Pour le fonctionnement efficace du système de chauffage, plusieurs conditions doivent être remplies - choisir les bons composants et faire un calcul. L'efficacité et la répartition uniforme de la chaleur dépendent du calcul correct des paramètres du système. Comment faire un calcul hydraulique d'un système de chauffage - des exemples, des programmes vous aideront à effectuer ces calculs.
But du calcul hydraulique du chauffage
Lors du fonctionnement de tout système d'alimentation en chaleur, une résistance hydraulique apparaît inévitablement lorsque le liquide de refroidissement se déplace. Pour prendre en compte ce paramètre, un calcul hydraulique d'un système de chauffage bitube est nécessaire. Son essence réside dans le choix correct des composants du système, en tenant compte de leurs performances.
En effet, le calcul hydraulique des systèmes de chauffe-eau est une procédure complexe, au cours de laquelle toutes les subtilités et nuances sont prises en compte. Dans un premier temps, vous devez décider de la puissance de chauffage requise, choisir la disposition optimale de la tuyauterie, ainsi que le mode de fonctionnement thermique. Sur la base de ces données, un calcul hydraulique du système de chauffage est effectué dans Excel ou un programme spécialisé. Le résultat des calculs devrait être les paramètres suivants de l'approvisionnement en eau chaude:
- Diamètre de canalisation optimal... Sur cette base, vous pouvez connaître leur débit, leurs pertes de chaleur. Compte tenu du choix du matériau de fabrication, la résistance de l'eau contre la surface intérieure de la ligne sera connue ;
- Pertes de pression et de charge dans certaines zones du système... Un exemple de calcul hydraulique d'un système de chauffage vous permettra de réfléchir en amont aux mécanismes de leur compensation ;
- Consommation d'eau;
- Puissance requise de l'équipement de pompage... Intéressant pour les systèmes fermés à circulation forcée.
À première vue, la résistance hydraulique du système de chauffage est complexe. Cependant, il suffit d'approfondir un peu l'essence des calculs et vous pourrez ensuite les faire vous-même.
Pour l'alimentation en chaleur d'une petite maison ou d'un appartement, il est également recommandé de calculer la résistance hydraulique du système de chauffage.
La procédure de calcul des paramètres hydrauliques du chauffage
Lors de la première étape du calcul des paramètres du système de chauffage, un schéma préliminaire doit être établi, indiquant l'emplacement de tous les composants. Ainsi, la longueur totale des lignes est déterminée, le nombre de radiateurs, le volume d'eau, ainsi que les caractéristiques des appareils de chauffage sont calculés.
Comment faire un calcul hydraulique de chauffage sans avoir l'expérience de tels calculs ? Il ne faut pas oublier qu'il est important de choisir le bon diamètre de tuyau pour un chauffage autonome. C'est à partir de l'exécution de cette étape que les calculs doivent commencer.
Il est préférable de faire un schéma de chauffage sur un plan de maison déjà terminé. Cela vous permettra de calculer correctement la consommation de matériel et de déterminer sa quantité pour l'agencement du système.
Détermination du diamètre optimal du tuyau
Le calcul hydraulique le plus simplifié du système de chauffage comprend uniquement le calcul de la section transversale des canalisations. Souvent, lors de la conception de petits systèmes, ils s'en passent. Pour ce faire, prenez les paramètres suivants de diamètres de tuyaux, en fonction du type d'apport de chaleur:
- Circuit ouvert avec circulation gravitationnelle... Tuyaux d'un diamètre de 30 à 40 mm. Une section aussi importante est nécessaire pour réduire les pertes lors du frottement de l'eau contre la surface intérieure des conduites ;
- Système fermé à circulation forcée... La section transversale des canalisations varie de 8 à 24 mm. Plus il est petit, plus la pression sera dans le système et, par conséquent, le volume total du liquide de refroidissement diminuera. Mais cela augmentera les pertes hydrauliques.
S'il existe un programme spécialisé pour le calcul hydraulique du système de chauffage, il suffit de renseigner les données sur les caractéristiques techniques de la chaudière et de transférer le schéma de chauffage. Le progiciel déterminera le diamètre optimal du tuyau.
Les données obtenues peuvent être vérifiées indépendamment. La procédure pour effectuer manuellement un calcul hydraulique d'un système de chauffage à deux tuyaux lors du calcul du diamètre des canalisations consiste à calculer les paramètres suivants:
- V - la vitesse de déplacement de l'eau. Il doit être compris entre 0,3 et 0,6 m/s. Déterminé par les performances de l'équipement de pompage ;
- Q - flux de chaleur. C'est le rapport de la quantité de chaleur passant sur une certaine période de temps - 1 seconde;
- g - consommation d'eau. Mesuré en kg/heure. Dépend directement du diamètre du pipeline.
À l'avenir, pour effectuer le calcul hydraulique des systèmes de chauffage de l'eau, vous devrez connaître le volume total de la pièce chauffée - m³. Supposons que cette valeur pour une pièce soit de 50 m³. Connaissant la puissance de la chaudière de chauffage (24 kW), on calcule le flux thermique final :
Q = 50/24 = 2,083 kW
Ensuite, pour sélectionner le diamètre de tuyau optimal, vous devez utiliser les données du tableau compilé lors du calcul hydraulique du système de chauffage dans Excel.
Dans ce cas, le diamètre intérieur optimal du tuyau pour une section spécifique du système est de 10 mm.
À l'avenir, pour effectuer un exemple de calcul hydraulique d'un système de chauffage, vous pourrez connaître le débit d'eau approximatif, qui sifflera à partir du diamètre du tuyau.
Les fabricants de tuyaux en polymère indiquent le diamètre extérieur. Par conséquent, pour le calcul correct de la résistance hydraulique du système de chauffage, deux épaisseurs de paroi du réseau doivent être soustraites.
Prise en compte des résistances locales dans la ligne
Une étape tout aussi importante est le calcul de la résistance hydraulique du système de chauffage à chaque section de la ligne. Pour cela, l'ensemble du schéma d'alimentation en chaleur est classiquement divisé en plusieurs zones. Il est préférable de faire les calculs pour chaque pièce de la maison.
En tant que données initiales pour entrer dans le programme de calcul hydraulique du système de chauffage, les valeurs suivantes seront nécessaires:
- La longueur du tuyau sur le site, lm ;
- Diamètre de ligne. La procédure de calcul est décrite ci-dessus ;
- La vitesse requise du fluide de chauffage. Cela dépend aussi du diamètre du tuyau et de la puissance de la pompe de circulation ;
- Données de référence typiques pour chaque type de matériau de fabrication - coefficient de frottement (λ), perte de charge (ΔР);
- La densité de l'eau à une température de + 80°C sera de 971,8 kg/m³.
Connaissant ces données, vous pouvez faire un calcul hydraulique simplifié du système de chauffage. Le résultat de ces calculs peut être vu dans le tableau.
Lors de l'exécution de ce travail, il ne faut pas oublier que plus la section de chauffage sélectionnée est petite, plus les données des paramètres généraux du système seront précises. Comme il sera difficile de faire un calcul hydraulique de l'apport de chaleur la première fois, il est recommandé d'effectuer un certain nombre de calculs pour un certain intervalle de canalisation. Il est souhaitable qu'il contienne le moins de dispositifs supplémentaires possible - radiateurs, vannes, etc.
Pour vérifier le calcul hydraulique d'un système de chauffage à deux tuyaux, vous devez l'effectuer dans plusieurs programmes différents ou manuellement par vous-même.
Aperçu des programmes de calculs hydrauliques
En fait, tout calcul hydraulique des systèmes d'alimentation en eau chaude est une tâche d'ingénierie complexe. Pour le résoudre, un certain nombre de progiciels ont été développés qui simplifient la mise en œuvre de cette procédure.
Vous pouvez essayer de faire un calcul hydraulique du système de chauffage dans le shell Excel, en utilisant des formules toutes faites. Mais en même temps, les problèmes suivants peuvent survenir :
- Grosse erreur. Dans la plupart des cas, les schémas à un ou deux tuyaux sont pris comme exemple de calcul hydraulique pour un système de chauffage. Trouver de tels calculs pour le collecteur est problématique ;
- Pour une comptabilisation correcte de la résistance hydraulique de la canalisation, des données de référence sont nécessaires, qui ne sont pas dans la forme. Ils doivent être recherchés et saisis en plus.
Compte tenu de ces facteurs, les experts recommandent d'utiliser des programmes de calcul. La plupart d'entre eux sont payants, mais certains ont une version de démonstration limitée.
Oventrop CO
Le programme le plus simple et le plus intuitif pour le calcul hydraulique du système d'alimentation en chaleur. Une interface intuitive et une configuration flexible vous aideront à gérer rapidement les nuances de la saisie des données. De petits problèmes peuvent survenir lors de la configuration initiale du complexe. Il sera nécessaire de saisir tous les paramètres du système, du matériau pour la fabrication des tuyaux et en terminant par l'emplacement des éléments chauffants.
HERZ CO.
Il se caractérise par la flexibilité des réglages, la possibilité de faire un calcul hydraulique simplifié du chauffage à la fois pour un nouveau système d'alimentation en chaleur et pour la modernisation d'un ancien. Diffère des analogues dans une interface graphique pratique.
Instal-Therm HCR
Le progiciel est conçu pour la résistance hydraulique professionnelle du système d'alimentation en chaleur. La version gratuite a de nombreuses limitations. Le domaine d'application est la conception du chauffage dans les grands bâtiments publics et industriels.
En pratique, le calcul hydraulique n'est pas toujours effectué pour l'approvisionnement en chaleur autonome des maisons et appartements privés. Cependant, cela peut entraîner une détérioration du fonctionnement du système de chauffage et la défaillance rapide de ses éléments - radiateurs, tuyaux et chaudière. Pour éviter cela, vous devez calculer en temps opportun les paramètres du système et les comparer avec les paramètres réels pour une optimisation supplémentaire de l'opération de chauffage.
Un exemple de calcul hydraulique pour un système de chauffage :
