La conception de tout système de chauffage commence par le calcul de ses principaux paramètres. Tout d'abord, cela concerne la charge optimale sur l'apport de chaleur. Par conséquent, avant d'acheter l'équipement nécessaire, il est nécessaire de calculer la puissance du système de chauffage: chaudières, radiateurs, pompes, batteries.
Pourquoi le chauffage est-il nécessaire?
La tâche décisive des calculs consiste à optimiser les dépenses supplémentaires. La puissance minimale requise de la chaudière de chauffage affectera directement la consommation d'énergie. Mais les économies devraient être raisonnables.
Le principal objectif de l'apport de chaleur est de maintenir un niveau de température confortable dans les locaux résidentiels. Ceci est affecté par la puissance nominale des radiateurs en fonte, les pertes de chaleur du bâtiment et les paramètres de la chaudière.
Pour la sélection correcte de l'équipement doit calculer correctement ses paramètres. Cela peut être fait en utilisant des programmes spécialisés ou indépendamment, en utilisant certaines formules.
De plus, les experts recommandent de calculer la capacité de la chaudière de chauffage et des autres composants du système pour les éléments suivants:
- Planification des coûts d'équipement. Plus la puissance nominale de la chaudière ou le transfert de chaleur de la batterie est élevé, plus leur coût est élevé. En conséquence, cela affectera le budget de l'ensemble de l'événement sur l'organisation de l'approvisionnement en chaleur;
- Planification correcte de la charge sur le système. Le calcul correct de la puissance de la pompe pour le chauffage vous permettra de connaître la charge maximale et minimale sur l'équipement lors du changement de facteurs externes - température dans la rue, dans les pièces de la maison;
- Mise à niveau du système. S'il y a des coûts de chauffage importants, les réduire est une priorité pour minimiser l'entretien. Pour ce faire, vous devez calculer la puissance de la batterie de chauffage et d'autres composants.
Après avoir décidé que sans calculer les données de base, il est impossible de procéder à l'achat de matériel et d'accessoires pour organiser l'approvisionnement en chaleur, vous devez choisir des méthodes de calcul. Premièrement, les caractéristiques de chaque composant sont reconnues individuellement - la chaudière, la pompe de radiateur. Ensuite, leurs paramètres sont entrés dans le programme de chauffage et vérifiés à nouveau. Par la même méthode, le calcul du chauffage de la serre se fait.
Le type de vecteur d'énergie utilisé affecte le calcul de la puissance d'une chaudière à gaz. Il convient de décider à l'avance quel type de gaz sera utilisé - principal ou liquéfié.
Détermination des pertes de chaleur à domicile
À la première étape, il est nécessaire de calculer correctement la quantité de chaleur qui traversera les murs extérieurs, les fenêtres et les portes du bâtiment. Le travail de l'alimentation en chaleur devrait compenser ces pertes et, sur la base des données obtenues, un nouveau calcul de la puissance 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. Il s'agit de l'indicateur inverse de la conductivité thermique des matériaux. Il est impossible de faire une sélection de la puissance d'une 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 de SNiP II-3-79, ainsi que de SNiP 23-02-2003. Ces documents indiquent les valeurs standard de la résistance au transfert de chaleur pour diverses régions de la Russie. En 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 devrez connaître l'épaisseur de chaque type de matériau utilisé pour la construction des murs. Le rapport de cette valeur au coefficient de transfert de chaleur 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, il 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.
Lors du calcul, la rose des vents caractéristique de chaque région spécifique n'est pas prise en compte. Les données à ce sujet n'affectent le calcul que pour les immeubles de grande hauteur.
Caractéristiques du calcul de la puissance de diverses chaudières de chauffage
Pour la sélection correcte de la puissance de la chaudière de chauffage, elle est déterminée à l'avance avec son emplacement d'installation, le type de système d'alimentation en chaleur (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 d'effectuer des calculs de plusieurs manières.
La méthode la plus simple pour calculer la puissance nominale d'un équipement de chauffage consiste à n'utiliser que la surface de la maison. Pour cela, un ratio standard est pris pour que pour chauffer 10 m² d'une pièce il faut dépenser 1 kW d'énergie thermique. Cette méthode ne fonctionnera que pour les bâtiments avec une bonne isolation thermique et des hauteurs de plafond standard. Son inconvénient est une grande erreur. Ainsi, pour une maison d'une superficie de 150 m², selon le calcul, la puissance de la chaudière de chauffage devra 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 pour calculer la puissance d'une chaudière à gaz ressemblera à ceci:
W = (S / 10) * K
Où W - puissance nominale de la chaudière;S - zone de la maison;K - Facteur de correction.
Pour les régions centrales de la Russie, K = 0,13; pour les latitudes nord de l'ego, la valeur varie de 0,15 à 0,2. Lors du choix de la capacité de la chaudière d'alimentation en chaleur pour les régions du sud, K = 0,08.
Les calculs exacts ne peuvent être effectués qu'après une détermination préliminaire du coefficient de transfert de chaleur des murs. Cette technique a été décrite ci-dessus. Tout d'abord, nous trouvons la différence de température entre l'air chauffé dans la rue et dans la maison - Δt. Ensuite, il est nécessaire de déterminer la perte de chaleur. Ils se retrouvent par la formule:
P = Δt / R
Où R - perte de chaleur à la maison;Δt - 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 parois extérieures par la perte de chaleur. A titre d'exemple, prenons une maison d'une surface murale de 127 m², le coefficient de résistance au transfert thermique est de 0,502. La valeur optimale de Δt doit être de 55. Dans ce cas, la perte de chaleur par 1 m² sera égale à:
P = 55 / 0,505 = 108 W / m²
Sur cette base, vous pouvez calculer la capacité de la chaudière de chauffage:
W = 127 * 108 = 13,7 kW
À l'avenir, la charge sur le système de chauffage est déterminée à différentes valeurs de Δt. Il est recommandé de choisir un modèle d'équipement avec une petite marge de puissance - 10-15%. Cela augmentera l'apport de chaleur sans remplacer la chaudière et les radiateurs.
Pour les appartements à isolation normale, vous pouvez prendre le ratio de 41 watts de chaleur pour 1 m³ d'espace dans une maison en panneaux et 38 watts dans un bâtiment en briques. Si les murs étaient isolés, vous devrez faire le calcul ci-dessus.
Calcul de la puissance des radiateurs et radiateurs
Mais en plus de la chaudière, la performance de l'apport de chaleur est affectée par les caractéristiques techniques des autres composants. Par conséquent, vous devez savoir comment calculer la puissance de la batterie de chauffage.En effet, il y a un transfert thermique d'énergie de l'eau chaude vers l'air dans la pièce.
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 une pièce. Plusieurs facteurs influencent cet indicateur. Le principal est le matériau de fabrication. Plus la résistance de 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 remplissage avec de l'eau chaude - la surface totale de la structure doit être calculée. Le transfert de chaleur total en dépend également.
Pour les calculs, il est nécessaire de déterminer Δt par la formule suivante:
Δt = ((Тпод-Тобр) / 2) -Тпом
Où Tpod, Tobr et Tpom - températures dans le tuyau de refoulement, de retour et à l'intérieur.
Pour calculer la puissance des radiateurs de chauffage en fonte, vous aurez besoin du coefficient de conductivité thermique d'un matériau particulier et de la surface totale des structures. Le premier peut être extrait des tableaux standard. Pour les modèles bimétalliques, le calcul de la puissance du radiateur de chauffage prend en compte les noyaux en acier des canalisations et la surface de chauffe en aluminium.
Le calcul est effectué selon la formule suivante:
Q = Δt * k * S
Où Q - chaleur spécifique du radiateur;À - coefficient de conductivité thermique;S - superficie totale de la structure.
De cette façon, la puissance de la batterie de chauffage peut être calculée. Cependant, en pratique, cela est difficile, car plusieurs facteurs restent inconnus - l'épaisseur réelle de la paroi, les éléments supplémentaires utilisés dans la fabrication. De plus, lors du calcul de la capacité 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 ne se fait que pour un mode de chauffage thermique. Par conséquent, en prenant les données du passeport du produit comme base, vous pouvez calculer avec précision la puissance du radiateur d'alimentation en chaleur.
Les taux de transfert de chaleur réels de la batterie dépendent 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 fermés d'alimentation en chaleur, 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'après cela que nous pouvons commencer à calculer.
Plusieurs paramètres déterminent les principales caractéristiques de ce composant chauffant. La pompe vise à augmenter la vitesse du liquide de refroidissement dans le système. De plus, il ne doit pas créer de charges hydrauliques excessives, augmenter le bruit. C'est pourquoi il est si important de calculer correctement la puissance de la pompe pour le chauffage.
Pour effectuer les calculs, vous devez connaître les caractéristiques d'équipement suivantes:
- Performance. Il caractérise la quantité de chaleur transférée par unité de temps à travers des pipelines à l'aide d'une pompe de circulation;
- Résistance hydraulique. Il s'agit des pertes de charge dans le réseau dues au frottement de l'eau sur la surface intérieure des composants d'alimentation en chaleur. Lors du calcul de la puissance de la pompe pour le chauffage, cet indicateur est l'un des déterminants, car le débit du liquide de refroidissement en dépend;
- Consommation d'énergie. Il est indiqué par le fabricant dans le passeport de l'appareil. Elle est déterminée par les caractéristiques du moteur électrique connecté au rotor de la pompe.
Au premier stade du calcul de la puissance de la pompe de circulation pour le chauffage, les performances doivent être calculées. Pour ce faire, vous devez connaître la puissance calorifique nécessaire du système d'alimentation en chaleur. Les calculs de performances sont effectués selon la formule suivante:
Q = (0,86 * R) / (Tpod-Tob)
Où Q - performances de l'appareil;R - puissance thermique estimée, W;Tpod et Tob - température de l'eau dans les tuyaux de chauffage d'arrivée et de retour.
Le principal facteur affectant les performances de la pompe est la puissance thermique du système. Il est préférable de le calculer aussi précisément que possible pour éviter d'acheter un appareil avec des paramètres inappropriés. De plus, le calcul de la puissance de la pompe pour l'alimentation en chaleur est affecté par les caractéristiques du liquide de refroidissement. Dans le cas de l'utilisation d'antigels, l'indicateur nominal doit être augmenté de 10 à 15%, car leur densité est beaucoup plus élevée que 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 sur les sections d'alimentation et de retour de la ligne;L1 et L2 - la longueur des pipelines;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.
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Composant de chauffage |
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 une résistance hydraulique de l'ampleur de la colonne d'eau. Ceux. Il s'agit d'un indicateur de puissance, qui est capable de faire monter l'eau dans un tuyau vertical à un certain niveau.
Lors du calcul de la puissance de la pompe de circulation pour l'alimentation en chaleur, la présence de plusieurs modes de vitesse n'est pas prise en compte. Bien qu'en pratique, en utilisant cette fonction de l'appareil, vous pouvez optimiser la vitesse du liquide de refroidissement, équilibrant ainsi l'ensemble du système.
Est-il difficile de calculer seul le chauffage d'une maison ou d'une serre? En plus des méthodes ci-dessus, il est recommandé d'utiliser des programmes spécialisés pour l'approvisionnement en chaleur. Cela permettra de vérifier les résultats et d'atteindre une précision maximale des calculs.
La vidéo montre un exemple de calcul de la puissance de chauffage à l'aide d'un programme spécialisé:
