La plupart des bâtiments industriels et résidentiels modernes sont chauffés en hiver en se connectant au réseau de chauffage urbain qui leur est déjà connecté. Mais il y a souvent des cas où des sources indépendantes (autonomes) sont utilisées pour chauffer les espaces de vie. Avec leur installation indépendante, on ne peut se passer d'un calcul hydraulique préalable de chauffage, réalisé pour l'ensemble du complexe dans son ensemble.
Calcul de l'hydraulique des gaines de chauffage
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 fluide caloporteur ;
- ses dépenses estimées ;
- 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 au cours de 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.
Calcul des paramètres du liquide de refroidissement
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 fluides associée aux exigences de performance des équipements de chauffage.
Lors de la détermination de tous les paramètres énumérés concernant directement le liquide de refroidissement, la résistance hydraulique du tuyau doit être prise en compte. La présence de vannes d'arrêt, qui constituent un obstacle sérieux à la libre circulation du porteur, est également prise en compte. Ce point est particulièrement important pour les systèmes de chauffage, qui comprennent des dispositifs thermostatiques et d'échange de chaleur.
Les formules connues pour calculer les paramètres du liquide de refroidissement (en tenant compte de l'hydraulique) sont assez compliquées et peu pratiques en pratique. Les calculatrices en ligne utilisent une approche simplifiée qui vous permet d'obtenir un résultat avec une marge d'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 sûr que les exigences du système selon ce critère sont pleinement satisfaites et qu'il est capable de chauffer la pièce à des températures confortables.
Calcul de la résistance du système et sélection d'une pompe de circulation
Lors du calcul de la résistance hydraulique du système de chauffage, l'option de circulation naturelle du liquide de refroidissement le long de ses circuits est exclue. Seul le cas du balayage forcé le long des circuits thermiques d'un réseau ramifié de tuyaux de chauffage est considéré. Pour que le système fonctionne à l'efficacité spécifiée, une pompe d'échantillonnage est nécessaire, qui garantit à l'avance la hauteur manométrique requise.Cette valeur est généralement représentée comme le volume de pompage du liquide de refroidissement par unité de temps sélectionnée.
Pour déterminer la valeur totale de la résistance causée par l'adhérence des particules d'eau aux surfaces intérieures des tuyaux dans les conduites, la formule suivante est utilisée : R = 510 4 V 1,9 / j 1,32 (Pa / m). Icône V dans ce rapport correspond à la vitesse d'écoulement. Lors de l'exécution de calculs indépendants, il est toujours supposé que cette formule n'est valable que pour des vitesses ne dépassant pas 1,25 mètre / s. Si l'utilisateur connaît la valeur du débit actuel de FWH, il est autorisé à utiliser une estimation approximative qui permet de déterminer la section interne des tuyaux en polypropylène.
Une fois les calculs de base terminés, vous devez vous référer à un tableau spécial, qui indique les sections transversales approximatives des passages de tuyaux, en fonction des nombres obtenus lors du calcul. La procédure la plus difficile et la plus longue est la procédure de détermination de la résistance hydraulique dans les sections suivantes de la canalisation existante :
- dans les domaines de conjugaison de ses éléments individuels ;
- dans les vannes desservant le système de chauffage ;
- dans les vannes et les dispositifs de commande.
Une fois que tous les paramètres requis liés aux caractéristiques de performance du liquide de refroidissement ont été trouvés, ils procèdent à la détermination de tous les autres indicateurs du système.
Calcul du volume d'eau et de la capacité du vase d'expansion
Pour calculer les caractéristiques de performance d'un vase d'expansion, qui est 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 dans les caractéristiques de performance de base, y compris les fluctuations de sa température. Dans ce cas, il change 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 fonctionnement des équipements, selon laquelle 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 du bloc chaudière. Pour déterminer la valeur exacte de l'indicateur souhaité, vous devrez prendre le passeport de l'équipement utilisé 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 additionné 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.
Si, par exemple, la capacité résultante d'un système domestique est d'environ 150 litres, la capacité estimée du vase d'expansion sera d'environ 15 litres.
Détermination de la perte de charge dans les tuyaux
La résistance aux pertes de charge dans le circuit dans lequel circule le liquide de refroidissement est définie comme leur valeur totale pour tous les composants individuels. Ces derniers comprennent :
- perte dans le circuit primaire, notée ∆Plk ;
- coûts locaux du caloporteur (∆Plm);
- chute de pression 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 sommation 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 initiale et finale, 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 hydraulique due à la grande longueur du pipeline.
- h - la perte de charge liquide, dans le cas étudié, mesurée en mètres.
- λ - coefficient de résistance hydraulique (ou frottement), déterminé par d'autres méthodes de calcul.
- L - la longueur totale de la canalisation desservie, qui est mesurée en mètres courants.
- ré –Taille standard interne du tuyau, qui détermine le volume du débit de liquide de refroidissement.
- V C'est le débit de fluide, mesuré en unités standard (mètre par seconde).
- symbole g Est l'accélération de la pesanteur, égale à 9,81 m / s2.
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 ratios utilisés dans ce cas ne sont valables que pour les ébauches de tubes ronds standards. La formule finale pour les trouver ressemble à ceci :
- V - la vitesse de déplacement des masses d'eau, mesurée en mètres/seconde.
- ré - diamètre intérieur définissant l'espace libre pour le mouvement du liquide de refroidissement.
- Le coefficient au dénominateur indique la viscosité cinématique du fluide.
Ce dernier indicateur fait référence à des valeurs constantes et se trouve dans des tableaux spéciaux publiés en grande quantité sur Internet.
Lorsque l'écoulement du liquide de refroidissement est accéléré, la résistance à son mouvement augmente également. Dans le même temps, les pertes dans le réseau de chaleur augmentent également, dont la croissance n'est pas proportionnelle à l'impulsion qui a provoqué cet effet (elle change selon la loi quadratique). D'où la conclusion suivante : un débit de fluide élevé dans la canalisation n'est pas bénéfique tant d'un point de vue technique qu'économique.
