Calcul du collecteur de chauffage et des manchons de montage
La technologie de calcul ci-dessus peut être appliquée à tous les types d'alimentation en chaleur - monotube, bitube et collecteur. Cependant, pour ce dernier, il est nécessaire de faire un calcul correct du diamètre du collecteur de chauffage.
Cet élément chauffant est nécessaire à la répartition du liquide de refroidissement sur plusieurs circuits. Dans ce cas, le calcul du diamètre correct du collecteur de chauffage est inextricablement lié au calcul de la section optimale de la canalisation. C'est la prochaine étape dans la conception du système de chauffage.
Schéma de calcul du collecteur
Pour calculer le diamètre du collecteur de chauffage, vous devez d'abord calculer la section transversale des tuyaux selon le schéma ci-dessus. Ensuite, vous pouvez utiliser une formule assez simple :
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 de chauffage est également égal à cette valeur.
Manchon pour le montage des tuyaux de chauffage
Mais en plus de ce composant du système, il est souvent nécessaire d'en utiliser d'autres. Comment connaître le diamètre du manchon pour les tuyaux de chauffage? Seulement en effectuant un calcul préliminaire de la section des autoroutes. De plus, il faut 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.
Le diamètre du manchon pour les tuyaux de chauffage est influencé par le matériau du mur, ainsi que par les tuyaux
Il est important de prendre en compte le degré de dilatation possible lorsque la surface est chauffée. Si les diamètres des tuyaux d'alimentation en chaleur en plastique sont de 20 mm, le même paramètre pour le manchon doit être d'au moins 24 mm
Le manchon doit être monté sur du mortier de ciment ou un matériau similaire incombustible.
Comment choisir le bon diamètre de tuyau
Dans les cas où le chauffage est effectué dans une maison privée ou un chalet, les tuyaux doivent être sélectionnés en tenant compte du fait que le diamètre ne changera pas uniquement lorsqu'il y a une connexion directe au système de chauffage central. Dans le cas d'un système de tuyauterie autonome, n'importe quelle taille (diamètre et longueur différents) peut être utilisée, selon les préférences du propriétaire de la maison.
Lors du choix des ébauches nécessaires, il est nécessaire de prendre en compte toutes les caractéristiques, en particulier lorsqu'il s'agit d'un système de chauffage naturel, où le rapport de la section transversale à la puissance de la pompe ne sera pas une caractéristique principale. Ce fait est attribué aux avantages de ce système de chauffage.
Schéma d'installation des tuyaux.
L'inconvénient d'un tel système est le faible rayon d'action et le coût élevé des éléments de grande taille utilisés dans ce cas.
Pour assurer l'efficacité du système, il est nécessaire de maintenir un certain niveau de pression dans celui-ci, permettant à l'eau se déplaçant à l'intérieur de surmonter tous les obstacles sur son chemin. La résistance (obstacles) peut se présenter sous la forme de frottement de l'eau contre les parois, un robinet ou un robinet et un appareil de chauffage. La chose la plus intéressante est que la résistance et la vitesse à laquelle l'eau s'écoulera dépendent de la longueur et du diamètre des tuyaux du pipeline. Avec une vitesse de l'eau élevée, une petite section transversale et une longue canalisation, le niveau de résistance dans le chemin de l'eau augmente.
Capacité du tuyau d'eau
Les conduites d'eau dans la maison sont les plus utilisées. Et comme ils sont soumis à une charge importante, le calcul du débit de la conduite d'eau principale devient une condition importante pour un fonctionnement fiable.
Passabilité du tuyau en fonction du diamètre
Le diamètre n'est pas le paramètre le plus important lors du calcul de la perméabilité du tuyau, mais il affecte également sa valeur. Plus le diamètre intérieur du tuyau est grand, plus la perméabilité est élevée, ainsi que le risque de blocages et de bouchons. Cependant, en plus du diamètre, il faut tenir compte du coefficient de frottement de l'eau sur les parois de la canalisation (valeur du tableau pour chaque matériau), de la longueur de la conduite et de la différence de pression du fluide à l'entrée et à la sortie. De plus, le nombre de coudes et de raccords dans le pipeline affectera grandement la perméabilité.
Tableau de capacité des tuyaux par température de liquide de refroidissement
Plus la température dans le tuyau est élevée, plus sa capacité est faible, car l'eau se dilate et crée ainsi une friction supplémentaire.
Pour la plomberie, ce n'est pas important, mais dans les systèmes de chauffage, c'est un paramètre clé
Il existe un tableau pour les calculs de chaleur et de liquide de refroidissement.
| Diamètre du tuyau, mm | Bande passante | |||
|---|---|---|---|---|
| Par la chaleur | Par liquide de refroidissement | |||
| L'eau | Fumer | L'eau | Fumer | |
| Gcal/h | e | |||
| 15 | 0,011 | 0,005 | 0,182 | 0,009 |
| 25 | 0,039 | 0,018 | 0,650 | 0,033 |
| 38 | 0,11 | 0,05 | 1,82 | 0,091 |
| 50 | 0,24 | 0,11 | 4,00 | 0,20 |
| 75 | 0,72 | 0,33 | 12,0 | 0,60 |
| 100 | 1,51 | 0,69 | 25,0 | 1,25 |
| 125 | 2,70 | 1,24 | 45,0 | 2,25 |
| 150 | 4,36 | 2,00 | 72,8 | 3,64 |
| 200 | 9,23 | 4,24 | 154 | 7,70 |
| 250 | 16,6 | 7,60 | 276 | 13,8 |
| 300 | 26,6 | 12,2 | 444 | 22,2 |
| 350 | 40,3 | 18,5 | 672 | 33,6 |
| 400 | 56,5 | 26,0 | 940 | 47,0 |
| 450 | 68,3 | 36,0 | 1310 | 65,5 |
| 500 | 103 | 47,4 | 1730 | 86,5 |
| 600 | 167 | 76,5 | 2780 | 139 |
| 700 | 250 | 115 | 4160 | 208 |
| 800 | 354 | 162 | 5900 | 295 |
| 900 | 633 | 291 | 10500 | 525 |
| 1000 | 1020 | 470 | 17100 | 855 |
Tableau de capacité des tuyaux en fonction de la pression du liquide de refroidissement
Il existe un tableau décrivant le débit des canalisations en fonction de la pression.
| Consommation | Bande passante | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Tuyau DN | 15 millimètres | 20 millimètres | 25 millimètres | 32 millimètres | 40 millimètres | 50 millimètres | 65 millimètres | 80 millimètres | 100 millimètres |
| Pa/m — mbar/m | moins de 0,15 m/s | 0,15 m/s | 0,3 m/s | ||||||
| 90,0 — 0,900 | 173 | 403 | 745 | 1627 | 2488 | 4716 | 9612 | 14940 | 30240 |
| 92,5 — 0,925 | 176 | 407 | 756 | 1652 | 2524 | 4788 | 9756 | 15156 | 30672 |
| 95,0 — 0,950 | 176 | 414 | 767 | 1678 | 2560 | 4860 | 9900 | 15372 | 31104 |
| 97,5 — 0,975 | 180 | 421 | 778 | 1699 | 2596 | 4932 | 10044 | 15552 | 31500 |
| 100,0 — 1,000 | 184 | 425 | 788 | 1724 | 2632 | 5004 | 10152 | 15768 | 31932 |
| 120,0 — 1,200 | 202 | 472 | 871 | 1897 | 2898 | 5508 | 11196 | 17352 | 35100 |
| 140,0 — 1,400 | 220 | 511 | 943 | 2059 | 3143 | 5976 | 12132 | 18792 | 38160 |
| 160,0 — 1,600 | 234 | 547 | 1015 | 2210 | 3373 | 6408 | 12996 | 20160 | 40680 |
| 180,0 — 1,800 | 252 | 583 | 1080 | 2354 | 3589 | 6804 | 13824 | 21420 | 43200 |
| 200,0 — 2,000 | 266 | 619 | 1151 | 2486 | 3780 | 7200 | 14580 | 22644 | 45720 |
| 220,0 — 2,200 | 281 | 652 | 1202 | 2617 | 3996 | 7560 | 15336 | 23760 | 47880 |
| 240,0 — 2,400 | 288 | 680 | 1256 | 2740 | 4176 | 7920 | 16056 | 24876 | 50400 |
| 260,0 — 2,600 | 306 | 713 | 1310 | 2855 | 4356 | 8244 | 16740 | 25920 | 52200 |
| 280,0 — 2,800 | 317 | 742 | 1364 | 2970 | 4356 | 8566 | 17338 | 26928 | 54360 |
| 300,0 — 3,000 | 331 | 767 | 1415 | 3076 | 4680 | 8892 | 18000 | 27900 | 56160 |
Tableau de capacité des tuyaux en fonction du diamètre (selon Shevelev)
Les tableaux de F.A. et A.F. Shevelev sont l'une des méthodes tabulaires les plus précises pour calculer le débit d'un système d'approvisionnement en eau. De plus, ils contiennent toutes les formules de calcul nécessaires pour chaque matériau spécifique. Il s'agit d'un matériau informatif volumineux utilisé le plus souvent par les ingénieurs hydrauliques.
Les tableaux prennent en compte :
- diamètres des tuyaux - internes et externes ;
- épaisseur du mur;
- durée de vie du pipeline ;
- longueur de la ligne;
- affectation des tuyaux.
Diamètres des tuyaux de chauffage et caractéristiques de leur choix
Lorsque vous commencez à résoudre un problème tel que le calcul du diamètre des tuyaux d'un système de chauffage, il convient de tenir compte du fait qu'il existe plusieurs concepts unis par le terme général "diamètre des tuyaux". Chaque tuyau peut être caractérisé par les paramètres suivants :
Le diamètre intérieur est la caractéristique principale du tuyau, indiquant son débit.
Le diamètre extérieur est une caractéristique tout aussi importante qui doit être prise en compte lors de la conception d'un système de chauffage.
Diamètre nominal (alésage nominal) - une certaine valeur arrondie, qui est indiquée lors du marquage.
N'oublions pas non plus que les tuyaux constitués de matériaux différents ont un numéro dans leur marquage correspondant à l'un ou l'autre de ses diamètres :
- Les tuyaux en acier et en fonte sont marqués par la taille de leur diamètre intérieur.
- Tuyaux en cuivre ou en plastique - selon la taille du diamètre extérieur.
C'est pourquoi, lors du calcul de la section d'un tuyau de chauffage, il est impératif de prendre en compte le matériau des tuyaux. Surtout s'il est censé créer un système qui est une combinaison de différents tuyaux.
L'une des caractéristiques qui influencent le choix de la taille de tout tuyau est l'unité de mesure adoptée pour évaluer la taille de son diamètre, et donc son marquage. L'unité de base pour la taille du tuyau est un nombre entier ou une fraction de pouce. Pour convertir les pouces dans le système de mesure habituel pour nous, vous devez vous rappeler que 1 pouce = 25,4 mm.
Calcul du diamètre des tuyaux de chauffage
Pour comprendre comment travailler avec un tableau de diamètres et comment choisir un diamètre de tuyau lors de la pose d'une canalisation de chauffage, considérons un calcul typique pour une pièce de 20 m2:
- Tout d'abord, nous découvrons la quantité de chaleur nécessaire pour chauffer une pièce particulière de la maison.Pour chaque 10 m2 de surface (à condition que les murs soient isolés et que la hauteur du plafond ne dépasse pas 3 m), 1 kW de puissance thermique est nécessaire.
- Dans notre cas, il s'agit de 20 m2, donc de 2 kW.
- On ajoute une marge de 20%, on se retrouve avec 2,4 kW. Cela signifie que pour créer des conditions de température confortables dans une telle pièce, il est nécessaire de fournir un chauffage d'une puissance de 2,4 kW. Vous pouvez effectuer les calculs décrits à l'aide d'une calculatrice en ligne.
Tableau des diamètres de tuyau de chauffage, selon lequel il est possible de déterminer le diamètre de tuyau optimal dans le chauffage à deux tuyaux
- S'il y a des fenêtres dans la pièce, nous achetons des radiateurs de chauffage. Le nombre de radiateurs doit être égal au nombre de fenêtres. Autrement dit, s'il y a deux fenêtres, nous obtenons deux batteries de 1,2 kW chacune. Nous les plaçons sous les appuis de fenêtre ou à tout autre endroit prévu par la conception.
Vous pouvez augmenter la valeur de puissance des radiateurs, mais vous ne pouvez pas la diminuer
- D'après le tableau des diamètres internes des tuyaux, on trouve la valeur de puissance de 2,4 kW (2400 W), puis on regarde la valeur supérieure du flux de chaleur. La zone surlignée en bleu représente le débit de fluide optimal dans le système de chauffage, qui a été mentionné plus tôt dans notre article. Il convient de noter que le tableau présenté montre les valeurs de tous les paramètres pour un système de chauffage à deux tuyaux, en tenant compte de la différence de température du fluide à l'entrée du pipeline et à la sortie.
Alors, résumons le travail avec le tableau. Pour chauffer une pièce de 20 m2, un tuyau d'une section de 8 mm convient. Dans ce cas, la vitesse du fluide caloporteur sera de 0,6 m/s, sa consommation sera de 105 kg/h, et la puissance thermique sera de 2453 W. Il est permis d'utiliser des tuyaux de 10 mm, la vitesse de déplacement sera alors de 0,4 m / s, le débit sera de 110 kg / h et le flux de chaleur sera de 2555 W.
La procédure de calcul de la section transversale des conduites d'alimentation en chaleur
Avant de calculer le diamètre d'un tuyau de chauffage, il est nécessaire de déterminer leurs paramètres géométriques de base. Pour ce faire, vous devez connaître les principales caractéristiques des autoroutes. Ceux-ci incluent non seulement les performances, mais aussi les dimensions.
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'acheter un modèle spécifique 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 extérieures. Pour calculer la section utile, il faut soustraire deux épaisseurs de paroi ;
- Pour les tuyaux en acier et en cuivre, les dimensions intérieures sont données.
Connaissant ces caractéristiques, vous pouvez calculer le diamètre du collecteur de chauffage, des tuyaux et des autres composants à installer.
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 appropriée.
Détermination de la puissance thermique du système
Comment choisir le bon diamètre de tuyau pour le chauffage et faut-il le faire sans données calculées ? Pour un petit système de chauffage, les calculs complexes peuvent être supprimés
Il est seulement important de connaître les règles suivantes :
- Le diamètre optimal des tuyaux à circulation de chauffage naturelle doit être de 30 à 40 mm;
- Pour un système fermé avec un mouvement forcé du liquide de refroidissement, des tuyaux plus petits doivent être utilisés pour créer une pression et un débit d'eau optimaux.
Pour un calcul précis, il est recommandé d'utiliser un programme de calcul du 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, vous devez utiliser la formule suivante :
Où Q est la puissance calorifique calculée du chauffage, kW / h, V est le volume de la pièce (maison), m³, Δt est la différence entre les températures dans la rue et dans la pièce, ° С, K est la chaleur calculée coefficient de perte de la maison, 860 est la valeur permettant de convertir les valeurs reçues dans un format kWh acceptable.
La plus grande difficulté dans le calcul préliminaire du diamètre des tuyaux en plastique pour le chauffage est causée par le facteur de correction K. Cela dépend de l'isolation thermique de la maison. Il est préférable de le prendre à partir des données du tableau.
Le degré d'isolation thermique du bâtiment
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 calorifique requise d'une pièce d'un volume total de 47 m³. Dans ce cas, la température extérieure sera de -23°С et à l'intérieur - +20°С. En conséquence, la différence Δt sera de 43°C. Nous prenons le facteur de correction égal à 1,1. Ensuite, la puissance thermique requise sera.
La prochaine étape dans le choix du diamètre du tuyau de chauffage consiste à déterminer la vitesse optimale du liquide de refroidissement.
Les calculs présentés ne tiennent pas compte de la correction de la rugosité de la surface intérieure des autoroutes.
Vitesse de l'eau dans les tuyaux
Tableau de calcul du diamètre du tuyau de chauffage
La pression optimale du liquide de refroidissement dans le réseau est nécessaire pour la distribution uniforme de l'énergie thermique sur les radiateurs et les batteries. Pour une sélection correcte des diamètres des tuyaux de chauffage, il convient de prendre les valeurs optimales de la vitesse d'avancement de l'eau dans les canalisations.
Il convient de rappeler que si l'intensité du mouvement du liquide de refroidissement dans le système est dépassée, des bruits parasites peuvent se produire. Par conséquent, cette valeur doit être comprise entre 0,36 et 0,7 m/s. Si le paramètre est inférieur, des pertes de chaleur supplémentaires se produiront inévitablement. S'il est dépassé, 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 les valeurs précédemment obtenues, on peut déterminer que le diamètre optimal du tuyau pour une pièce particulière sera de 12 mm. Ceci n'est qu'un calcul approximatif. 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 version de démonstration avec des capacités de calcul limitées.
