriétaires préfèrent généralement toujours choisir un système à deux tuyaux. Cependant, il est nécessaire de choisir l'une des nombreuses options pour de tels systèmes, qui, de l'avis des propriétaires eux-mêmes, seront les plus fonctionnelles et les plus rationnelles à utiliser.

· Diminution des performances du système (augmentation de l'inertie thermique).

Pour assurer la minimisation des coûts d'investissement en fonction de la deuxième condition économique - les diamètres des canalisations et des raccords doivent être les plus petits, mais ne conduisent pas, au débit de conception du liquide de refroidissement, à l'apparition de bruit hydraulique dans les canalisations et les fermetures. vannes d'arrêt et de commande du système de chauffage, qui se produisent à des valeurs de vitesse du liquide de refroidissement de 0,6 à 1, 5 m / s en fonction de la valeur du coefficient de résistance locale.

Evidemment, avec la direction opposée des exigences ci-dessus pour la taille du diamètre déterminé de la canalisation, il existe une région de valeurs raisonnables de la vitesse de déplacement du fluide de refroidissement.Comme le montre l'expérience de la construction et de l'exploitation des systèmes de chauffage, ainsi que la comparaison des coûts d'investissement et d'exploitation, la plage optimale de valeurs pour la vitesse de déplacement du liquide de refroidissement se situe dans la plage de 0,3 à 0,7. Mme. Dans ce cas, la perte de charge spécifique sera de 45 ... 280 Pa / m pour les canalisations en polymère et de 60 ... 480 Pa / m pour les canalisations d'eau et de gaz en acier.

Compte tenu du coût plus élevé des canalisations en matériaux polymères, il est conseillé de respecter des vitesses plus élevées du mouvement du liquide de refroidissement pour éviter une augmentation des investissements en capital pendant la construction. Dans le même temps, les coûts d'exploitation (pertes de charge hydrauliques) dans les tuyaux en matériaux polymères seront moindres ou resteront au même niveau par rapport aux tuyaux en acier en raison d'une valeur nettement inférieure du coefficient de frottement hydraulique.

Obtenir le texte intégral

Pour déterminer le diamètre intérieur du pipeline dvn

à la section calculée du système de chauffage avec un flux de chaleur transporté et une différence de température connus dans les canalisations d'alimentation et de retour
∆tco
= 90-70 = 20 ° C (pour les systèmes de chauffage à deux tubes) ou le débit du caloporteur, il est pratique d'utiliser le tableau 1.

Tableau 1. Détermination du diamètre intérieur des canalisations du système de chauffage

L'autre choix de pipelines pour l'ingénierie des systèmes de survie, y compris le chauffage, consiste à déterminer le type de tuyau qui, dans les conditions d'exploitation prévues, offrira une fiabilité et une durabilité maximales. Ces exigences élevées s'expliquent par le fait que les canalisations pour les systèmes d'alimentation en eau chaude et froide, le chauffage, les systèmes d'alimentation en chaleur pour la ventilation et la climatisation, l'alimentation en gaz et d'autres systèmes d'ingénierie traversent presque tout le volume du bâtiment.

Tableau 2

Le coût des canalisations de tous les systèmes d'ingénierie par rapport au coût du bâtiment est inférieur à 0,1%, et un accident ou le remplacement de canalisations lorsque leur durée de vie est inférieure à la durée de vie du bâtiment entraîne des coûts supplémentaires importants pour les cosmétiques ou réparations majeures, sans oublier les pertes éventuelles en cas d'accident pour les équipements de restauration et les valeurs matérielles du bâtiment

Tous les tuyaux industriels utilisés dans les systèmes de chauffage peuvent être divisés en deux grands groupes - métalliques et non métalliques. La principale caractéristique distinctive des tuyaux métalliques est la résistance mécanique, les tuyaux non métalliques sont la durabilité.

Sur la base du diamètre interne prédéterminé de la canalisation, le diamètre nominal correspondant est pris mourir

pour tuyaux métalliques ou diamètre extérieur et épaisseur de paroi du tuyau
dн x s
pour les canalisations en polymère (métal-polymère).

Différents types de tuyaux ont des caractéristiques mécaniques, hydrauliques et opérationnelles différentes, qui ont des effets différents sur les processus d'hydrodynamique et la distribution des flux de chaleur dans le système de chauffage.

On sait qu'avec une diminution des pertes hydrauliques de pression de frottement lors du déplacement du liquide de refroidissement dans les canalisations, l'efficacité de la régulation du débit de liquide de refroidissement (flux de chaleur) du dispositif de chauffage augmente en raison de l'augmentation (redistribution) du fluide de refroidissement actionné. pression disponible sur les vannes, robinets, vannes ou autres raccords à commande manuelle ou automatique. Dans ce cas, ils parlent d'une augmentation de l'autorité de la vanne de régulation. L'autorité de la soupape de commande doit être comprise comme la fraction de la pression située dans la section régulée, qui est dépensée pour surmonter la résistance locale de la soupape (soupape) lorsque le liquide de refroidissement se déplace.

Classification des gazoducs

Les gazoducs modernes sont tout un système de complexes de structures conçus pour transporter le combustible combustible des lieux de sa production jusqu'aux consommateurs. Par conséquent, selon leur destination, ils sont:

• Tronc - pour le transport sur de longues distances des sites miniers aux destinations.
• Local - pour collecter, distribuer et fournir du gaz aux objets des colonies et des entreprises.

Des stations de compression sont en cours de construction le long des routes principales, qui sont nécessaires pour maintenir la pression de service dans les tuyaux et fournir du gaz aux points désignés aux consommateurs dans les volumes requis, calculés à l'avance. Dans ceux-ci, le gaz est purifié, séché, comprimé et refroidi, puis renvoyé vers le gazoduc sous une certaine pression requise pour une section donnée de passage de carburant.

Les gazoducs locaux situés dans les colonies sont classés:

• Par type de gaz - un hydrocarbure naturel, liquéfié, mixte, etc. peut être transporté.
• Par pression - dans différentes parties du gaz, il y a une pression basse, moyenne et élevée.
• Par emplacement - extérieur (rue) et intérieur, hors sol et souterrain.

Calcul hydraulique d'un système de chauffage à 2 tubes

• Calcul hydraulique du système de chauffage, en tenant compte des canalisations
• Un exemple de calcul hydraulique pour un système de chauffage gravitationnel à deux tubes

Pourquoi avez-vous besoin d'un calcul hydraulique d'un système de chauffage à deux tuyaux? Chaque bâtiment est individuel. À cet égard, le chauffage avec la détermination de la quantité de chaleur sera individuel. Cela peut être fait en utilisant le calcul hydraulique, tandis que le programme et la table de calcul peuvent faciliter la tâche.

Le calcul du système de chauffage domestique commence par le choix du combustible, en tenant compte des besoins et des caractéristiques de l'infrastructure de la zone où se trouve la maison.

Le but du calcul hydraulique, dont le programme et le tableau se trouvent sur le réseau, est le suivant:

• déterminer le nombre d'appareils de chauffage nécessaires;
• calcul du diamètre et du nombre de canalisations;
• détermination de la perte d'échauffement possible.

Tous les calculs doivent être effectués selon le schéma de chauffage avec tous les éléments inclus dans le système. Un diagramme et un tableau similaires doivent être préalablement compilés. Pour effectuer un calcul hydraulique, vous aurez besoin d'un programme, d'un tableau axonométrique et de formules.

Système de chauffage à deux tuyaux d'une maison privée avec câblage inférieur.

Un anneau plus chargé de la canalisation est considéré comme un objet de conception, après quoi la section transversale requise de la canalisation, les pertes de pression possibles de l'ensemble du circuit de chauffage et la surface optimale des radiateurs sont déterminées.

Effectuer un tel calcul, pour lequel le tableau et le programme sont utilisés, peut créer une image claire avec la distribution de toutes les résistances dans le circuit de chauffage existantes, et vous permet également d'obtenir des paramètres précis du régime de température, de la consommation d'eau dans chaque partie du chauffage.

En conséquence, le calcul hydraulique devrait construire le plan de chauffage le plus optimal pour votre propre maison. Ne vous fiez pas uniquement à votre intuition. Le tableau et le programme de calcul simplifieront le processus.

Articles dont vous avez besoin:

Séquence de calcul hydraulique

1. L'anneau de circulation principal du système de chauffage (le plus désavantageux du point de vue hydraulique) est sélectionné. Dans les systèmes à deux tuyaux sans issue, il s'agit d'un anneau passant par le dispositif inférieur de la colonne montante la plus distante et la plus chargée, dans les systèmes monotube - à travers la colonne montante la plus éloignée et la plus chargée.

Par exemple, dans un système de chauffage à deux tuyaux avec câblage supérieur, l'anneau de circulation principal passera de la sous-station à travers la colonne montante principale, la ligne d'alimentation, à travers la colonne montante la plus éloignée, le chauffage de l'étage inférieur, la ligne de retour vers le sous-station.

Dans les systèmes avec mouvement d'eau passant, l'anneau passant par la colonne montante la plus chargée au milieu est considéré comme l'anneau principal.

2. L'anneau de circulation principal est divisé en sections (la section est caractérisée par un débit d'eau constant et le même diamètre). Le diagramme montre les numéros des sections, leurs longueurs et leurs charges thermiques. La charge thermique des sections principales est déterminée en additionnant les charges thermiques desservies par ces sections. Deux valeurs sont utilisées pour sélectionner le diamètre du tuyau:

a) un débit d'eau donné;

b) pertes de charge spécifiques approximatives dues au frottement dans l'anneau de circulation de conception Rmer

.

Pour le calcul Rcp

la longueur de l'anneau de circulation principal et la pression de circulation de conception doivent être connues.

3. La pression de circulation calculée est déterminée par la formule

, (5.1)

Où

- pression générée par la pompe, Pa. La pratique de la conception d'un système de chauffage a montré qu'il est plus opportun de prendre la pression de la pompe égale à

, (5.2)

Où

- la somme des longueurs des sections de l'anneau principal de circulation;

- la pression naturelle apparaissant lorsque l'eau est refroidie dans les appareils, Pa, peut être définie comme

, (5.3)

Où

- distance entre le centre de la pompe (ascenseur) et le centre du dispositif de l'étage inférieur, m.

Valeur du coefficient 

peut être déterminé à partir du tableau 5.1.

Tableau 5.1 - Valeur 

 en fonction de la température de l'eau calculée dans l'installation de chauffage

(

), 0 C

, kg / (m 3 K)

La rentabilité du confort thermique dans la maison est assurée par le calcul de l'hydraulique, son installation de haute qualité et son bon fonctionnement. Les principaux composants d'un système de chauffage sont une source de chaleur (chaudière), une conduite de chauffage (tuyaux) et des dispositifs de transfert de chaleur (radiateurs). Pour une alimentation en chaleur efficace, il est nécessaire de maintenir les paramètres d'origine du système sous n'importe quelle charge, quelle que soit la saison.

Avant le commencement les calculs hydrauliques sont effectués:

• Collecte et traitement des informations sur l'objet afin de:

• déterminer la quantité de chaleur requise;
• sélection d'un schéma de chauffage.

• Calcul thermique du système de chauffage avec justification:
• volumes d'énergie thermique;
• charges;
• perte de chaleur.

Si le chauffage à eau chaude est reconnu comme la meilleure option, un calcul hydraulique est effectué.

Les calculs ont été effectués sous Excel. Le résultat final peut être vu à la fin des instructions.

Équations de base pour le calcul hydraulique d'un gazoduc

Pour calculer le mouvement du gaz à travers les tuyaux, les valeurs du diamètre du tuyau, de la consommation de carburant et de la perte de charge sont prises. Il est calculé en fonction de la nature du mouvement. Avec laminaire - les calculs sont effectués strictement mathématiquement selon la formule:

Р1 - Р2 = ∆Р = (32 * μ * ω * L) / D2 kg / m2 (20), où:

• ∆Р - kgm2, perte de charge due au frottement;
• ω - m / s, vitesse du carburant;
• D - m, diamètre du pipeline;
• L - m, longueur du pipeline;
• μ - kg sec / m2, viscosité du fluide.

En mouvement turbulent, il est impossible d'appliquer des calculs mathématiques précis en raison de la nature chaotique du mouvement. Par conséquent, des coefficients déterminés expérimentalement sont utilisés.

Calculé par la formule:

Р1 - Р2 = (λ * ω2 * L * ρ) / 2g * D (21), où:

• Р1 и Р2 - pression au début et à la fin du pipeline, kg / m2;
• λ - coefficient de résistance sans dimension;
• ω - m / s, vitesse moyenne du gaz sur la section de conduite;
• ρ - kg / m3, densité du carburant;
• D - m, diamètre du tuyau;
• g - m / sec2, accélération de la gravité.

Vidéo: Bases du calcul hydraulique des gazoducs

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Calcul des résistances locales

Des résistances locales apparaissent dans la tuyauterie et les raccords. La valeur de ces indicateurs est influencée par:

• rugosité de la surface intérieure du tuyau;
• la présence de lieux d'expansion ou de contraction du diamètre interne du pipeline;
• se tourne;
• longueur;
• la présence de tés, de vannes à bille, de dispositifs d'équilibrage et de leur nombre.

La résistance est calculée pour chaque section, qui est caractérisée par un diamètre constant et un débit constant (en fonction de l'équilibre thermique de la pièce).

Données initiales pour le calcul:

• la longueur de la section calculée - l, m;
• diamètre du tuyau - d, mm;
• vitesse préréglée du liquide de refroidissement - u, mm;
• les caractéristiques des vannes de régulation fournies par le fabricant;
• coefficient de frottement (dépend du matériau du tuyau), λ;
• pertes par frottement - ∆Pl, Pa;
• densité du liquide de refroidissement (calculée) - ρ = 971,8 kg / m3;
• épaisseur de la paroi du tuyau - dн х δ, mm;
• rugosité équivalente du tuyau - ke, mm.

La perte de charge - ∆P dans la section de réseau est calculée à l'aide de la formule de Darcy-Weisbach.

Le symbole ξ dans la formule signifie le coefficient de résistance locale.

S'il y a un poêle dans la maison, il ne peut chauffer qu'une petite pièce. L'installation de batteries de chauffage dans une maison privée d'une grande superficie est obligatoire, sinon les pièces éloignées du poêle ne seront pas chauffées.

Les principales caractéristiques de la chaudière à gaz Buderus sont présentées dans cette revue.

Nous vous expliquerons comment démarrer une chaudière à gaz dans cet article.

Pourquoi est-il nécessaire de calculer le gazoduc

Dans toutes les sections du gazoduc, des calculs sont effectués pour identifier les endroits où des résistances possibles sont susceptibles d'apparaître dans les tuyaux, modifiant le débit d'alimentation en carburant.

Si tous les calculs sont effectués correctement, alors l'équipement le plus approprié peut être sélectionné et une conception économique et efficace de l'ensemble de la conception du système de gaz peut être créée.

Cela vous évitera des indicateurs inutiles et surestimés lors de l'exploitation et des coûts de construction, qui pourraient survenir lors de la planification et de l'installation du système sans calcul hydraulique du gazoduc.

Il y a une meilleure opportunité de sélectionner la taille désirée dans la section transversale et les matériaux de tuyau pour un approvisionnement plus efficace, rapide et stable de carburant bleu aux points prévus du système de gazoduc.

Le mode de fonctionnement optimal de l'ensemble du gazoduc est assuré.

Les promoteurs bénéficient d'avantages financiers tout en économisant sur les achats d'équipements techniques et de matériaux de construction.

Le calcul correct du gazoduc est effectué, en tenant compte des niveaux maximaux de consommation de carburant pendant les périodes de consommation de masse. Tous les besoins industriels, municipaux et individuels des ménages sont pris en compte.

Aperçu du programme

Pour faciliter les calculs, des programmes de calcul hydrauliques amateurs et professionnels sont utilisés.

Le plus populaire est Excel.

Vous pouvez utiliser le calcul en ligne dans Excel Online, CombiMix 1.0 ou le calculateur de calcul 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 le manque de connaissances 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 - calcule en utilisant la méthode de la perte de charge linéaire spécifique.
• DanfossCO et OvertopCO - peuvent compter les systèmes de circulation naturelle.
• "Flow" (Potok) - vous permet d'appliquer la méthode de calcul avec une différence de température variable (glissante) à travers les colonnes montantes.

Il est nécessaire de clarifier les paramètres de saisie des données sur la température - en Kelvin / Celsius.

Calcul du volume d'eau et de la capacité du vase d'expansion

Le volume du vase d'expansion doit être égal à 1/10 du volume total de liquide
Pour calculer les performances d'un vase d'expansion, obligatoire pour tout système de chauffage de type fermé, vous devrez faire face au phénomène d'augmentation du volume de liquide qu'il contient. Cet indicateur est évalué en tenant compte des changements des caractéristiques de performance de base, y compris les fluctuations de sa température. Dans ce cas, il varie dans une très large plage - de la pièce à +20 degrés et jusqu'à des valeurs de fonctionnement comprises entre 50 et 80 degrés.

Il sera possible de calculer le volume du vase d'expansion sans problèmes inutiles si vous utilisez une estimation approximative qui a fait ses preuves dans la pratique. Il est basé sur l'expérience de l'équipement d'exploitation, selon lequel le volume du vase d'expansion est d'environ un dixième de la quantité totale de liquide de refroidissement circulant dans le système.

Dans ce cas, tous ses éléments sont pris en compte, y compris les radiateurs de chauffage (batteries), ainsi que la chemise d'eau de la chaudière. Pour déterminer la valeur exacte de l'indicateur souhaité, vous devrez prendre le passeport de l'équipement en cours d'utilisation et y trouver les éléments concernant la capacité des batteries et le réservoir de travail de la chaudière.

Après les avoir déterminés, il n'est pas difficile de trouver un excès de liquide de refroidissement dans le système. Pour cela, la section transversale des tuyaux en polypropylène est d'abord calculée, puis la valeur résultante est multipliée par la longueur du pipeline. Après avoir résumé pour toutes les branches du système de chauffage, les numéros des radiateurs et de la chaudière tirés du passeport y sont ajoutés. Un dixième est alors compté sur le total.

Calcul des paramètres du liquide de refroidissement

La quantité de liquide de refroidissement dans 1 m du tuyau, en fonction du diamètre
Le calcul du liquide de refroidissement est réduit à la détermination des indicateurs suivants:

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

Les formules connues de calcul des paramètres du liquide de refroidissement (en tenant compte de l'hydraulique) sont assez compliquées et peu pratiques en utilisation pratique. Les calculatrices en ligne utilisent une approche simplifiée qui vous permet d'obtenir un résultat avec une erreur acceptable pour cette méthode.

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

Types de radiateurs

En ce qui concerne le chauffage qui convient le mieux à une maison privée, les avis des propriétaires sont assez divers, mais en ce qui concerne les radiateurs, beaucoup préfèrent les modèles en aluminium. Le fait est que la puissance des batteries chauffantes dépend du matériau. Ils sont bimétalliques, en fonte et en aluminium.

Une section du radiateur bimétallique a une puissance standard de 100-180 W, fonte - 120-160 W et aluminium - 180-205 W.

Lors de l'achat de radiateurs, vous devez savoir exactement de quel matériau ils sont faits, car c'est cet indicateur qui est nécessaire pour le calcul correct de la puissance.

Dispositions horizontales et verticales

Un tel système de chauffage est divisé en schémas horizontaux et verticaux par l'emplacement du pipeline reliant tous les appareils et appareils en un tout.

Un circuit de chauffage vertical diffère des autres en ce que dans ce cas, tous les appareils nécessaires sont connectés à une colonne montante verticale.

Bien que sa compilation finisse par être un peu plus chère, la stagnation de l'air et les embouteillages qui en résultent n'interféreront pas avec un fonctionnement stable. Cette solution est la plus adaptée aux propriétaires d'appartements dans un immeuble de plusieurs étages, car tous les étages individuels sont reliés séparément.

Un système de chauffage à deux tuyaux avec un circuit horizontal est parfait pour un immeuble résidentiel d'un étage avec une longueur relativement longue, dans lequel il est plus facile et plus rationnel de connecter tous les compartiments de radiateur disponibles à une canalisation horizontale.

Les deux types de circuits de système de chauffage offrent une excellente stabilité hydraulique et de température, seulement dans la première situation, dans tous les cas, il sera nécessaire de calibrer les colonnes montantes situées verticalement et dans la seconde - les boucles horizontales.

Détermination de la résistance

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

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

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

La tâche la plus fastidieuse et la plus exigeante en main-d'œuvre sera de calculer la résistance locale dans les raccords de tuyauterie, les vannes de régulation, les vannes d'arrêt et les appareils de chauffage.

Détermination des pertes de charge dans les tuyaux

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

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

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

En plus de cette méthode généralisée, il existe d'autres méthodes pour déterminer la perte de charge dans les tuyaux en polypropylène. L'un d'eux est basé sur une 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 initiales et finales, 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 rapport suivant prend principalement en compte la perte de charge de fluide due à la grande longueur de la canalisation.

• h - perte de charge liquide, dans le cas à l'étude mesurée en mètres.
• λ - 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 standard interne du tuyau, qui détermine le volume du débit de liquide de refroidissement.
• V est le débit du fluide, mesuré en unités standard (mètre par seconde).
• Le symbole g est l'accélération due à la gravité, égale à 9,81 m / s2.

Les pertes de charge se produisent en raison du frottement du fluide contre la surface intérieure des tuyaux

Les pertes causées par un coefficient de frottement hydraulique élevé 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 les ébauches de tube rond standard. La formule finale pour les trouver ressemble à ceci:

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

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

Equilibrage hydraulique

L'équilibrage des pertes de charge dans l'installation de chauffage est réalisé au moyen de vannes de régulation et d'arrêt.

L'équilibrage hydraulique du système est basé sur:

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

Les caractéristiques de réglage - perte de charge, fixation, débit - sont définies pour chaque vanne. Selon eux, les coefficients du débit de liquide de refroidissement dans chaque colonne montante sont déterminés, puis dans chaque dispositif.

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

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

Le coefficient réduit ξпр est la somme de toutes les résistances du système local.

Calcul de l'hydraulique des conduits de chauffage

L'hydraulique correctement calculée permet la répartition correcte du diamètre du tuyau dans tout le système

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 différences dans la canalisation à un débit donné de circulation du liquide de refroidissement;
• sa dépense estimée;
• dimensions typiques des produits de tuyauterie utilisés.

Lors du calcul du premier de ces paramètres, il est important de prendre en compte la capacité de l'équipement de pompage. Il doit être suffisant pour 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 des systèmes dans leur ensemble augmente.

Sur la base des résultats du calcul, les indicateurs nécessaires à l'installation ultérieure du système de chauffage et conformes 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 des systèmes dans leur ensemble augmente. Sur la base des résultats du calcul, les indicateurs nécessaires à l'installation ultérieure du système de chauffage et répondant aux exigences des normes en vigueur sont déterminés.

Qu'est-ce que le calcul hydraulique

Il s'agit de la troisième étape du processus de création d'un réseau de chaleur. C'est un système de calculs qui vous permet de déterminer:

• diamètre et débit des tuyaux;
• pertes de charge locales sur les sites;
• les exigences d'équilibrage hydraulique;
• perte de pression à l'échelle du système;
• consommation d'eau optimale.

Selon les données obtenues, la sélection des pompes est effectuée.

Pour les logements saisonniers, en l'absence d'électricité, un système de chauffage avec circulation naturelle du liquide de refroidissement convient (lien vers la revue).

Le principal objectif du calcul hydraulique est de garantir que les coûts estimés des éléments de la chaîne correspondent aux coûts (d'exploitation) réels. La quantité de liquide de refroidissement entrant dans les radiateurs doit créer un équilibre thermique à l'intérieur de la maison, en tenant compte des températures extérieures et de celles fixées par l'utilisateur pour chaque pièce en fonction de sa fonction fonctionnelle (sous-sol +5, chambre +18, etc.).

Tâches complexes - minimiser les coûts:

1. capital - installation de tuyaux de diamètre et de qualité optimaux;
2. opérationnel:
   dépendance de la consommation d'énergie sur la résistance hydraulique du système;
3. stabilité et fiabilité;
4. silence.

Le remplacement du mode de chauffage centralisé par un mode individuel simplifie la méthode de calcul

Pour le mode hors ligne, 4 méthodes sont applicables calcul hydraulique du système de chauffage:

1. par pertes spécifiques (calcul standard du diamètre du tuyau);
2. par des longueurs réduites à un équivalent;
3. selon les caractéristiques de conductivité et de résistance;
4. comparaison des pressions dynamiques.

Les deux premières méthodes sont utilisées avec une baisse de température constante dans le réseau.

Les deux derniers permettront de répartir l'eau chaude sur les anneaux du système si la différence de température dans le réseau cesse de correspondre à la différence des colonnes montantes / branches.