Calcul hydraulique d'un système de chauffage : simple sur le complexe. Comment réaliser les calculs hydrauliques d'un système de chauffage ? Calculateur de système de chauffage xlsx

L'efficacité de son fonctionnement et le calendrier de son fonctionnement économique et sans problème dépendent en grande partie de la sélection correcte de tous les éléments du système de chauffage de l'eau et de leur installation. L'investissement initial au stade de l'installation et de l'installation du système montrera à quel point le chauffage de la maison sera économique et efficace. Examinons de plus près comment sont effectués les calculs hydrauliques des systèmes de chauffage afin de déterminer la puissance optimale du système de chauffage.

Efficacité du système de chauffage « à l’œil nu »

À bien des égards, le montant de ces coûts dépend :

diamètres de canalisation requis
robinetterie et appareils de chauffage correspondants
adaptateurs
vannes de régulation et d'arrêt

La volonté de minimiser ces coûts ne doit pas se faire au détriment de la qualité, mais le principe de suffisance raisonnable, un certain optimal, doit être maintenu.

La plupart des systèmes de chauffage individuels modernes utilisent pompes électriques pour assurer une circulation forcée du liquide de refroidissement, qui est souvent utilisé comme composé antigel antigel. La résistance hydraulique de ces systèmes de chauffage sera différente selon les types de liquides de refroidissement.

Compte tenu du coût en constante augmentation des ressources énergétiques (tous types de combustibles, électricité) et consommables(liquides de refroidissement, pièces de rechange, etc.), vous devez vous efforcer d'inclure dans le système dès le début le principe de minimiser les coûts d’exploitation du système. Encore une fois, sur la base de leur rapport optimal pour résoudre le problème de la création d'un régime de température confortable dans les pièces chauffées.

Bien entendu, le rapport de puissance de tous les éléments du système de chauffage doit assurer mode d'alimentation en liquide de refroidissement optimal aux appareils de chauffage dans un volume suffisant pour effectuer la tâche principale de l'ensemble du système - chauffer et maintenir un régime de température donné à l'intérieur de la pièce, quels que soient les changements de températures extérieures. Les éléments du système de chauffage comprennent :

chaudière
pompe
diamètre du tuyau
vannes de régulation et d'arrêt
appareils thermiques

De plus, il serait très bien qu’une certaine « élasticité » soit initialement intégrée au projet, permettant passer à un autre type de liquide de refroidissement(en remplaçant l'eau par de l'antigel). De plus, le système de chauffage, dans des conditions de fonctionnement changeantes, ne doit en aucun cas introduire d'inconfort dans le microclimat interne des locaux.

Calcul hydraulique et problèmes à résoudre

Lors du processus de calcul hydraulique du système de chauffage, un assez large éventail de problèmes sont résolus pour assurer la mise en œuvre de ce qui précède et un certain nombre de exigences supplémentaires. En particulier, le diamètre des canalisations dans tous les secteurs est déterminé selon les paramètres préconisés, dont la détermination de :

vitesse de conduite liquide de refroidissement;
échange thermique optimal dans tous les domaines et dispositifs du système, en tenant compte de sa faisabilité économique.

Pendant le mouvement du liquide de refroidissement, il est inévitable frottement contre les parois des tuyaux, des pertes de vitesse se produisent, particulièrement visibles dans les zones contenant des virages, des virages, etc. Les tâches du calcul hydraulique comprennent la détermination de la perte de vitesse du milieu, ou plutôt de la pression sur des sections du système similaires à celles indiquées, pour la comptabilité générale et l'inclusion des compensateurs requis dans le projet. Parallèlement à la détermination de la perte de charge, il est nécessaire de connaître le volume requis, appelé débit, du liquide de refroidissement dans l'ensemble du système de chauffage à eau conçu.

Compte tenu du branchement des systèmes de chauffage modernes et des exigences de conception pour la mise en œuvre des schémas de câblage les plus courants, par exemple l'égalité approximative des longueurs des dérivations dans le circuit collecteur, les calculs hydrauliques permettent de prendre en compte ces caractéristiques. compte. Cela fournira plus équilibrage et liaison automatiques de haute qualité des branches connectés en parallèle ou selon un autre circuit. De telles capacités sont souvent requises pendant le fonctionnement avec l'utilisation d'éléments d'arrêt et de contrôle, s'il est nécessaire de déconnecter ou de bloquer des branches et des directions individuelles, s'il est nécessaire de faire fonctionner le système dans des modes non standard.

Se préparer à effectuer le calcul

La réalisation d'un calcul détaillé et de qualité doit être précédée de rangée activités préparatoires sur la mise en œuvre des plannings de calcul. Cette partie peut être appelée collecte d'informations pour le calcul. Étant la partie la plus difficile de la conception d’un système de chauffage à eau, les calculs hydrauliques vous permettent de concevoir avec précision tout son fonctionnement. Les données préparées doivent nécessairement contenir une définition du bilan thermique requis des locaux qui seront chauffés par le système de chauffage conçu.

Dans le projet, le calcul est effectué en tenant compte du type d'appareils de chauffage choisis, avec certaines surfaces d'échange thermique et leur placement dans des pièces chauffées, il peut s'agir de batteries de sections radiateurs ou d'échangeurs de chaleur d'autres types. Leurs points de placement sont indiqués sur les plans de la maison ou de l'appartement.

Le schéma accepté pour configurer un système de chauffage à eau doit être présenté graphiquement. Ce schéma indique l'emplacement du générateur de chaleur (chaudière), montre points de montage pour appareils de chauffage, pose des canalisations principales d'entrée et de sortie, passage des dérivations des appareils de chauffage. Le schéma montre en détail l'emplacement des éléments des vannes de régulation et d'arrêt. Cela comprend tous les types de robinets et vannes installés, vannes de transfert, régulateurs, thermostats. D'une manière générale, tout ce qu'on appelle communément réglementaire et vannes d'arrêt.

Après avoir déterminé la configuration système requise sur le plan, celle-ci doit être dessiner en projection axonométrique à tous les étages. Dans ce schéma, chaque appareil de chauffage se voit attribuer un numéro et la puissance thermique maximale est indiquée. Un élément important, également indiqué pour dispositif thermique dans le diagramme se trouve la longueur estimée de la section du pipeline pour son raccordement.

Notation et ordre d'exécution

Les plans doivent indiquer, déterminés à l'avance, anneau de circulation, appelé le principal. Il s'agit nécessairement d'une boucle fermée, incluant toutes les sections du pipeline du système avec consommation la plus élevée liquide de refroidissement. Pour les systèmes bitubes, ces tronçons vont de la chaudière (source d'énergie thermique) à l'appareil de chauffage le plus éloigné et reviennent à la chaudière. Pour les systèmes monotubes, une section de dérivation est prise - la colonne montante et la partie retour.

L'unité de calcul est section de canalisation, ayant un diamètre et un courant (consommation) constants du vecteur d'énergie thermique. Sa valeur est déterminée en fonction du bilan thermique de la pièce. Un certain ordre de désignation de ces segments a été adopté, à partir de la chaudière (source de chaleur, générateur d'énergie thermique), ils sont numérotés. S'il y a des dérivations de la conduite principale d'alimentation du pipeline, elles sont désignées par des lettres majuscules par ordre alphabétique. La même lettre avec un trait indique point de collecte de chaque branche sur le pipeline principal de retour.

La désignation du début d'une branche d'appareils de chauffage indique le numéro de l'étage (systèmes horizontaux) ou de la branche - contremarche (verticale). Le même numéro, mais avec un tiret, est placé au point de leur raccordement à la conduite de retour de collecte des flux de liquide de refroidissement. Par paires, ces désignations composer le numéro de chaque branche zone de peuplement. La numérotation s'effectue dans le sens des aiguilles d'une montre à partir du coin supérieur gauche du plan. La longueur de chaque branche est déterminée selon le plan ; l'erreur ne dépasse pas 0,1 m.

Sur le plan d'étage du système de chauffage, pour chaque segment, il est considéré charge thermique, égal au flux thermique transféré par le liquide de refroidissement, il est accepté arrondi à 10 W. Après avoir déterminé pour chaque appareil de chauffage de la branche, la charge thermique totale sur le tuyau d'alimentation principal est déterminée. Comme ci-dessus, ici les valeurs obtenues sont arrondies à 10 W. Après calculs, chaque section doit avoir une double désignation indiquant au numérateur valeurs de charge thermique, et au dénominateur - longueur du tronçon en mètres.

La quantité (débit) requise de liquide de refroidissement dans chaque zone est facilement déterminée en divisant la quantité de chaleur dans la zone (corrigée par un coefficient prenant en compte la capacité thermique spécifique de l'eau) par la différence de température entre le liquide de refroidissement chauffé et refroidi dans cette zone. zone. Évidemment, la valeur totale de toutes les sections calculées donnera la quantité de liquide de refroidissement requise pour l'ensemble du système.

Sans entrer dans les détails, il faut dire que des calculs plus poussés permettent de déterminer les diamètres des tuyaux de chaque section du système de chauffage, la perte de charge sur ceux-ci, et de relier hydrauliquement tous les anneaux de circulation dans les systèmes de chauffage à eau complexes.

Conséquences des erreurs de calcul et moyens de les corriger

Il est évident que le calcul hydraulique est une étape assez complexe et importante dans le développement du chauffage. Pour faciliter de tels calculs, il a été développé appareil mathématique complet, il existe de nombreuses versions de programmes informatiques conçus pour automatiser le processus de sa mise en œuvre.

Malgré cela, personne n’est à l’abri des erreurs. Parmi les plus courants figure le choix de la puissance des appareils thermiques sans effectuer le calcul indiqué ci-dessus. Dans ce cas, outre le coût plus élevé des batteries de radiateurs elles-mêmes (si la puissance est supérieure à celle requise), le système va coûter cher consommant une quantité accrue de carburant et en exigeant davantage pour son entretien. En termes simples, les pièces seront chaudes, les fenêtres seront constamment ouvertes et vous devrez payer un supplément pour chauffer la rue. En cas de puissance réduite, tentatives de chauffage entraînera un fonctionnement de la chaudière à puissance accrue et nécessitera également des coûts financiers élevés. Corriger une telle erreur est assez difficile ; vous devrez peut-être refaire complètement tout le chauffage.

Si l'installation des batteries de radiateurs est effectuée de manière incorrecte, l'efficacité de l'ensemble du système de chauffage diminue également. De telles erreurs incluent violation des règles d'installation de la batterie. Les erreurs dans ce groupe peuvent réduire de moitié le transfert de chaleur des appareils de chauffage de la plus haute qualité. Comme dans le premier cas, la volonté d'augmenter la température dans la pièce entraînera des coûts énergétiques supplémentaires. Pour corriger les erreurs d'installation, il suffit souvent de réinstaller et de rebrancher les batteries des radiateurs.

Le groupe d'erreurs suivant concerne l'erreur dans la détermination de la puissance requise de la source de chaleur et des appareils de chauffage. Si la puissance de la chaudière est évidemment supérieure à la puissance des appareils de chauffage, elle fonctionnera de manière inefficace et consommera plus de combustible. C'est évident double dépassement de coût: au moment de l'achat d'une telle chaudière et pendant le fonctionnement. Pour remédier à la situation, il faudra changer une telle chaudière, des radiateurs ou une pompe, voire tous les tuyaux du système.

Lors du calcul de la puissance requise de la chaudière, une erreur peut être commise dans la détermination des pertes thermiques du bâtiment. De ce fait, la puissance du générateur d’énergie thermique sera surestimée. Le résultat sera une consommation de carburant excessive. Pour corriger l'erreur, vous devrez remplacer la chaudière.

Un calcul erroné de l'équilibrage du système, une violation des exigences d'égalité approximative des branches, etc. peuvent conduire à la nécessité d'installer une pompe plus puissante qui permet au support d'être acheminé vers des appareils de chauffage distants dans un état chauffé. Cependant, dans ce cas, il est possible l'apparition d'un « accompagnement sonore » sous la forme d'un bourdonnement, d'un sifflement etc. Si des erreurs similaires sont commises dans un système de plancher à eau chaude, le résultat de l'installation d'une pompe puissante peut être un « plancher chantant ».

S'il y a des erreurs dans la détermination de la quantité requise de liquide de refroidissement ou dans la commutation du système gravitationnel en circulation forcée, son volume peut s'avérer trop important et de longues distances les appareils de chauffage ne fonctionneront pas. Comme auparavant, tenter de résoudre le problème en augmentant l'intensité du chauffage entraînera une consommation excessive de gaz et une usure de la chaudière. Le problème peut être résolu en utilisant une nouvelle pompe et un nouveau commutateur hydraulique, c'est-à-dire que l'unité de chauffage devra encore être refaite.

Après tout, nous pouvons certainement dire que effectuer des calculs hydrauliques Le système de chauffage garantira de minimiser les coûts à toutes les étapes de la conception, de l'installation, de l'installation et du fonctionnement à long terme d'un système de chauffage de l'eau très efficace.

Exemple de calcul hydraulique (vidéo)

Bonne journée à tous ! Aujourd'hui, je vais décrire comment faire un calcul hydraulique d'un système de chauffage et de quoi il s'agit. Commençons par la dernière question.

Qu'est-ce que le calcul hydraulique et pourquoi est-il nécessaire ?

Le calcul hydraulique (ci-après dénommé GR) est un algorithme mathématique, grâce auquel nous obtiendrons le diamètre requis des tuyaux dans un système donné (c'est-à-dire le diamètre interne). De plus, il sera clair lequel nous devons utiliser - la pression et le débit de la pompe sont déterminés. Tout cela permettra de rendre le système de chauffage économiquement optimal. Il est produit sur la base des lois de l’hydraulique – une branche spéciale de la physique consacrée au mouvement et à l’équilibre des liquides.

Théorie du calcul hydraulique d'un système de chauffage.

Théoriquement, le chauffage GR repose sur l’équation suivante :

Cette égalité est valable pour un site spécifique. Cette équation se déchiffre comme suit :

ΔP—perte de pression linéaire.
R est la perte de charge spécifique dans la conduite.
l est la longueur des tuyaux.
z-perte de pression aux sorties, .

Il ressort clairement de la formule que la perte de pression est plus grande, plus elle est longue et plus elle contient de branches ou d'autres éléments qui réduisent le passage ou changent la direction de l'écoulement du fluide. Voyons à quoi R et z sont égaux. Pour ce faire, considérons une autre équation montrant la perte de pression due au frottement contre les parois des tuyaux :

Frottement ΔP = (λ/d)*(v²ρ/2)

C'est l'équation de Darcy-Weisbach. Décryptons-le :

λ est un coefficient dépendant de la nature du mouvement du tuyau.
d est le diamètre interne du tuyau.
ρ est la densité du liquide.

De cette équation on établit dépendance importante— la perte de charge due au frottement est d'autant plus faible que le diamètre interne des tuyaux est grand et que la vitesse de déplacement du fluide est faible. De plus, la dépendance à la vitesse est quadratique. Les pertes dans les coudes, les tés et les vannes d'arrêt sont déterminées à l'aide d'une autre formule :

Renfort ΔP = ξ*(v²ρ/2)

ξ est le coefficient de résistance locale (ci-après dénommé KMR).
v est la vitesse du mouvement du fluide.
ρ est la densité du liquide.

Cette équation montre également que la chute de pression augmente avec l'augmentation de la vitesse du fluide. En outre, il convient de dire que dans le cas de l'application, sa densité jouera également un rôle important - plus elle est élevée, plus la pompe de circulation est lourde. Ainsi, lors du passage en « antigel », vous devrez peut-être remplacer la pompe de circulation.

De tout ce qui précède, nous déduisons l’égalité suivante :

ΔP =ΔP frottement +ΔP renfort =((λ/d) (v²ρ/2)) + (ξ(v²ρ/2)) = ((λ/α) je(v²ρ/2)) + (ξ*(v²ρ/2)) = R l + z ;

De là, nous obtenons les égalités suivantes pour R et z :

R = (λ/α)*(v²ρ/2) Pa/m ;

z = ξ*(v²ρ/2) Pa ;

Voyons maintenant comment calculer la résistance hydraulique à l'aide de ces formules.

Comment est calculée en pratique la résistance hydraulique d’un système de chauffage ?

Les ingénieurs doivent souvent calculer les systèmes de chauffage pour les grandes installations. Ils disposent d'un grand nombre d'appareils de chauffage et de plusieurs centaines de mètres de canalisations, mais il faut quand même compter. Après tout, sans GR, il ne sera pas possible de choisir la bonne pompe de circulation. De plus, le GR permet de déterminer avant même l'installation si tout cela fonctionnera.

Pour faciliter la vie des concepteurs, diverses méthodes numériques et logicielles de détermination de la résistance hydraulique ont été développées. Commençons par le manuel vers l'automatique.

Formules approximatives pour calculer la résistance hydraulique.

Pour déterminer les pertes de charge spécifiques dans un pipeline, la formule approximative suivante est utilisée :

R=5 10 4 v 1,9 /j 1,32 Pa/m ;

Ici, une dépendance presque quadratique à la vitesse de déplacement du fluide dans le pipeline est préservée. Cette formule est valable pour des vitesses de 0,1 à 1,25 m/s.

Si vous connaissez le débit du liquide de refroidissement, il existe une formule approximative pour déterminer le diamètre interne des tuyaux :

d = 0,75√Gmm ;

Après avoir reçu le résultat, vous devez utiliser le tableau suivant pour obtenir le diamètre nominal :

Le plus exigeant en main-d'œuvre sera le calcul de la résistance locale des raccords, des vannes d'arrêt et des appareils de chauffage. J'ai évoqué plus haut les coefficients de résistance locale ξ ; leur sélection se fait à l'aide de tables de référence. Si tout est clair avec les coins et les vannes d'arrêt, alors choisir KMS pour les tees se transforme en toute une aventure. Pour bien comprendre de quoi je parle, regardons l'image suivante :

L'image montre que nous avons jusqu'à 4 types de tees, chacun ayant son propre CMS de résistance locale. La difficulté ici sera faire le bon choix sens d'écoulement du liquide de refroidissement. Pour ceux qui en ont vraiment besoin, je donnerai ici un tableau avec des formules tirées du livre d'O.D. Samarin « Calculs hydrauliques des systèmes d’ingénierie » :

Ces formules peuvent être transférées vers MathCAD ou tout autre programme et calculer le CMR avec une erreur allant jusqu'à 10 %. Les formules sont applicables pour des vitesses de liquide de refroidissement de 0,1 à 1,25 m/s et pour des tuyaux d'un diamètre nominal allant jusqu'à 50 mm. De telles formules sont tout à fait adaptées au chauffage des chalets et des maisons privées. Examinons maintenant quelques solutions logicielles.

Programmes de calcul de la résistance hydraulique dans les systèmes de chauffage.

Désormais, sur Internet, vous pouvez trouver de nombreux programmes différents pour calculer le chauffage, payants et gratuits. Il est clair que les programmes payants ont des fonctionnalités plus puissantes que les programmes gratuits et vous permettent de résoudre un plus large éventail de problèmes. Il est logique que les ingénieurs de conception professionnels achètent de tels programmes. Pour une personne moyenne qui souhaite calculer de manière indépendante le système de chauffage de sa maison, des programmes gratuits suffiront. Vous trouverez ci-dessous une liste des produits logiciels les plus courants :

Valtec.PRG - démon programme payant pour calculer le chauffage et l'approvisionnement en eau. Il est possible de calculer des planchers chauffants et même des murs chauffants
HERZ, c'est toute une famille de programmes. Avec leur aide, vous pouvez calculer des systèmes de chauffage monotubes et bitubes. Le programme a une présentation graphique pratique et la possibilité de se décomposer en plans d'étage. Il est possible de calculer les pertes de chaleur
Potok est un développement national, qui est un système de CAO complet capable de concevoir des réseaux de services publics de toute complexité. Contrairement aux précédents, Stream est un programme payant. Il est donc peu probable que la personne moyenne l’utilise. Il est destiné aux professionnels.

Il existe plusieurs autres solutions. Principalement auprès des fabricants de tuyaux et de raccords. Les fabricants personnalisent les programmes de calcul pour leurs matériaux et obligent ainsi, dans une certaine mesure, les gens à acheter leurs matériaux. C’est un stratagème marketing et il n’y a rien de mal à cela.

Résumé de l'article.

Calculer la résistance hydraulique d’un système de chauffage n’est pas la chose la plus simple à réaliser et demande de l’expérience. Les erreurs ici peuvent être très coûteuses. Certaines branches et contremarches peuvent ne pas fonctionner. Il n’y aura tout simplement aucune circulation à travers eux. Pour cette raison, il est préférable que des personnes ayant une formation et une expérience dans un tel travail le fassent. Les installateurs eux-mêmes ne font presque jamais les calculs. Ils ont tendance à prendre partout les mêmes décisions qui fonctionnaient pour eux auparavant. Mais ce qui a fonctionné pour une autre personne ne fonctionnera pas nécessairement pour vous. Pour cette raison, je recommande fortement de contacter un ingénieur et de réaliser un projet à part entière. C'est tout pour l'instant, j'attends vos questions dans les commentaires.

Confort dans maison de campagne dépend en grande partie du fonctionnement fiable du système de chauffage. Le transfert de chaleur avec les systèmes de chauffage par radiateurs, de « plancher chaud » et de « plinthe chaude » est assuré par le mouvement du liquide de refroidissement dans les canalisations. Par conséquent, la sélection correcte des pompes de circulation, des vannes d'arrêt et de régulation, des raccords et la détermination du diamètre optimal des canalisations sont précédées d'un calcul hydraulique du système de chauffage.

Ce calcul nécessite des connaissances professionnelles, nous sommes donc dans cette partie de la formation « Systèmes de chauffage : sélection, installation », avec l'aide d'un spécialiste de REHAU, nous vous indiquerons :

Quelles nuances faut-il connaître avant d'effectuer un calcul hydraulique ?
Quelle est la différence entre les systèmes de chauffage avec impasse et mouvement de liquide de refroidissement associé ?
Quels sont les objectifs des calculs hydrauliques ?
Comment le matériau des tuyaux et la méthode de leur raccordement affectent le calcul hydraulique.
Comment un logiciel spécial peut accélérer et simplifier le processus de calcul hydraulique.

Nuances à connaître avant d'effectuer un calcul hydraulique

Sergueï Bulkine

À l'aide de ces programmes, vous pouvez effectuer des calculs hydrauliques, déterminer les caractéristiques de réglage des vannes d'arrêt et de régulation et créer automatiquement une spécification personnalisée. Selon le type de programme, les calculs sont effectués dans l'environnement AutoCAD ou dans votre propre éditeur graphique.

Ajoutons qu'aujourd'hui, lors de la conception d'installations industrielles et civiles, on a tendance à utiliser les technologies BIM (building information modeling). Dans ce cas, tous les concepteurs travaillent dans un seul espace d'informations. A cet effet, un modèle « cloud » du bâtiment est créé. Grâce à cela, toute incohérence est identifiée dès la phase de conception et les modifications nécessaires sont apportées au projet en temps opportun. Cela vous permet de tout planifier avec précision travaux de construction, évitez les retards dans la livraison de l'objet et réduisez ainsi le devis.

Le calcul hydraulique du système de chauffage a pour but de sélectionner les diamètres des tuyaux d'alimentation en liquide de refroidissement et de sélectionner une pompe de circulation.

Ce n'est un secret pour personne que certains experts en herbe sélectionnent les tuyaux de chauffage « à l'œil nu » et affirment qu'il ne sert à rien de calculer le système de chauffage. En conséquence, les radiateurs ne peuvent pas fonctionner à pleine capacité et les propriétaires du système de chauffage se plaignent d'avoir choisi un appareil de chauffage avec un nombre de sections insuffisant.

Pour éviter que cela ne se produise, il est nécessaire pour chaque section du système de chauffage de calculer le diamètre de la section de débit minimum et de sélectionner des tuyaux et de sélectionner des tubes dont le diamètre interne sera égal à celui-ci ou sera légèrement plus grand (mais pas plus petit).

Pour ce faire, vous pouvez faire appel aux services d'un spécialiste, ou effectuer le calcul vous-même. Cela nécessitera un schéma du futur système de chauffage, des tableaux d'ingénierie thermique et une compréhension de l'essence du processus en cours.

Schéma du système de chauffage

L'élaboration d'un schéma de chauffage est indissociable de la réalisation de calculs thermotechniques. Il peut être précis, en tenant compte des pertes de chaleur, ou il peut être approximatif, calculé sur le rapport généralement accepté entre la surface de la pièce et la puissance thermique nécessaire pour la chauffer. Par exemple, pour la partie centrale de la Russie, il est admis qu’il faut 1 kW d’énergie thermique pour chauffer 1 m2 de surface habitable.

Sur la base de ce rapport, il est possible, avec un degré de probabilité assez élevé, de sélectionner des appareils de chauffage, de les répartir entre les pièces et de les raccorder à des canalisations, sans oublier la chaudière de chauffage, le vase d'expansion et pompe de circulation.

Lorsque le schéma du système de chauffage est prêt, vous pouvez commencer les calculs hydrauliques.

Problème de calcul hydraulique

Le diamètre de la section interne du tuyau doit être suffisant pour fournir à l'appareil de chauffage la quantité de liquide de refroidissement dont il a besoin pour fonctionner à pleine capacité. Dans ce cas, on suppose que la vitesse du fluide est comprise entre 0,2 et 0,5 l/s et que la différence de température entre le liquide de refroidissement à l'entrée et à la sortie du dispositif de chauffage est de 20 C.

Plus l'appareil de chauffage est éloigné de la chaudière, plus le liquide de refroidissement est obligé de parcourir pour y accéder, ce qui signifie que plus la résistance hydraulique gênera son mouvement. Pour ajuster ce processus, il est nécessaire d'utiliser des tuyaux de différents diamètres. Par conséquent, dans un système de chauffage, il n'est pas toujours possible de relier tous les appareils avec un tuyau du même diamètre et chaque section doit être calculée séparément.

La deuxième tâche du calcul hydraulique du système de chauffage est de sélectionner une pompe de circulation.

Le fait est que le mouvement du liquide à travers le système de chauffage subit une résistance hydraulique créée par la force de friction interne. En effet, aussi lisse que soit la surface intérieure du pipeline, elle présente des entailles microscopiques qui gênent l'écoulement. En conséquence, la pression du liquide chute et une différence se crée entre la pression du liquide de refroidissement à l'entrée du système et à sa sortie. Le but de l'installation d'une pompe de circulation est d'éliminer les chutes de pression et d'assurer un mouvement ininterrompu du fluide.

Calcul du diamètre du tuyau

Comme mentionné précédemment, le diamètre du tuyau doit être suffisant pour fournir la quantité requise de liquide de refroidissement aux radiateurs de chauffage.

Par conséquent, commencez par déterminer exactement la quantité de liquide de refroidissement nécessaire pour que le radiateur fonctionne efficacement, en utilisant la formule :

G = 860q/∆t, Où:

G – quantité requise de liquide de refroidissement, kg/h ;
q – puissance thermique du radiateur, kW ;
Δt – différence de température dans les conduites d'alimentation et de retour, dans notre calcul, elle est de 20 degrés, mais le chiffre peut être différent

Le calcul commence par le dernier (dernier) appareil de chauffage, celui le plus éloigné de la chaudière, car c'est à lui que doit être délivrée la quantité de liquide de refroidissement par radiateur.

S'il s'agit d'un appareil de 2 kW, le calcul ressemblera à :

860 x 2 / 20 = 86 kg/h.

Il est plus pratique d'exprimer le résultat en litres ; pour cela il faut utiliser la formule :

VG = G /3600ρ, Où:

GV est le débit d'eau, l/sec ;
ρ est la densité de l'eau dont la valeur peut être tirée des tableaux. Par exemple, à une température de 60 ºC, la densité de l'eau est de 0,983 kg/litre.

Après avoir effectué les calculs, nous obtenons la réponse 0,024 l/sec. Il s'agit de la quantité de liquide de refroidissement qui doit traverser la section de tuyau pour le fonctionnement normal des appareils de chauffage.

Le calcul n'est pas encore terminé. Vous devez maintenant trouver le diamètre du tuyau. Pour ce faire, vous devez utiliser les tableaux de calculs hydrauliques conduites d'eau. Vous pouvez trouver ces tableaux sur Internet – ce n'est pas un problème.

Vous trouverez ci-dessous un exemple de sélection du diamètre des tuyaux pour un système de chauffage, qui utilise les données de calcul pour un radiateur de 2 kW. Veuillez noter que les tableaux sont compilés pour différents types tuyaux avec une résistance hydraulique différente, par conséquent, lors du démarrage du calcul, cela doit être pris en compte lors du calcul.

Par exemple, dans l'exemple donné, un tube en acier d'un diamètre de 10 mm a été sélectionné. Pour les tuyaux en polymère, ce diamètre peut être nettement plus petit.

Veuillez noter que le diamètre calculé ne correspond pas toujours au diamètre réel des tuyaux. Par exemple, les canalisations en acier de 10 mm ne sont pas utilisées pour le chauffage. Dans ce cas, choisissez un tuyau de grand diamètre, par exemple pour l'acier il peut être de 15 mm.

Après le premier radiateur, ils procèdent au calcul de la deuxième section du circuit et à la détermination du diamètre du tuyau le long duquel circule le liquide de refroidissement pour deux appareils de chauffage. L'algorithme de calcul est terminé. correspond au schéma ci-dessus, mais la puissance thermique est égale à la somme des puissances thermiques de deux appareils de chauffage.

Un calcul aussi simple permet de sélectionner le diamètre des tuyaux de chauffage avec une assez grande précision et d'être sûr que chaque appareil recevra quantité requise liquide de refroidissement chauffé.

Pour calculer la pompe de circulation, vous pouvez utiliser les tableaux d'ingénierie thermique de Shevelev. Ils contiennent des valeurs de perte de charge pour une canalisation d'un certain diamètre, il suffit de connaître sa longueur ;

Le calcul de la perte de charge en fonction de la résistance hydraulique est effectué pour chaque section du système de chauffage où se trouvent des tuyaux de diamètres différents. Les valeurs obtenues sont résumées.

La pompe est généralement sélectionnée avec une réserve de marche d'au moins 20 %.

Il est à noter que, tout comme pour le calcul des diamètres, lors du calcul d'une pompe, il est nécessaire de prendre en compte le matériau des canalisations.

DANS immeubles d'habitation En règle générale, la plupart des régions de l'État russe utilisent le chauffage central, mais récemment, les systèmes de chauffage autonomes ont commencé à gagner en popularité. Tant dans le premier que dans le deuxième cas, un calcul hydraulique du système de chauffage est nécessaire.

Calcul hydraulique

L'objectif pratique du calcul du système hydraulique d'un système de chauffage est de garantir que le débit dans les éléments du circuit correspond au débit réel. Le volume de liquide de refroidissement entrant dans les appareils de chauffage doit former une certaine régime de températureà l'intérieur d'une maison privée, en tenant compte des températures extérieures et de celles fixées par le client pour chaque pièce, en fonction de sa destination fonctionnelle.

Pour effectuer correctement les calculs de chauffage hydraulique, vous devrez étudier la terminologie de base afin de mieux comprendre les processus se déroulant au sein du système. Par exemple, une augmentation de la vitesse d'un fluide de travail chauffé peut provoquer une augmentation parallèle de la résistance hydraulique dans les canalisations. La résistance du système de chauffage se mesure en mètres de colonne d’eau.

Les principales erreurs lors de l'installation du chauffage domestique. Systèmes de chauffage domestique.

Majorité schémas classiques l'approvisionnement en chaleur se compose des éléments obligatoires suivants :

1. générateur de chaleur ;
2. canalisation principale ;
3. éléments chauffants (registres ou radiateurs) ;
4. vannes hydrauliques (arrêt et contrôle).

Grâce à des vannes de régulation, le système de chauffage est relié. Chaque élément a son propre individu spécifications techniques, qui est utilisé pour les calculs hydrauliques du système de chauffage. Calculatrice en ligne ou feuille de calcul Excel avec des formules et des algorithmes de calcul pourront grandement simplifier cette tâche. Ces programmes sont fournis absolument gratuitement et n'affecteront en rien le budget du projet.

Comment effectuer des tests hydrauliques des systèmes de chauffage

Diamètre du tuyau

Pour calculer l'hydraulique d'un système de chauffage, vous aurez besoin d'informations sur les calculs thermiques et d'un diagramme axonométrique. Pour sélectionner la section transversale des tuyaux, ceux qui sont opportuns d'un point de vue économique sont utilisés. données finales de calcul de chaleur :

Pour déterminer le diamètre interne de chaque section, utilisez un tableau. Auparavant, chaque branche de chauffage était divisée en segments à partir du point final. La répartition est basée sur le débit du liquide de refroidissement, qui varie d'un élément chauffant à l'autre. Un nouveau segment démarre après chaque appareil de chauffage.

Dans le premier segment, la valeur du débit massique du liquide de refroidissement est déterminée en fonction de l'indicateur de puissance de la dernière batterie : G = 860q / ∆t, où q est la puissance de l'élément chauffant (kW).

Le liquide de refroidissement de la première section est calculé comme suit : 860 x 2 / 20 = 86 kg/h. Les résultats obtenus sont directement tracés sur le diagramme axonométrique, cependant, afin de poursuivre les calculs ultérieurs, la valeur finale résultante devra être convertie en d'autres unités de mesure - litres par seconde.

Pour effectuer la conversion, utilisez la formule : GV = G / 3600 x ρ, où GV est la consommation capacitive de liquide (l/sec), ρ est l'indicateur de densité du liquide de refroidissement (à une température de 60 ºC, il est de 0,983 kg/litre). . Il s'avère : 86 ÷ 3600 x 0,983 = 0,024 l/sec. La nécessité de convertir la mesure grandeur physique est justifié par l'utilisation de valeurs tabulaires, à l'aide desquelles la section transversale du pipeline est déterminée.

Calcul hydraulique des systèmes d'approvisionnement en eau dans Revit (Revit+liNear Analyse Potable Water)

Définition de la résistance

Les ingénieurs sont souvent confrontés à des calculs de systèmes d'alimentation en chaleur pour de grandes installations. De tels systèmes nécessitent grande quantité appareils de chauffage et des centaines de mètres linéaires de canalisations. 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'adhésion 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 se justifie pour des vitesses ne dépassant pas 1,25 m/s.

Si la valeur de la consommation est connue eau chaude, puis une équation approximative est utilisée pour trouver la section transversale 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 diamètre nominal.

Le calcul le plus fastidieux et le plus laborieux sera le calcul de la résistance locale dans les parties de connexion du pipeline, les vannes de régulation, les vannes et les appareils de chauffage.

Il existe deux classes de pompes à chaleur : à rotors humides et secs. Pour le système de chauffage d'un foyer privé sans longue distance pipeline, une pompe de type humide est la mieux adaptée. A l'aide d'un rotor tournant au milieu du boîtier, la circulation du fluide de travail s'accélère. Grâce au milieu liquide dans lequel est placé le rotor, le mécanisme est lubrifié et refroidi. Lors de l'installation d'une pompe de ce type, il est nécessaire de contrôler l'horizontalité de l'arbre.

Les pompes de type sec sont utilisées dans les systèmes longue distance. Le moteur électrique et la partie active sont séparés par des joints toriques qui doivent être changés tous les trois ans. Le liquide de refroidissement n'entre pas en contact avec le rotor. Les avantages des pompes de ce type incluent une productivité élevée - environ 80 %. Les inconvénients comprennent : haut niveau bruit et contrôler l'absence de poussière dans le moteur.

L'objectif principal de la pompe de circulation est de créer une pression de liquide de refroidissement capable de faire face à la résistance hydraulique qui se produit dans certaines sections de la canalisation et d'assurer les performances requises en transportant la chaleur dans le système nécessaire au réchauffement de la maison.

Calcul d'un système de chauffage monotube

Par conséquent, lors du choix d'une pompe de circulation, il est nécessaire de calculer la demande d'énergie thermique de la pièce, ainsi que de connaître la valeur de la résistance hydraulique totale du système de chauffage. Sans connaître ces données, il sera extrêmement difficile de sélectionner la pompe appropriée.

La puissance productive d'une pompe électrique peut être calculée manuellement à l'aide de l'équation : Q = 0,86 x P / Δt, où Q est le rendement requis (m3/heure), P est la consommation de chaleur requise (kW), Δt est la différence de température entre les circuits d'alimentation et de retour, à l'aide duquel est déterminé le volume d'énergie thermique dégagée par une section du système d'alimentation en chaleur.

Une pompe électrique avec un contrôleur de puissance est sélectionnée en fonction de ses performances, après avoir préalablement réglé le régulateur en position médiane. Cette manipulation vous permettra d'ajuster la puissance à la hausse ou à la baisse en cas d'action erronée. Les vitesses de la pompe de circulation peuvent être commutées manuellement ou automatiquement. Selon la longueur du pipeline, ils sont utilisés différents types pompes à chaleur.