La conception de tout système de chauffage commence par le calcul de ses paramètres de base. Tout d'abord, cela concerne la charge optimale sur l'approvisionnement en chaleur. Par conséquent, avant d'acheter l'équipement nécessaire, vous devez calculer la puissance du système de chauffage: chaudières, radiateurs, pompes, batteries.
Pourquoi avez-vous besoin d'un calcul de chauffage
La tâche déterminante de l'exécution des calculs est d'optimiser les coûts supplémentaires. La puissance minimale requise de la chaudière de chauffage affectera directement la consommation du vecteur énergétique. Mais les économies devraient être dans des limites raisonnables.
Le principal objectif de l'approvisionnement en chaleur est de maintenir un niveau de température confortable dans les locaux d'habitation. Celle-ci est influencée par la puissance nominale des radiateurs de chauffage en fonte, les déperditions thermiques du bâtiment et les paramètres de la chaudière.
Pour la sélection correcte de l'équipement, vous devez calculer correctement ses paramètres. Cela peut être fait à l'aide de programmes spécialisés ou indépendamment, en utilisant certaines formules.
De plus, les experts recommandent de calculer la puissance de la chaudière de chauffage et des autres composants du système pour les éléments suivants :
- Planification des coûts d'achat d'équipement... Plus la puissance nominale de la chaudière ou la dissipation thermique de la batterie est élevée, plus leur coût est élevé. En conséquence, cela affectera le budget de l'ensemble de l'événement pour l'aménagement de l'approvisionnement en chaleur;
- Planification correcte de la charge du système... Le calcul correct de la puissance de la pompe pour le chauffage vous permettra de connaître la charge maximale et minimale de l'équipement lorsque des facteurs externes changent - la température extérieure, dans les pièces de la maison;
- Modernisation du système... Si les coûts de chauffage sont élevés, les réduire est une priorité absolue pour minimiser l'entretien. Pour ce faire, calculez la puissance de la batterie de chauffage et des autres composants.
Ayant décidé que sans calculer les données de base, il est impossible de commencer à acheter du matériel et des composants pour organiser l'approvisionnement en chaleur, il convient de choisir des méthodes de calcul. Premièrement, les caractéristiques de chaque composant sont reconnues séparément - la chaudière, la pompe du radiateur. Ensuite, leurs paramètres sont entrés dans le programme de chauffage et vérifiés à nouveau. La même méthodologie est utilisée pour calculer le chauffage de la serre.
Le type de vecteur énergétique utilisé influe sur le calcul de la puissance d'une chaudière à gaz. Il est nécessaire de décider à l'avance quel type de gaz sera utilisé - principal ou liquéfié.
Détermination des pertes de chaleur à la maison
Dans un premier temps, il est nécessaire de calculer correctement la quantité de chaleur qui traversera les murs extérieurs, les fenêtres et les portes du bâtiment. Le fonctionnement de l'alimentation en chaleur doit compenser ces pertes et, sur la base des données obtenues, un calcul supplémentaire de la capacité de la pompe de circulation pour le chauffage, la chaudière et les batteries sera effectué.
Le paramètre déterminant est la résistance au transfert de chaleur des murs et des structures de fenêtres. C'est l'indicateur inverse de la conductivité thermique des matériaux. Il est impossible de faire une sélection de la puissance de la chaudière de chauffage sans connaître ces valeurs. Par conséquent, avant de commencer les calculs, vous devez connaître l'épaisseur des murs et le matériau à partir duquel ils sont fabriqués.
Il est recommandé de vous familiariser avec le contenu du SNiP II-3-79, ainsi que du SNiP 23-02-2003.Ces documents indiquent les valeurs standard de la résistance au transfert de chaleur pour différentes régions de la Russie. Les connaissant, vous pouvez résoudre la question de savoir comment calculer la puissance d'un radiateur de chauffage. Chaque matériau a une valeur de transfert de chaleur spécifique. Les données sur les plus courantes pour la construction de bâtiments résidentiels peuvent être tirées de tableaux standard.
Mais cela ne suffit pas pour calculer davantage la puissance des radiateurs de chauffage en acier. De plus, vous aurez besoin de connaître l'épaisseur de chaque type de matériau utilisé pour construire des murs. Le rapport de cette valeur au coefficient de transfert thermique sera la valeur souhaitée :
R = D / λ
Où R - résistance au transfert de chaleur;ré - épaisseur de matériau;Λ - résistance au transfert de chaleur.
À l'avenir, cela sera utilisé pour calculer la puissance requise de la chaudière de chauffage. Cette étape de calcul est recommandée. Ce n'est qu'en connaissant la résistance réelle des murs que vous pouvez déterminer la puissance nominale de l'ensemble du système de chauffage.
Le calcul ne prend pas en compte la rose des vents caractéristique de chaque région spécifique. Les données à ce sujet affectent le calcul uniquement pour les bâtiments à plusieurs étages.
Caractéristiques du calcul de la puissance de diverses chaudières de chauffage
Pour le bon choix de la puissance de la chaudière de chauffage, elles sont déterminées à l'avance avec son lieu d'installation, le type de système de chauffage (ouvert, fermé) et le type de combustible utilisé. De plus, la superficie totale de la maison et son volume sont pris en compte. Ces données vous permettront de faire les calculs de plusieurs manières.
La méthode la plus simple pour calculer la puissance nominale de votre équipement de chauffage consiste à n'utiliser que la surface de la maison. Pour cela, le ratio standard est pris que pour chauffer 10 m² de la pièce, 1 kW d'énergie thermique doit être consommé. Cette méthode ne fonctionnera que pour les bâtiments avec une bonne isolation thermique et des hauteurs de plafond standard. Son inconvénient est sa grande erreur. Ainsi, pour une maison d'une superficie de 150 m², selon le calcul de la puissance de la chaudière de chauffage, vous devrez choisir un modèle de 15 kW.
De plus, un facteur de correction est appliqué, qui dépend de l'emplacement du bâtiment. Ensuite, la formule finale de calcul de la puissance d'une chaudière à gaz ressemblera à ceci:
W = (S / 10) * K
Où W - puissance nominale de la chaudière ;S - la superficie de la maison;K - Facteur de correction.
Pour les régions centrales de la Russie K = 0,13 ; pour les latitudes septentrionales, la valeur varie de 0,15 à 0,2. Lors de la sélection de la puissance de la chaudière d'alimentation en chaleur pour les régions du sud, K = 0,08.
Des calculs précis ne peuvent être effectués qu'après une détermination préalable du coefficient de transfert de chaleur des murs. Cette technique a été décrite ci-dessus. Pour commencer, nous trouvons la différence de température entre l'air chauffé à l'extérieur et dans la maison - t. Ensuite, il est nécessaire de déterminer la perte de chaleur. On les trouve par la formule :
P = t / R
Où R - perte de chaleur à la maison;c'est - différence de température;R - coefficient de résistance au transfert de chaleur.
De plus, pour calculer la puissance d'une chaudière à gaz, il est nécessaire de multiplier la surface des murs extérieurs par les pertes de chaleur. A titre d'exemple, prenons une maison avec une surface murale de 127 m², le coefficient de résistance au transfert de chaleur est de 0,502. La valeur optimale de Δt doit être de 55. Dans ce cas, la perte de chaleur par m2 sera égale à :
P = 55 / 0,505 = 108 W / m2
Sur cette base, la puissance de la chaudière d'alimentation en chaleur peut être calculée:
W = 127 * 108 = 13,7 kW
Dans ce qui suit, la charge sur le système de chauffage est déterminée à différentes valeurs de t. Il est recommandé de choisir un modèle d'équipement avec une petite réserve de marche - 10-15%. Cela permettra d'augmenter l'apport de chaleur sans remplacer la chaudière et les radiateurs.
Pour les appartements à isolation normale, vous pouvez prendre le rapport de 41 W de chaleur pour 1 m³ de volume de pièce dans un bâtiment en panneaux et 38 W dans un bâtiment en brique. Si les murs étaient isolés, vous devrez faire le calcul ci-dessus.
Calcul de la puissance des radiateurs et batteries de chauffage
Mais en plus de la chaudière, les caractéristiques techniques des autres composants affectent le fonctionnement de l'alimentation en chaleur. Il faut donc savoir calculer la puissance de la batterie de chauffage. En fait, le transfert de chaleur de l'énergie de l'eau chaude à l'air intérieur s'y déroule.
Pour calculer la puissance des batteries de chauffage, il est nécessaire de déterminer réellement leur transfert de chaleur. C'est le nom du processus de transfert de chaleur d'un corps chauffé à l'air dans la pièce. Plusieurs facteurs influent sur ce chiffre. Le principal est le matériau de fabrication. Plus la résistance au transfert de chaleur de la batterie est faible, plus la perte de chaleur est faible. Cependant, parallèlement à cela, l'effet du stockage d'énergie doit être pris en compte. Ceci est observé dans les structures en fonte. Étant donné que pour calculer la puissance de la batterie de chauffage, il est nécessaire de connaître le niveau de son remplissage en eau chaude, la surface totale de la structure doit être calculée. Le transfert de chaleur total en dépend également.
Pour les calculs, il faut déterminer Δt selon la formule suivante :
t = ((Tpod-Tobr) / 2) -Tpom
Où Tpod, Tobr et TPom - températures dans les tuyaux de départ, de retour et dans la pièce.
Pour calculer la puissance des radiateurs de chauffage en fonte, vous aurez besoin du coefficient de conductivité thermique d'un matériau spécifique et de la surface totale des structures. Le premier peut être tiré des tableaux standard. Pour les modèles bimétalliques, les noyaux en acier des canalisations et la surface chauffante en aluminium sont pris en compte lors du calcul de la puissance du radiateur de chauffage.
Le calcul est effectué selon la formule suivante :
Q = t * k * S
Où Q - la capacité calorifique spécifique du radiateur ;À - coefficient de conductivité thermique ;S - la superficie totale de la structure.
Ainsi, vous pouvez calculer la puissance de la batterie de chauffage. Cependant, dans la pratique, cela est difficile, car plusieurs facteurs restent inconnus - l'épaisseur de paroi réelle, les éléments supplémentaires utilisés dans la fabrication. De plus, lors du calcul de la puissance de la batterie d'alimentation en chaleur, les pertes de chaleur dans la pièce ne sont pas prises en compte.
La plupart des fabricants indiquent la puissance nominale dans le passeport du radiateur. Mais cela n'est fait que pour un mode de fonctionnement thermique de chauffage. Par conséquent, en vous basant sur les données de passeport du produit, vous pouvez calculer avec précision la puissance du radiateur d'alimentation en chaleur.
La dissipation thermique réelle de la batterie dépend de l'installation correcte. Lors du calcul de la puissance des radiateurs de chauffage en acier, leur emplacement par rapport au rebord de la fenêtre, au sol et aux murs de la pièce n'est pas pris en compte.
Calcul de la puissance de la pompe de circulation
Dans les systèmes d'alimentation en chaleur fermés, la circulation du fluide est forcée. Avant de calculer la puissance de la pompe pour le chauffage, il est nécessaire d'établir un schéma d'alimentation en chaleur. Ce n'est qu'alors que vous pouvez commencer à calculer.
Plusieurs paramètres déterminent les principales caractéristiques de ce composant chauffant. Le fonctionnement de la pompe vise à augmenter la vitesse de déplacement du liquide de refroidissement dans le système. De plus, il ne doit pas créer de charges hydrauliques excessives et augmenter le bruit. C'est pourquoi il est si important de calculer correctement la puissance de la pompe pour le chauffage.
Pour effectuer des calculs, vous aurez besoin de connaître les caractéristiques suivantes de l'équipement :
- Performance... Il caractérise la quantité de chaleur transférée par unité de temps à travers des canalisations à l'aide d'une pompe de circulation ;
- Résistance hydraulique... Il s'agit de la perte de charge dans les conduites due au frottement de l'eau contre la surface intérieure des composants d'alimentation en chaleur. Lors du calcul de la puissance d'une pompe de chauffage, cet indicateur est l'un des plus déterminants, car le débit du liquide de refroidissement en dépend;
- Consommation d'énergie... Spécifié par le fabricant dans le passeport de l'appareil. Elle est déterminée par les caractéristiques du moteur électrique relié au rotor de la pompe.
Lors de la première étape du calcul de la puissance de la pompe de circulation pour le chauffage, la capacité doit être calculée.Pour ce faire, vous devrez connaître la puissance thermique requise du système d'alimentation en chaleur. Les calculs de performance sont effectués à l'aide de la formule suivante :
Q = (0,86 * R) / (Tpod-Tob)
Où Q - les performances de l'appareil ;R - puissance thermique calculée, W;Tpod et Tob - la température de l'eau dans les tuyaux de départ et de retour du chauffage.
Le principal facteur affectant les performances de la pompe est la capacité thermique du système. Il est préférable de le calculer le plus précisément possible afin d'éviter d'acheter un appareil avec des paramètres inappropriés. En outre, les caractéristiques du caloporteur affectent le calcul de la puissance de la pompe pour l'alimentation en chaleur. Dans le cas de l'utilisation d'antigels, l'indicateur nominal doit être augmenté de 10 à 15 %, car leur densité est bien supérieure à celle de l'eau distillée.
La résistance hydraulique de la pompe de circulation est déterminée par la formule suivante :
H = 1,3 * (R1 * L1 + R2 * L2 + ... Z1 + Z2) / 10000
Où R1 etR2 - perte de pression dans les sections d'alimentation et de retour de la ligne ;L1 et L2 - longueur des canalisations ;Z1 et Z2 - résistance hydraulique des composants du système.
Le dernier indicateur de calcul de la puissance de la pompe pour l'alimentation en chaleur peut être extrait du passeport de l'appareil. S'il n'y en a pas, il est recommandé d'utiliser les données du tableau.
Composant chauffant | Résistance hydraulique, Pa |
| Chaudière | 1000 à 2000 |
| Vanne thermostatique | 5000 à 10000 |
| Mixer | 2000 à 4000 |
| capteur de température | 1000 à 1500 |
Les fabricants indiquent la résistance hydraulique en fonction de la valeur de la colonne d'eau. Ceux. c'est un indicateur de la puissance qui est capable d'élever l'eau dans un tuyau vertical jusqu'à un certain niveau.
Lors du calcul de la puissance d'une pompe de circulation pour l'apport de chaleur, la présence de plusieurs modes de vitesse n'est pas prise en compte. Bien qu'en pratique, en utilisant cette fonction du dispositif, il soit possible d'optimiser la vitesse de déplacement du liquide de refroidissement, équilibrant ainsi l'ensemble du système.
Est-il difficile de faire seul un calcul précis du chauffage d'une maison ou d'une serre ? En plus des méthodes ci-dessus, il est recommandé d'utiliser des programmes spécialisés pour l'alimentation en chaleur. Cela vous permettra de vérifier les résultats et d'atteindre la précision maximale des calculs.
Le matériel vidéo montre un exemple de calcul de la puissance de chauffage à l'aide d'un programme spécialisé :
