La conception correcte du système de chauffage doit prendre en compte tous les facteurs possibles affectant son efficacité. En plus de la sélection correcte des principaux composants, chaudière, radiateurs, groupes de sécurité, la section du réseau doit être correctement calculée. Pour ce faire, vous devez connaître le diamètre optimal des tuyaux de chauffage: comment le choisir et le calculer vous-même?
Difficultés à choisir le diamètre des tuyaux de chauffage
Il semblerait - le choix du diamètre des tuyaux pour chauffer une maison privée n'est pas une tâche difficile. Ils ne devraient assurer la livraison du liquide de refroidissement de la source de son chauffage qu'aux dispositifs d'alimentation en chaleur - radiateurs, batteries.
Mais dans la pratique, un diamètre incorrectement sélectionné du collecteur de chauffage ou du tuyau d'alimentation peut entraîner une détérioration significative du fonctionnement de l'ensemble du système. Cela est dû aux processus qui se produisent lors du mouvement de l'eau le long des autoroutes. Pour ce faire, vous devez connaître les bases de la physique et de l'hydrodynamique. Afin de ne pas entrer dans la jungle des calculs précis, vous pouvez déterminer les principales caractéristiques du chauffage, qui dépendent directement de la section des canalisations:
- Vitesse de refroidissement. Il affecte non seulement l'augmentation du bruit pendant le fonctionnement de l'apport de chaleur, mais est également nécessaire pour la répartition optimale de la chaleur entre les appareils de chauffage. Simplement, l'eau ne devrait pas avoir le temps de refroidir au niveau minimum en atteignant le dernier radiateur du système;
- Volume de liquide de refroidissement. Ainsi, le diamètre des tuyaux à circulation naturelle de chaleur doit être important afin de réduire les pertes dues au frottement du liquide sur la surface intérieure de la conduite. Cependant, parallèlement à cela, le volume du liquide de refroidissement augmente, ce qui entraîne une augmentation du coût de son chauffage;
- Pertes hydrauliques. Si le système utilise différents diamètres de tuyaux en plastique pour le chauffage, il y aura inévitablement une différence de pression à leur jonction, ce qui entraînera une augmentation des pertes hydrauliques.
Comment choisir le diamètre du tuyau pour le chauffage, afin que lors de l'installation, vous n'ayez pas à refaire tout le système de chauffage en raison de l'efficacité extrêmement faible? Tout d'abord, vous devez effectuer le calcul correct de la section transversale des autoroutes. Pour ce faire, il est recommandé d'utiliser des programmes spéciaux et, si vous le souhaitez, de vérifier manuellement le résultat vous-même.
À la jonction, les diamètres des tuyaux en polypropylène pour le chauffage sont réduits en raison du revêtement. La réduction de la section dépend du degré de chauffage pendant le soudage et du respect de la technologie d'installation.
La procédure de calcul de la section transversale des lignes d'alimentation en chaleur
Avant de calculer le diamètre du tuyau de chauffage, il est nécessaire de déterminer leurs paramètres géométriques de base. Pour ce faire, vous devez connaître les principales caractéristiques des autoroutes. Cela inclut non seulement les performances, mais également la taille.
Chaque fabricant indique la valeur de la section de tuyau - diamètre. Mais en fait, cela dépend de l'épaisseur de la paroi et du matériau de fabrication. Avant d'acquérir un certain modèle de pipelines, vous devez connaître les caractéristiques suivantes de la désignation des dimensions géométriques:
- Le calcul du diamètre des tuyaux en polypropylène pour le chauffage est effectué en tenant compte du fait que les fabricants indiquent les dimensions hors tout extérieures. Pour calculer la section utile, il est nécessaire de soustraire deux épaisseurs de paroi;
- Pour les tuyaux en acier et en cuivre, les dimensions internes sont indiquées.
Connaissant ces caractéristiques, vous pouvez calculer le diamètre du collecteur de chauffage, des tuyaux et d'autres composants pour l'installation.
Lors du choix des tuyaux de chauffage en polymère, il est nécessaire de clarifier la présence d'une couche de renforcement dans la conception. Sans elle, lorsqu'elle est exposée à l'eau chaude, la ligne n'aura pas la rigidité nécessaire.
Détermination de la puissance thermique du système
Comment choisir le diamètre des tuyaux pour le chauffage et faut-il le faire sans données calculées? Pour un petit système de chauffage, vous pouvez vous passer de calculs complexes. Il est seulement important de connaître les règles suivantes:
- Le diamètre optimal des tuyaux à circulation naturelle de chaleur doit être de 30 à 40 mm;
- Pour un système fermé avec mouvement forcé du liquide de refroidissement, des tuyaux de plus petite section doivent être utilisés pour créer une pression et un débit d'eau optimaux.
Pour un calcul précis, il est recommandé d'utiliser le programme pour calculer le diamètre des tuyaux de chauffage. Si ce n'est pas le cas, vous pouvez utiliser des calculs approximatifs. Vous devez d'abord trouver la puissance thermique du système. Pour ce faire, utilisez la formule suivante:
Q = (V * Δt * K) 860
Où Q - puissance de chauffage calculée, kW / h,V - volume de la pièce (maison), m³,Δt - la différence entre les températures dans la rue et à l'intérieur, ° C,À - le coefficient estimé de déperdition de chaleur à domicile,860 - la valeur pour traduire les valeurs obtenues dans un format acceptable de kW / h.
Les plus grandes difficultés dans le calcul préliminaire du diamètre des tuyaux en plastique pour le chauffage sont causées par le facteur de correction K. Il dépend de l'isolation thermique de la maison. Il est préférable de le retirer du tableau.
| Coefficient K | Le degré d'isolation thermique du bâtiment |
| 3-4 | Isolation thermique minimale |
| 2-2,9 | Isolation minimale de la façade - doublure en brique. |
| 1-1,9 | Isolation thermique moyenne |
| 0,6-0,9 | Isolation de haute qualité de la maison, fenêtres et portes modernes installées |
À titre d'exemple de calcul des diamètres des tuyaux en polypropylène pour le chauffage, vous pouvez calculer la puissance thermique requise d'une pièce d'un volume total de 47 m³. Dans ce cas, la température extérieure sera de -23 ° C, et à l'intérieur - + 20 ° C. En conséquence, la différence Δt sera de 43 ° C. Le facteur de correction est supposé être 1,1. Ensuite, la puissance thermique requise sera.
Q = (47 * 43 * 1,1) /860=2,585 kW / h
L'étape suivante du choix du diamètre du tuyau de chauffage consiste à déterminer la vitesse optimale du liquide de refroidissement.
Les calculs présentés ne prennent pas en compte la correction de la rugosité de la surface intérieure des lignes.
Vitesse de l'eau dans les tuyaux
La pression optimale du liquide de refroidissement dans le réseau est nécessaire pour une distribution uniforme de l'énergie thermique sur les radiateurs et les batteries. Pour la sélection correcte des diamètres des tuyaux de chauffage, les valeurs optimales de la vitesse d'avancement de l'eau dans les tuyaux doivent être prises.
Il convient de rappeler que si l'intensité du liquide de refroidissement est dépassée, un bruit étranger peut se produire dans le système. Par conséquent, cette valeur doit être égale à 0,36 à 0,7 m / s. Si le paramètre est inférieur, des pertes de chaleur supplémentaires se produiront inévitablement. S'il est dépassé, la construction du bruit apparaîtra dans les canalisations et les radiateurs.
Pour le calcul final du diamètre du tuyau de chauffage, utilisez les données du tableau ci-dessous.
En remplaçant dans la formule de calcul du diamètre du tuyau de chauffage dans les valeurs précédemment obtenues, il peut être déterminé que le diamètre de tuyau optimal pour une pièce particulière sera de 12 mm. Ce n'est qu'une estimation. En pratique, les experts recommandent d'ajouter 10 à 15% aux valeurs obtenues. En effet, la formule de calcul du diamètre du tuyau de chauffage peut changer en raison de l'ajout de nouveaux composants au système.
Pour un calcul précis, vous aurez besoin d'un programme spécial pour calculer le diamètre des tuyaux de chauffage. Des systèmes logiciels similaires peuvent être téléchargés dans une démo avec des capacités de calcul limitées.
Calcul du collecteur chauffant et des manchons de montage
La technologie de calcul ci-dessus peut être appliquée à tous les types d'alimentation en chaleur - tuyau simple, tuyau double et capteur. Cependant, pour ce dernier, il est nécessaire de faire le calcul correct du diamètre du collecteur chauffant.
Cet élément chauffant est nécessaire à la distribution du liquide de refroidissement dans plusieurs circuits. Dans ce cas, le calcul du diamètre correct du collecteur chauffant est inextricablement lié au calcul de la section optimale de la canalisation. Il s'agit de la prochaine étape de la conception d'un système d'alimentation en chaleur.
Pour calculer le diamètre du collecteur de chauffage, vous devez d'abord calculer la section des tuyaux selon le schéma ci-dessus. Ensuite, vous pouvez utiliser une formule assez simple:
M0 = M1 + M2 + M3 + M4
Où M0 - le diamètre souhaité du collecteur,M1, M2, M3, M4 - diamètres des pipelines connectés.
Lors de la détermination de la hauteur et de la distance optimale entre les buses, le principe des "trois diamètres" est appliqué. Selon lui, l'éloignement des tuyaux sur la structure devrait être de 6 rayons chacun. Le diamètre total du collecteur chauffant est également égal à cette valeur.
Mais outre cette composante du système, il est souvent nécessaire d'en appliquer d'autres. Comment connaître le diamètre du manchon pour les tuyaux de chauffage? Uniquement en effectuant un calcul préliminaire de la section transversale des autoroutes. De plus, vous devez tenir compte de l'épaisseur des murs et du matériau de leur fabrication. La conception du manchon, le degré de son isolation thermique en dépendra.
La valeur du diamètre du manchon pour les tuyaux de chauffage est affectée par le matériau du mur, ainsi que par le tuyau. Il est important de considérer le degré d'expansion possible lors du chauffage de la surface. Si les diamètres des tuyaux de chauffage en plastique sont de 20 mm, le même paramètre pour le manchon doit être d'au moins 24 mm.
L'installation du manchon doit être effectuée sur un mortier de ciment ou un matériau incombustible similaire.
Données supplémentaires pour le calcul du diamètre des tuyaux d'alimentation en chaleur
Après avoir choisi le diamètre des tuyaux pour chauffer une maison privée, vous devez choisir correctement leur matériau de fabrication et prendre également en compte les caractéristiques du système de chauffage. Ce paramètre est affecté par la disposition des lignes, ainsi que par le nombre de vannes d'arrêt et de commande.
En plus de connaître le diamètre des tuyaux en chauffage à circulation naturelle, il est nécessaire de prendre en compte la hauteur de la colonne montante et de choisir correctement la taille de sa section. Il doit être à une hauteur minimale de 1,5 par rapport aux autres éléments d'alimentation en chaleur. Pour augmenter la vitesse du liquide de refroidissement, le diamètre des tuyaux en polypropylène utilisés dans la conception du surpresseur doit être d'une taille supérieure à celui de la conduite principale.
Il est également important de prendre en compte l'épaisseur de paroi des pipelines. Cela dépend du matériau de fabrication et peut varier de 0,5 mm (acier) à 5 mm (plastique). Le choix du diamètre de tuyau pour le système de chauffage d'une maison privée est influencé par le matériau de fabrication. Il est donc recommandé d'installer des conduites en plastique pour les systèmes à circulation forcée. Leur diamètre intérieur peut varier de 10 à 30 mm. Vous trouverez plus d'informations sur l'épaisseur de paroi des tuyaux en polymère pour le chauffage dans le tableau.
Pour les modèles en acier, il est nécessaire de prendre en compte non seulement leurs dimensions géométriques, mais également la masse. Cela dépend directement de l'épaisseur de la paroi. Dans les programmes de calcul du diamètre des tuyaux de chauffage, il doit nécessairement y avoir une fonction de calcul de la gravité spécifique de 1 m. ligne en acier.
Connaissant ces caractéristiques supplémentaires, vous pouvez effectuer le calcul le plus précis des paramètres du système de chauffage, y compris la sélection correcte des diamètres des tuyaux de chauffage.
S'il est nécessaire de calculer uniquement la section des lignes conductrices de chaleur, vous pouvez utiliser des versions de démonstration gratuites de programmes professionnels.
Matériau pour la fabrication de tuyaux de chauffage
En plus du choix correct des diamètres de tuyaux pour l'apport de chaleur, vous devez connaître les caractéristiques de leur matériau de fabrication. Cela affectera la perte de chaleur du système, ainsi que la complexité de l'installation.
Il convient de rappeler que le calcul des diamètres des tuyaux de chauffage n'est effectué qu'après sélection du matériau de leur fabrication. Actuellement, plusieurs types de pipelines sont utilisés pour compléter les systèmes d'alimentation en chaleur:
- Polymère. Ils sont en polypropylène ou en polyéthylène réticulé. La différence réside dans les composants supplémentaires ajoutés au cours du processus de fabrication. Après avoir calculé le diamètre des tuyaux en polypropylène pour l'apport de chaleur, vous devez choisir l'épaisseur correcte de leur paroi. Elle varie de 1,8 à 3 mm, en fonction des paramètres de la pression maximale dans les conduites;
- Acier. Jusqu'à récemment, c'était le système de chauffage le plus courant. Malgré leurs caractéristiques de résistance plus que bonnes, les tuyaux en acier présentent un certain nombre d'inconvénients importants - une installation compliquée, une rouille superficielle progressive et une rugosité accrue. Alternativement, des tuyaux en acier inoxydable peuvent être utilisés. L'une de leurs valeurs est un ordre de grandeur plus élevé que les «noirs»;
- Cuivre. Selon les caractéristiques techniques et opérationnelles, les pipelines en cuivre sont la meilleure option. Ils se caractérisent par un étirement suffisant, c'est-à-dire si l'eau y gèle, le tuyau se dilatera pendant un certain temps sans perte d'étanchéité. L'inconvénient est le coût élevé.
En plus des diamètres de tuyaux correctement sélectionnés et calculés, vous devez déterminer la méthode de leur raccordement. Cela dépend également du matériau de fabrication. Pour les polymères, une connexion de manchon est utilisée par soudage ou sur une base adhésive (très rarement). Les canalisations en acier sont montées par soudage à l'arc (joints de meilleure qualité) ou par filetage.
Dans le matériel vidéo, vous pouvez voir un exemple de calcul du diamètre des tuyaux en fonction du débit optimal du liquide de refroidissement:
