Paramètres de base et méthodes de calcul du chauffage

GOST R 54860-2011 régule le besoin de calculs lors de l'organisation des communications d'approvisionnement en chaleur. Avant d'organiser la ligne, le propriétaire doit déterminer les paramètres requis de la chaudière et des batteries. Des calculs de chauffage sont également effectués pour établir l'efficacité énergétique de l'équipement et les pertes de chaleur probables.

Les paramètres de conception

La technologie de calcul vous permet de sélectionner un système de chauffage adapté en termes de puissance et de longueur pour une maison ou un appartement. Le calcul est effectué à partir de plusieurs valeurs initiales :

• zone du bâtiment, sa hauteur du plafond au sol, volume interne;
• le type d'objet et la présence d'autres bâtiments à côté ;
• matériaux pour la construction du toit, du sol et du plafond;
• le nombre d'ouvertures de fenêtres et de portes ;
• utilisation prévue des parties de la maison;
• la durée de la saison de chauffage et la température moyenne sur une période donnée ;
• caractéristiques de la rose des vents et géographie de la région;
• température ambiante probable;
• les spécificités des lieux de raccordement au gaz, aux communications électriques et à l'approvisionnement en eau.

L'isolation des portes, des fenêtres et des murs doit être prise en compte.

Calculs par volume de pièces

Le calcul du chauffage, effectué par le volume de la surface habitable, se distingue par la précision des données. Il est conseillé de l'envisager à l'aide d'un exemple : une maison de 80 m2 dans la région de Moscou avec une hauteur sous plafond de 3 m, 6 fenêtres et 2 portes qui s'ouvrent vers l'extérieur. L'algorithme des actions sera le suivant :

1. Calcul du volume total du bâtiment. Les paramètres de chaque pièce sont résumés ou le principe général est utilisé - 80x3 = 240 m3.
2. En comptant le nombre d'ouvertures sortantes - 6 fenêtres + 2 portes = 8.
3. Détermination du coefficient régional pour la région de Moscou, qui appartient à la zone médiane de la Fédération de Russie. Ce sera 1,2. La valeur pour les autres régions peut être trouvée dans le tableau.

4. Compter pour un chalet. La première valeur obtenue est multipliée par 60 : 240x60 = 14 400.
5. Multiplication par correction régionale. 14 400x1,2 = 17 280.
6. Multiplier le nombre de fenêtres par 100, les portes par 200 et résumer le résultat : 6x100 + 2x200 = 1000.
7. Addition des données obtenues aux étapes n°5 et n°6 : 17 280 + 1000 = 18 280.

La puissance du système de chauffage sera égale à 18 280 W sans tenir compte des matériaux des murs porteurs, du sol et des caractéristiques d'isolation thermique de la maison. Il n'y a pas de correction pour la ventilation naturelle dans les calculs, le résultat sera donc approximatif.

Calculs par nombre d'étages

Les résidents d'un immeuble d'appartements paient les services publics en fonction du nombre d'étages. Plus la maison est haute, moins il est cher de la chauffer. Pour cette raison, le calcul du système de chauffage est lié à la hauteur des plafonds :

• pas plus de 2,5 m - coefficient 1;
• de 3 à 3,5 m - coefficient 1,05;
• de 3,5 à 4,5 - coefficient 1,1;
• de 4,5 - coefficient 2.

Vous pouvez calculer les communications en utilisant la formule N = (S * H ​​* 41) / Coù:

• N - le nombre de sections radiateurs ;
• S est la superficie de la maison;
• C - puissance calorifique d'une batterie, indiquée dans le passeport ;
• H - la hauteur de la pièce ;
• 41 watts - chaleur consommée pour chauffer 1 m3 (valeur empirique).

Les calculs tiennent également compte de l'étage de la résidence, de l'emplacement des pièces, de la présence des combles et de son isolation thermique.

Pour les locaux au premier étage d'un immeuble de trois étages, un coefficient de 0,82 est fixé.

Choix d'une chaudière de chauffage

Les unités de chauffage, selon l'usage prévu, sont à circuit simple et à double circuit, peuvent être installées au mur et au sol. Les chaudières diffèrent également par le type de combustible.

Modifications de gaz

Les fabricants produisent divers appareils. Par conséquent, lors du choix, vous devez faire attention aux facteurs suivants :

• Le but de l'installation de communications de chauffage. Les options à circuit unique sont utilisées pour le chauffage, les options à double circuit avec une chaudière intégrée de 150 à 180 litres peuvent fournir de l'eau chaude à une maison et la chauffer.
• Le nombre d'échangeurs de chaleur dans un modèle à double circuit. Le seul élément bithermique chauffe l'eau en tant que caloporteur et source d'approvisionnement en eau chaude en même temps. Dans les versions à deux, le primaire de chauffage est utilisé pour le chauffage, le secondaire est utilisé pour le chauffage de l'ECS.
• Matériau de l'échangeur de chaleur. La fonte accumule la chaleur pendant longtemps et ne se corrode pas, l'acier est pratiquement insensible aux fluctuations de température.
• Type de chambre de combustion. La chambre ouverte fonctionne au tirage naturel, la chaudière a donc besoin d'une pièce séparée avec une bonne ventilation. L'unité fermée évacue les produits de combustion à travers une cheminée horizontale coaxiale.
• Caractéristiques de l'allumage. En mode d'allumage électrique, la mèche brûlera en permanence, mais l'équipement a besoin d'électricité pour fonctionner. Les modèles avec allumage piézo sont indépendants, mais allumés manuellement.

Les unités de gaz à condensation avec économiseur d'eau ont des performances différentes, mais les frais de carburant sont presque doublés.

Modèles électriques

Les appareils se distinguent par un fonctionnement presque silencieux, une compacité et un fonctionnement sûr. Les propriétaires de maisons et de chalets d'été peuvent acheter des modifications:

• Sur résistances tubulaires. Les appareils avec éléments chauffants conviennent au montage mural, automatisé, mais tombent souvent en panne à cause du tartre.
• Sur les électrodes. Petits appareils connectés à un circuit de deux batteries ou plus. La chaudière est efficace, équipée de réglages de température, mais est sensible au liquide de refroidissement.
• Induction. Equipés d'un système de protection contre la surchauffe, ils chauffent rapidement le liquide de refroidissement, ont un rendement de 97%.

Les chaudières à induction sont des équipements coûteux.

Unités combinées

Ils chauffent n'importe quelle zone, ils peuvent fonctionner en mode universel et sur deux ou trois types de combustibles. Le type d'alimentation est choisi par l'utilisateur :

• combustible solide + gaz;
• combustible solide + électricité;
• gaz + électricité;
• essence + diesel.

Un type de ressources en combustible est le principal, le second est auxiliaire, qui ne chauffe pas la maison, mais maintient uniquement un régime de température normal.

Chaudières à combustible solide

Ils travaillent le bois, la sciure de bois, le charbon, le coke, les briquettes spéciales, se distinguent par leur sécurité et leur facilité d'utilisation. Pour une maison privée, vous pouvez récupérer des unités :

• Classique. Ils fonctionnent selon le principe de la combustion directe, le four doit être rempli toutes les 5 à 6 heures.
• Pyrolyse. Ils fonctionnent sur le principe de la postcombustion des gaz résiduels dans une chambre spéciale. Le carburant est chargé toutes les 12-14 heures.

Les appareils nécessitent une cheminée avec un bon tirage et sont installés dans une pièce séparée. L'utilisateur doit nettoyer périodiquement la chambre de combustion de la suie et du goudron.

Appareil à combustible liquide

Ils fonctionnent au diesel, ils sont donc placés dans une pièce séparée. La chaufferie est équipée d'une hotte aspirante et d'un système de ventilation de haute qualité. Le pétrole lourd est stocké dans des conteneurs scellés dans une pièce séparée. Tous les appareils à combustible liquide sont automatisés, productifs et ont une grande puissance.

Caractéristiques du calcul des pertes de chaleur

Le plus souvent, la chaleur dépend du matériau du sol, de la surface du plafond, des murs, du nombre d'ouvertures et des caractéristiques de l'isolation. Il est possible de calculer le chauffage autonome en tenant compte des déperditions thermiques dans une maison privée en utilisant l'exemple d'une pièce d'angle d'une superficie de 18 m2 et d'un volume de 24,3 m3. Il est situé au 1er étage, a des plafonds de 2,75 m, ainsi que 2 murs extérieurs en bois de 18 cm d'épaisseur avec revêtement en placoplâtre et papier peint. La chambre a 2 fenêtres de dimensions 1,6x1,1 m.Le sol est en bois, isolé, avec un sous-sol.

Calcul de la superficie :

• Mur extérieur sans fenêtres - S1 = (6 + 3) x 2,7 - 2 × 1,1 × 1,6 = 20,78 m2.
• Fenêtres - S2 = 2 × 1,1 × 1,6 = 3,52 m2.
• Étage - S3 = 6 × 3 = 18 m2.
• Plafond - S4 = 6 × 3 = 18 m2.

Calcul des pertes de chaleur des surfaces, Q1 :

• Mur extérieur - S1 x 62 = 20,78 x 62 = 1289 W.
• Fenêtres - S2 x 135 = 3 × 135 = 405 W.
• Plafond - Q4 = S4 x 27 = 18 × 27 = 486 W.

Calcul de la perte de chaleur totale en additionnant les données. Q5 = Q + Q2 + Q3 + Q4 = 2810 W.

La perte de chaleur totale d'une pièce par temps froid est de -2,81 kW, c'est-à-dire que la même quantité de chaleur est fournie en plus.

Calcul hydraulique

Vous pouvez calculer l'hydraulique pour le chauffage posé dans une maison privée si vous connaissez:

• configuration de la ligne, type de canalisation et de raccords ;
• le diamètre des tuyaux dans les sections principales;
• paramètres de pression dans différentes zones;
• perte de pression par le caloporteur;
• méthode de raccordement hydraulique des éléments chauffants.

Par exemple, vous pouvez utiliser une ligne gravitationnelle à deux tuyaux avec les paramètres suivants :

• charge thermique calculée - 133 kW;
• températures - tg = 750 degrés, tо = 600 degrés;
• débit de conception du liquide de refroidissement - 7,6 mètres cubes par heure;
• méthode de connexion à la chaudière - distributeur horizontal hydraulique;
• température constante maintenue par automatisation tout au long de l'année - 800 degrés;
• la présence d'un régulateur de pression - à l'entrée de chacun des distributeurs ;
• type de pipeline - distribution métal-plastique, acier pour l'approvisionnement en chaleur.

Pour la commodité des calculs, vous pouvez utiliser plusieurs programmes en ligne ou une calculatrice spéciale. HERZ CO. 3,5 points selon la méthode de perte de charge linéaire, DanfossCO convient aux systèmes de circulation naturelle. Lors du calcul, vous devez choisir les paramètres de température - degrés Kelvin ou Celsius.

Diamètre de canalisation

La différence entre la température du liquide de refroidissement refroidi et chaud dans un système à deux tuyaux est de 20 degrés. La superficie de la pièce est de 18 carrés, les plafonds ont une hauteur de 2,7 m, la circulation du chauffage principal de type forcé. Les calculs se font comme ceci :

1. Détermination des données moyennes. La consommation électrique est de 1 kW par 30 m3, la réserve de puissance thermique est de 20 %.
2. Calcul du volume de la pièce. 18 x 2,7 = 48,6 m³.
3. Détermination des coûts d'électricité. 48,6 / 30 = 1,62 kW.
4. Trouver des réserves de puissance par temps froid. 1,62x20 % = 0,324 kW.
5. Calcul de la puissance totale. 1,62 + 0,324 = 1,944 kW.

Le diamètre de tuyau approprié se trouve dans le tableau.

La valeur de la puissance totale doit être choisie la plus proche possible du résultat du calcul.

Paramètres de pression

La perte de charge totale est la perte de charge dans chaque section. Cette valeur est calculée comme la somme des pertes par frottement du caloporteur en mouvement et de la résistance locale. Algorithme de comptage :

1. Recherche de pression locale sur le site à l'aide de la formule de Darcy-Weisbach.
2. Recherchez le coefficient de frottement hydraulique à l'aide de la formule d'Alshutl.
3. Utilisation de données tabulaires prenant en compte le matériau du tuyau.

Les kilogrammes par heure peuvent être convertis en litres par minute.

Équilibrage hydraulique

L'équilibrage hydraulique est une étape nécessaire pour équilibrer les pertes d'eau. Les calculs sont effectués sur la base de la charge de conception, de la résistivité et des paramètres techniques des tuyaux, de la résistance locale des sections. Vous devrez également tenir compte des caractéristiques d'installation des vannes.

Algorithme de calcul de la technologie des caractéristiques de résistance :

1. Calcul des pertes de charge pour 1 kg/h de liquide de refroidissement. Ils sont mesurés en ∆P, Pa et sont proportionnels au carré du débit d'eau dans la section G, en kg/h.
2. Utilisation du coefficient de résistance locale et de la somme de tous les paramètres.

Les informations et la pression dynamique du tuyau peuvent être trouvées dans les instructions du fabricant.

Caractéristiques du comptage du nombre de radiateurs

Pour calculer le nombre d'éléments de radiateur, il est nécessaire de prendre en compte le volume du bâtiment, ses caractéristiques de conception, le matériau des murs et le type de batteries. Par exemple : une maison à panneaux avec un flux thermique de 0,041 kW. Il faut calculer le nombre de batteries pour une pièce de 6x4x2,5 m.

Algorithme de calcul :

1. Détermination du volume de la pièce. 6x4x2,5 = 60 m3.
2. Multiplier la surface de la pièce par le flux de chaleur pour calculer la quantité optimale d'énergie thermique Q. 60 × 0, 041 = 2,46 kW.
3. Recherchez le nombre de sections N. Le résultat de l'étape 2 est divisé par le débit de chaleur d'un radiateur. 2,46 / 0,16 = 15,375 = 16 tranches.
4. Sélection des paramètres du radiateur à partir du tableau.

La durée de vie la plus longue d'une ligne en fonte est de 10 ans.

Calcul de la puissance de la chaudière

Le calcul de la chaleur utile pour chauffer chaque pièce consiste à calculer la puissance de l'installation de chauffage. Après l'avoir appris, vous pouvez créer un régime de température optimal. La puissance de la chaudière est calculée par la formule W = S x Wud / 10où:

• S - indicateur de la superficie de la pièce;
• Bois - paramètres de puissance spécifique par 10 mètres cubes de pièce.

L'indicateur de puissance spécifique dépend de la région de résidence. Il se trouve dans le tableau :

Un exemple de calcul de la puissance calorifique d'une chaudière raccordée au système de chauffage pour une pièce de 100 mètres carrés dans la Région Centre sera le suivant : 100x1,25 / 10 = 12 kW.

Un calcul approximatif est souvent utilisé : une chaudière de 10 kW chauffera 100 m2.

Comment choisir les appareils de chauffage

En termes de conception externe, les appareils de chauffage sont similaires, mais lors de la sélection, les caractéristiques de conception doivent être prises en compte.

Appareils à convection

Les appareils de chauffage génèrent rapidement de la chaleur en faisant circuler des courants d'air. Au bas des convecteurs, il y a des ouvertures pour l'admission d'air, à l'intérieur du corps se trouve un élément chauffant qui chauffe les flux. L'équipement de convection est :

• Gaz - connecté au réseau électrique de la maison ou à une bouteille. Les unités sont économes en énergie, mais leur installation doit être coordonnée avec les autorités réglementaires.
• L'eau - connectée par le bas ou le côté, chauffe rapidement. Les appareils ne conviennent pas aux pièces avec de hauts plafonds.
• Électrique - connecté au réseau, a une efficacité allant jusqu'à 95%, à faible bruit. L'inconvénient est la consommation d'énergie élevée.

Le chauffage de 10 m2 de surface avec des convecteurs consomme 1 kWh d'énergie.

Systèmes de radiateurs

Ils sont raccordés au réseau de chauffage de manière inférieure, latérale ou universelle. Fabriqué à partir des matériaux suivants :

• L'aluminium est léger, chauffe rapidement, consomme de la chaleur.Le raccord fileté de la soupape d'admission supérieure est de mauvaise qualité.
• Bimétal - équipé d'un noyau en acier et d'un corps en aluminium. Ils résistent à une pression élevée, mais sont chers.
• Fonte - ont une capacité calorifique élevée et un long refroidissement. Les inconvénients des appareils incluent un chauffage lent et un poids élevé.

Les batteries en aluminium ne résistent pas aux fluctuations de pression et ne conviennent pas aux appartements.

Installations de radiateurs à convection

Ils sont mis en œuvre en connectant un plancher chauffant à eau et des radiateurs, et sont utilisés dans les maisons de campagne dans les régions de serveurs. Efficace pour chauffer un coin ou des pièces vitrées. Des batteries sectionnelles (4-16 éléments) ou panneaux (monobloc) peuvent être installées sous les fenêtres. Les sols chauds au premier étage sont recouverts de carreaux de céramique, au second - avec n'importe quel matériau.

Règles d'installation des appareils de chauffage

Les exigences réglementaires d'installation sont précisées dans plusieurs SNiP et prévoient :

1. Contrôle de sécurité de la température du radiateur - pas plus de 70 degrés.
2. Retrait des piles à 10 cm du côté du mur, 6 cm du sol, 5 cm du bas du mur, 2,5 cm du plâtre.
3. La présence d'un flux thermique nominal est de 60 W inférieur à celui calculé.
4. Faire des connexions dans la même pièce.
5. Disponibilité de vannes de réglage automatiques dans les pièces d'habitation et de réglages manuels dans les salles de bains, salles de bains, dressings, placards.
6. Respect de la pente de la chemise le long du mouvement du liquide de refroidissement de 5 à 10 mm.
7. Connexion filetée d'appareils en aluminium et en cuivre.
8. Remplissage constant du système avec un liquide de refroidissement.

Les documents ont également noté la nécessité d'une inspection préventive et d'un nettoyage de la poussière des appareils avant le début de la période de chauffage et une fois tous les 3-4 mois pendant le fonctionnement.

Le calcul de la chaleur pour les communications de chauffage est effectué sur une base individuelle. L'efficacité énergétique, la sécurité et la facilité d'utilisation du système dépendent de l'exactitude et de la précision des calculs.