Paramètres et méthodes de base pour le calcul du chauffage

GOST R 54860-2011 régule la nécessité de calculs lors de l'organisation des communications d'approvisionnement en chaleur. Avant d'organiser la ligne, le propriétaire doit déterminer les paramètres nécessaires de la chaudière et des batteries. Le calcul du chauffage est également effectué pour établir l'efficacité énergétique de l'équipement et la perte de chaleur probable.

Les paramètres de conception

La technologie de calcul vous permet de choisir un système thermique adapté à la puissance et à la longueur d'une maison ou d'un appartement. Le calcul est basé sur plusieurs valeurs initiales:

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

L'isolation des portes, fenêtres et murs est obligatoire.

Calculs du volume de la pièce

Le calcul du chauffage, fait par le volume de l'espace de vie, est remarquable pour la précision des données. Il convient de le considérer comme 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 d'actions sera le suivant:

1. Calcul du volume total de construction. Les paramètres de chaque pièce sont résumés ou le principe général est utilisé - 80x3 = 240 m3.
2. Compter le nombre d'ouvertures tournées vers l'extérieur - 6 fenêtres + 2 portes = 8.
3. Détermination du coefficient régional pour la région de Moscou, relatif à la zone médiane de la Fédération de Russie. Il sera égal à 1,2. La valeur pour les autres régions peut être trouvée dans le tableau.

Région	Caractéristiques de la période d'hiver	Coefficient
Territoire de Krasnodar, côte de la mer Noire	Temps chaud avec pratiquement pas de froid	0,7-0,9
Midland et Northwest	Hivers modérés	1,2
Sibérie	Hivers rigoureux et glaciaux	1,5
Yakoutie, Tchoukotka, Extrême-Nord	Climat extrêmement froid	2

4. Compter pour un chalet. La première valeur obtenue est multipliée par 60: 240x60 = 14 400.
5. Multiplication par amendement régional. 14 400x1,2 = 17 280.
6. Multiplier le nombre de fenêtres par 100, les portes par 200 et additionner 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 de 18 280 W, à l'exclusion des matériaux des murs porteurs, du plancher et des caractéristiques d'isolation thermique de la maison. Dans les calculs, il n'y a pas de correction pour la ventilation naturelle, donc le résultat sera approximatif.

Calculs par le nombre d'étages

Les résidents d'un immeuble d'habitation paient les services publics, selon le 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 par la formule N = (S * H ​​* 41) / Coù:

• N - nombre de sections de radiateur;
• S est la superficie de la maison;
• C - le retour thermique d'une batterie est indiqué dans le passeport;
• N - hauteur de la pièce;
• 41 watts - chaleur dépensée pour chauffer 1 m3 (valeur empirique).

Lors du calcul, l'étage de la résidence, l'emplacement des pièces, la présence du grenier et son isolation thermique sont également pris en compte.

Pour une pièce au rez-de-chaussée d'un immeuble de trois étages, un coefficient de 0,82 est fixé.

Sélection d'une chaudière de chauffage

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

Modifications de gaz

Les fabricants produisent divers appareils, donc lors du choix, vous devez prêter attention aux facteurs suivants:

• Le but de l'installation des communications de chauffage. Les options à circuit unique sont utilisées pour le chauffage, le double circuit avec une chaudière intégrée de 150 à 180 litres peut fournir de l'eau chaude à la maison et la chauffer.
• Le nombre d'échangeurs de chaleur à double circuit. Le seul élément bithermique chauffe l'eau à la fois comme caloporteur et comme source d'ECS. Dans les versions à deux, le chauffage primaire est utilisé pour le chauffage, le secondaire - pour chauffer le système d'eau chaude sanitaire.
• Matériau d'échangeur de chaleur. La fonte accumule la chaleur pendant longtemps et n'est pas sujette à la corrosion, 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. Une unité fermée élimine les produits de combustion à travers une cheminée horizontale coaxiale.
• Caractéristiques d'allumage. En mode d'allumage électrique, la mèche brûlera constamment, mais l'équipement a besoin d'électricité pour fonctionner. Les modèles avec allumage piézo sont indépendants, mais sont activés manuellement.

Les unités de gaz à condensation avec économiseur d'eau diffèrent par leurs performances, mais la charge de carburant est presque doublée.

Modèles électriques

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

• Sur les éléments chauffants tubulaires. Les appareils avec élément chauffant conviennent au montage mural, sont automatisés, mais se cassent souvent en raison du tartre.
• Sur les électrodes. Petits appareils connectés au circuit de deux batteries ou plus. La chaudière est efficace, équipée de réglages de température, mais sensible au liquide de refroidissement.
• Induction. Equipés d'un système de protection contre la surchauffe, ils chauffent rapidement le liquide de refroidissement, ont une efficacité de 97%.

Les chaudières à induction sont des équipements coûteux.

Unités combinées

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

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

Un type de ressources en combustible est le principal, le second - auxiliaire, qui ne chauffe pas la maison, mais ne maintient que des conditions de température normales.

Chaudières à combustibles solides

Ils travaillent sur le bois, la sciure, le charbon, le coke, les briquettes spéciales, sont sûrs et faciles à utiliser. Pour une maison privée, vous pouvez choisir les unités:

• Classique. Ils fonctionnent selon le principe de la combustion directe, il est nécessaire de remplir le four toutes les 5-6 heures.
• Pyrolyse. Ils fonctionnent sur le principe de la combustion résiduelle des gaz dans une chambre spéciale. Le remplissage de carburant est effectué toutes les 12-14 heures.

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

Dispositifs à combustible liquide

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

Caractéristiques du calcul de la perte de chaleur

Le plus souvent, la chaleur dépend du matériau des surfaces du sol et du plafond, des murs, du nombre d'ouvertures et des caractéristiques de l'isolation. Le chauffage autonome peut être calculé en tenant compte des pertes de chaleur 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 pièce a 2 fenêtres avec des paramètres de 1,6x1,1 m. Le sol est en bois, isolé, avec un sous-plancher.

Calcul de la surface:

• 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.
• Sexe - S3 = 6 × 3 = 18 m2.
• Plafond - S4 = 6 × 3 = 18 m2.

Calcul de la perte de chaleur des surfaces, Q1:

• Mur extérieur - S1 x 62 = 20,78 × 62 = 1289 W.
• Windows - S2 x 135 = 3 × 135 = 405 watts.
• 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 watts.

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 installé dans une maison privée si vous savez:

• configuration de la ligne, type de pipeline et raccords;
• diamètre du tuyau dans les sections principales;
• paramètres de pression dans diverses zones;
• perte de pression du caloporteur;
• La méthode de liaison hydraulique des éléments de la canalisation de chauffage.

Par exemple, vous pouvez utiliser la canalisation à deux tuyaux par gravité avec les paramètres:

• charge thermique nominale - 133 kW;
• température - tg = 750 degrés, tо = 600 degrés;
• Débit estimé - 7,6 mètres cubes par heure;
• façons de se connecter à la chaudière - distributeur horizontal hydraulique;
• température constante maintenue par l'automatisation tout au long de l'année - 800 degrés;
• la présence d'un régulateur de pression - à l'entrée de chacune des vannes;
• 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 C.O. 3.5 considère la méthode de perte de pression linéaire DanfossCO convient aux systèmes à circulation naturelle. Dans les calculs, vous devez sélectionner les paramètres de la température - degrés Kelvin ou Celsius.

Diamètre du tuyau

La différence entre la température du liquide de refroidissement refroidi et chaud dans le système à deux tuyaux est de 20 degrés. La superficie de la pièce est de 18 carrés, plafonds de 2,7 m de haut, circuit de chauffage à circulation forcée. Les calculs sont effectués comme suit:

1. Définition de 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. Recherchez la réserve de marche par temps froid. 1,62x20% = 0,324 kW.
5. Calcul de la puissance totale. 1,62 + 0,324 = 1,944 kW.

Les diamètres de tuyaux appropriés peuvent être déterminés à partir du tableau.

Pouvoir total	Vitesse de refroidissement	Diamètre du tuyau
1226	0,3	8
1635	0,4	10
2044	0,5	12
2564	0,6	15
2861	0,7	20

Sélectionnez la valeur de la puissance totale aussi proche que possible du résultat du calcul.

Paramètres de pression

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

1. Recherchez la pression locale dans la région à l'aide de la formule de Darcy-Weisbach.
2. Recherchez le coefficient de frottement hydraulique par la formule d'Alshutl.
3. Utilisation de données tabulaires basées sur le matériau du tuyau.

Diamètre extérieur mm	Coefficient de perte par friction	La vitesse du liquide de refroidissement, kg / h	Pertes locales, kg / h
Tuyaux en acier
13,5	5,095	229,04	0,0093
17	3,392	439,1	0,0025
21,3	2,576	681,74	0,0010
Tuyau électrique
57	0,563	7193,82	0,0000094
76	0,379	13 552,38	0,0000026
Tuyau en polyéthylène
14	2,328	276,58	0,0063
16	1,853	398,27	0,0030
18	1,528	542,1	0,0016
20	1,293	708,04	0,00097

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

Tringlerie hydraulique

La liaison hydraulique est une étape nécessaire pour égaliser les pertes d'eau. Les calculs sont effectués sur la base de la charge nominale, 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, kg / h.
2. Utilisation du coefficient de résistances locales et sommation de tous les paramètres.

Les informations et la pression dynamique des tuyaux se trouvent 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 du mur et le type de batteries. Par exemple: une maison en panneaux avec un flux de chaleur de 0,041 kW. Il est nécessaire de calculer le nombre de batteries pour une pièce de 6x4x4,5 m.

Algorithme de calcul:

1. Déterminer le volume d'une pièce. 6x4x2,5 = 60 m3.
2. Multipliant 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. Divisez le résultat de l'étape n ° 2 par le flux de chaleur d'un radiateur. 2,46 / 0,16 = 15,375 = 16 sections.
4. Le choix des paramètres du radiateur dans le tableau.

Matériel	Puissance d'une section, W	Pression de travail, MPa
fonte	110	6-9
aluminium	175-199	10-20
acier tubulaire	85	6-12
bimétal	199	35

La durée de vie la plus longue sur la ligne de fonte est de 10 ans.

Calcul de la puissance de la chaudière

Le calcul de la chaleur utile pour chauffer chaque pièce implique le calcul de la puissance du système de chauffage. En le reconnaissant, vous pouvez créer le régime de température optimal. La puissance de la chaudière est calculée par la formule W = S x Wud / 10où:

• S - un indicateur de la superficie de la pièce;
• Wud - paramètres de puissance spécifiques pour 10 mètres cubes de pièce.

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

Région	Puissance spécifique, W
Central	1,25-1,55
Nord	1,54-2,1
Sud	0,75-0,94

Un exemple de calcul de la puissance thermique d'une chaudière raccordée à un système de chauffage pour une pièce de 100 carrés dans la région centrale sera: 100x1,25 / 10 = 12 kW.

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

Comment choisir les appareils de chauffage

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

Dispositifs de convection

Les radiateurs génèrent rapidement de la chaleur par la circulation de l'air. Au bas des convecteurs se trouvent des ouvertures pour l'entrée d'air, à l'intérieur du boîtier il y a un élément chauffant qui chauffe les débits. L'équipement de convection est:

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

1 kW / h d'énergie est dépensé pour chauffer 10 m2 de surface à l'aide de convecteurs.

Systèmes de radiateur

Ils sont connectés aux lignes de chauffage de manière inférieure, latérale ou universelle. Composé des matériaux suivants:

• Aluminium - léger, chauffe rapidement, résistant à la chaleur. La connexion filetée de la soupape d'admission supérieure est mauvaise.
• Bimétal - équipé d'un noyau en acier et d'un corps en aluminium. Résistent à une pression élevée, mais sont chers.
• Fonte - caractérisée par une capacité thermique 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 l'eau et des radiateurs, et sont utilisés dans les maisons de campagne dans les régions de serveurs. Efficace pour chauffer les coins ou les pièces vitrées. Sous les fenêtres, vous pouvez installer des batteries sectionnelles (4-16 cellules) ou des panneaux (corps solide). Les planchers chauds au premier étage sont recouverts de carreaux de céramique, au deuxième - avec n'importe quel matériau.

Règles d'installation des radiateurs

Les exigences d'installation réglementaires sont prescrites dans plusieurs SNiP et comprennent:

1. Surveillance de la sécurité de la température des radiateurs - 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 inférieure de 60 W à celle calculée.
4. Faire des connexions dans la même pièce.
5. La présence de vannes de régulation automatique dans les locaux d'habitation et de réglage manuel dans les salles de bain, salles de bain, dressing, garde-manger.
6. Respect de la pente de l'eye-liner par le mouvement du liquide de refroidissement de 5-10 mm.
7. Connexion filetée d'appareils en aluminium et en cuivre.
8. Remplissage constant du système avec du liquide de refroidissement.

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

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