Un exemple de calcul de la charge thermique d'un bâtiment. Calcul de la charge de chauffage horaire - système de chauffage

Comment optimiser les dépenses de chauffage ? Cette tâche ne peut être résolue que par une approche intégrée qui prend en compte tous les paramètres du système, du bâtiment et des caractéristiques climatiques de la région. En même temps, le composant le plus important est Charge thermique pour le chauffage : le calcul des indicateurs horaires et annuels sont inclus dans le système de calcul de l'efficacité du système.

Pourquoi avez-vous besoin de connaître ce paramètre

Quel est le calcul de la charge thermique pour le chauffage ? Il détermine la quantité optimale d'énergie thermique pour chaque pièce et bâtiment dans son ensemble. variables sont la puissance des équipements de chauffage - chaudière, radiateurs et canalisations. Les pertes de chaleur de la maison sont également prises en compte.

Idéalement la production de chaleur système de chauffage doit compenser toutes les pertes de chaleur et maintenir en même temps un niveau de température confortable. Par conséquent, avant de calculer la charge de chauffage annuelle, vous devez déterminer les principaux facteurs qui l'affectent :

• Caractéristiques des éléments structurels de la maison. Les murs extérieurs, les fenêtres, les portes, le système de ventilation affectent le niveau de perte de chaleur ;
• Dimensions de la maison. Il est logique de supposer que plus la pièce est grande, plus le système de chauffage doit fonctionner de manière intensive. Pas mal un facteur important en même temps, non seulement le volume total de chaque pièce est, mais également la surface des murs extérieurs et des structures de fenêtres;
• climat dans la région. Avec des baisses relativement faibles de la température extérieure, une petite quantité d'énergie est nécessaire pour compenser les pertes de chaleur. Ceux. maximum charge horaire pour le chauffage dépend directement du degré de diminution de la température dans une certaine période de temps et de la valeur annuelle moyenne pour saison de chauffage.

Compte tenu de ces facteurs, le mode de fonctionnement thermique optimal du système de chauffage est compilé. En résumant tout ce qui précède, nous pouvons dire que la détermination de la charge thermique pour le chauffage est nécessaire pour réduire la consommation d'énergie et maintenir le niveau optimal de chauffage dans les locaux de la maison.

Pour calculer la charge de chauffage optimale selon des indicateurs agrégés, vous devez connaître le volume exact du bâtiment. Il est important de se rappeler que cette technique a été développée pour les grandes structures, donc l'erreur de calcul sera importante.

Choix de la méthode de calcul

Avant de calculer la charge de chauffage à l'aide d'indicateurs agrégés ou avec une plus grande précision, il est nécessaire de connaître les conditions de température recommandées pour un bâtiment résidentiel.

Lors du calcul des caractéristiques de chauffage, il faut être guidé par les normes de SanPiN 2.1.2.2645-10. Sur la base des données du tableau, dans chaque pièce de la maison, il est nécessaire de fournir une régime de température travaux de chauffage.

Les méthodes de calcul de la charge de chauffage horaire peuvent avoir un degré de précision différent. Dans certains cas, il est recommandé d'utiliser des calculs assez complexes, à la suite desquels l'erreur sera minime. Si l'optimisation des coûts énergétiques n'est pas une priorité lors de la conception du chauffage, des schémas moins précis peuvent être utilisés.

Lors du calcul de la charge de chauffage horaire, il est nécessaire de prendre en compte le changement quotidien de la température de la rue. Pour améliorer la précision du calcul, vous devez connaître les caractéristiques techniques du bâtiment.

Moyens simples de calculer la charge thermique

Tout calcul de la charge thermique est nécessaire pour optimiser les paramètres du système de chauffage ou améliorer caractéristiques d'isolation thermique Maisons. Après sa mise en œuvre, certaines méthodes de régulation de la charge de chauffage du chauffage sont sélectionnées. Envisagez des méthodes à faible intensité de main-d'œuvre pour calculer ce paramètre du système de chauffage.

La dépendance de la puissance de chauffage à la surface

Pour une maison avec des tailles de pièces standard, des hauteurs de plafond et une bonne isolation thermique, un rapport connu de la surface de la pièce à la puissance calorifique requise peut être appliqué. Dans ce cas, 1 kW de chaleur sera nécessaire pour 10 m². Au résultat obtenu, vous devez appliquer un facteur de correction en fonction de la zone climatique.

Supposons que la maison soit située dans la région de Moscou. Sa superficie totale est de 150 m². Dans ce cas, la charge thermique horaire sur le chauffage sera égale à :

15*1=15kWh

Le principal inconvénient de cette méthode est la grande erreur. Le calcul ne prend pas en compte les changements de facteurs météorologiques, ainsi que les caractéristiques du bâtiment - résistance au transfert de chaleur des murs et des fenêtres. Par conséquent, il n'est pas recommandé de l'utiliser dans la pratique.

Calcul élargi de la charge thermique du bâtiment

Le calcul élargi de la charge de chauffage se caractérise par des résultats plus précis. Initialement, il servait à pré-calculer ce paramètre lorsqu'il était impossible de déterminer les caractéristiques exactes du bâtiment. Formule générale pour déterminer la charge thermique sur le chauffage est présenté ci-dessous :

Où q°- caractéristique thermique spécifique de la structure. Les valeurs doivent être extraites du tableau correspondant, un- facteur de correction, qui a été mentionné ci-dessus, Vn- volume extérieur du bâtiment, m³, Télévision et Tnro– valeurs de température à l'intérieur de la maison et à l'extérieur.

Supposons qu'il soit nécessaire de calculer la charge de chauffage horaire maximale dans une maison avec un volume de mur extérieur de 480 m³ (superficie 160 m², maison à deux étages). Dans ce cas, la caractéristique thermique sera égale à 0,49 W/m³*C. Facteur de correction a = 1 (pour la région de Moscou). La température optimale à l'intérieur du logement (Tvn) doit être de + 22 ° С. La température extérieure sera de -15°C. Nous utilisons la formule pour calculer la charge de chauffage horaire :

Q=0.49*1*480(22+15)= 9.408kW

Par rapport au calcul précédent, la valeur résultante est inférieure. Cependant, il prend en compte des facteurs importants - la température à l'intérieur de la pièce, dans la rue, le volume total du bâtiment. Des calculs similaires peuvent être effectués pour chaque pièce. La méthode de calcul de la charge de chauffage selon des indicateurs agrégés permet de déterminer la puissance optimale pour chaque radiateur dans une pièce particulière. Pour un calcul plus précis, vous devez connaître les valeurs de température moyennes pour une région particulière.

Cette méthode de calcul peut être utilisée pour calculer la charge thermique horaire pour le chauffage. Mais les résultats obtenus ne donneront pas la valeur optimalement précise de la perte de chaleur du bâtiment.

Calculs précis de la charge thermique

Mais encore, ce calcul de la charge thermique optimale sur le chauffage ne donne pas la précision de calcul requise. Il ne prend pas en compte le paramètre le plus important - les caractéristiques du bâtiment. Le principal est le matériau de fabrication résistant au transfert de chaleur éléments individuels maisons - murs, fenêtres, plafond et sol. Ils déterminent le degré de conservation de l'énergie thermique reçue du caloporteur du système de chauffage.

Qu'est-ce que la résistance au transfert de chaleur ? R) ? C'est l'inverse de la conductivité thermique ( λ ) - la capacité de la structure matérielle à transmettre l'énérgie thermique. Ceux. plus la valeur de conductivité thermique est élevée, plus la perte de chaleur est élevée. Cette valeur ne peut pas être utilisée pour calculer la charge calorifique annuelle, car elle ne tient pas compte de l'épaisseur du matériau ( ré). Par conséquent, les experts utilisent le paramètre de résistance au transfert de chaleur, qui est calculé par la formule suivante :

Calcul pour les murs et les fenêtres

Il existe des valeurs normalisées ​​​​de résistance au transfert de chaleur des murs, qui dépendent directement de la région où se trouve la maison.

Contrairement au calcul élargi de la charge de chauffage, vous devez d'abord calculer la résistance au transfert de chaleur pour les murs extérieurs, les fenêtres, le sol du premier étage et le grenier. Prenons comme base caractéristiques suivantes Maisons:

• Zone murale - 280 m². Il comprend des fenêtres 40 m²;
• Matériau du mur - brique pleine (λ=0,56). L'épaisseur des murs extérieurs 0,36 m. Sur cette base, nous calculons la résistance de transmission TV - R=0.36/0.56= 0.64 m²*S/O;
• Pour améliorer les propriétés d'isolation thermique, une isolation externe a été installée - polystyrène expansé d'une épaisseur de 100 millimètres. Pour lui λ=0,036. Respectivement R \u003d 0,1 / 0,036 \u003d 2,72 m² * C / W;
• Valeur générale R pour murs extérieurs 0,64+2,72= 3,36 qui est un très bon indicateur de l'isolation thermique de la maison ;
• Résistance au transfert de chaleur des fenêtres - 0,75 m²*S/O(double vitrage avec remplissage argon).

En effet, les pertes de chaleur à travers les murs seront :

(1/3.36)*240+(1/0.75)*40= 124 W à 1°C de différence de température

Nous prenons les indicateurs de température de la même manière que pour le calcul élargi de la charge de chauffage + 22 ° С à l'intérieur et -15 ° С à l'extérieur. Un calcul supplémentaire doit être effectué selon la formule suivante :

124*(22+15)= 4,96 kWh

Calcul de ventilation

Ensuite, vous devez calculer les pertes par ventilation. Le volume d'air total dans le bâtiment est de 480 m³. Dans le même temps, sa densité est approximativement égale à 1,24 kg / m³. Ceux. sa masse est de 595 kg. En moyenne, l'air est renouvelé cinq fois par jour (24 heures). Dans ce cas, pour calculer la charge horaire maximale pour le chauffage, vous devez calculer la perte de chaleur pour la ventilation :

(480*40*5)/24= 4000 kJ ou 1,11 kWh

En résumant tous les indicateurs obtenus, vous pouvez trouver la perte de chaleur totale de la maison :

4,96+1,11=6,07 kWh

De cette manière, la charge de chauffage maximale exacte est déterminée. La valeur résultante dépend directement de la température extérieure. Par conséquent, pour calculer la charge annuelle sur le système de chauffage, il est nécessaire de prendre en compte le changement conditions météorologiques. Si la température moyenne pendant la saison de chauffage est de -7°C, alors la charge totale de chauffage sera égale à :

(124*(22+7)+((480*(22+7)*5)/24))/3600)*24*150(jours saison chauffage)=15843 kW

En modifiant les valeurs de température, vous pouvez effectuer un calcul précis de la charge thermique pour n'importe quel système de chauffage.

Aux résultats obtenus, il faut ajouter la valeur des pertes de chaleur par le toit et le sol. Cela peut être fait avec un facteur de correction de 1,2 - 6,07 * 1,2 \u003d 7,3 kW / h.

La valeur résultante indique le coût réel du vecteur énergétique pendant le fonctionnement du système. Il existe plusieurs façons de réguler la charge de chauffage du chauffage. Le plus efficace d'entre eux est de réduire la température dans les pièces où il n'y a pas de présence constante de résidents. Cela peut être fait avec des thermostats et capteurs installés Température. Mais en même temps, un système de chauffage à deux tuyaux doit être installé dans le bâtiment.

Pour calculer la valeur exacte de la perte de chaleur, vous pouvez utiliser le programme spécialisé Valtec. La vidéo montre un exemple de travail avec.

Le sujet de cet article est la charge thermique. Nous allons découvrir ce qu'est ce paramètre, de quoi il dépend et comment il peut être calculé. De plus, l'article fournira un certain nombre de valeurs de référence de résistance thermique différents matériaux qui peuvent être nécessaires pour le calcul.

Ce que c'est

Le terme est essentiellement intuitif. La charge thermique est la quantité d'énergie thermique nécessaire pour maintenir une température confortable dans un bâtiment, un appartement ou une pièce séparée.

La charge de chauffage horaire maximale est donc la quantité de chaleur qui peut être nécessaire pour maintenir des paramètres normalisés pendant une heure dans les conditions les plus défavorables.

Facteurs

Alors, qu'est-ce qui affecte la demande de chaleur d'un bâtiment ?

• Matériau et épaisseur du mur. Il est clair qu'un mur de 1 brique (25 centimètres) et un mur de béton cellulaire sous une couche de mousse de 15 centimètres laisseront passer des quantités d'énergie thermique TRÈS différentes.
• Matériau et structure du toit. Un toit plat en dalles de béton armé et un grenier isolé se différencieront également assez sensiblement en termes de déperdition de chaleur.
• La ventilation est un autre facteur important. Ses performances, la présence ou l'absence d'un système de récupération de chaleur affectent la quantité de chaleur perdue dans l'air évacué.
• Zone de vitrage. Beaucoup plus de chaleur est perdue par les fenêtres et les façades vitrées que par les murs solides.

Cependant: les fenêtres à triple vitrage et les vitres avec pulvérisation à économie d'énergie réduisent la différence de plusieurs fois.

• Le niveau d'ensoleillement de votre région, le degré d'absorption de la chaleur solaire par le revêtement extérieur et l'orientation des plans du bâtiment par rapport aux points cardinaux. Les cas extrêmes sont une maison qui est à l'ombre d'autres bâtiments toute la journée et une maison orientée avec un mur noir et un toit en pente noir avec superficie maximale Sud.

• delta de température entre l'intérieur et l'extérieur détermine le flux de chaleur à travers l'enveloppe du bâtiment à une résistance constante au transfert de chaleur. À +5 et -30 dans la rue, la maison perdra une quantité de chaleur différente. Cela réduira bien sûr le besoin d'énergie thermique et abaissera la température à l'intérieur du bâtiment.
• Enfin, un projet doit souvent inclure perspectives de construction ultérieure. Disons que si la charge thermique actuelle est de 15 kilowatts, mais qu'il est prévu dans un avenir proche de fixer une véranda isolée à la maison, il est logique de l'acheter avec une marge de puissance thermique.

Distribution

Dans le cas du chauffage de l'eau, la puissance calorifique maximale de la source de chaleur doit être égale à la somme de la puissance calorifique de tous les appareils de chauffage de la maison. Bien sûr, le câblage ne doit pas non plus devenir un goulot d'étranglement.

La répartition des appareils de chauffage dans les pièces est déterminée par plusieurs facteurs :

1. La superficie de la pièce et la hauteur de son plafond ;
2. Emplacement à l'intérieur du bâtiment. Les pièces d'angle et d'extrémité perdent plus de chaleur que celles situées au milieu de la maison.
3. Distance de la source de chaleur. Dans la construction individuelle, ce paramètre signifie la distance de la chaudière, dans le système chauffage central immeuble- par le fait que la batterie est reliée à la colonne montante d'alimentation ou de retour et par l'étage où vous habitez.

Précision : dans les maisons à embouteillage inférieur, les contremarches sont reliées par paires. Du côté de l'alimentation, la température diminue lorsque vous montez du premier étage au dernier, à l'inverse, respectivement, vice versa.

Comment les températures seront-elles réparties dans le cas de remplissage supérieur C'est aussi facile à deviner.

1. Température ambiante souhaitée. En plus de filtrer la chaleur à travers murs extérieurs, à l'intérieur du bâtiment avec une répartition inégale des températures, la migration de l'énergie thermique à travers les cloisons sera également perceptible.

1. Pour les salons au milieu du bâtiment - 20 degrés;
2. Pour les pièces à vivre dans le coin ou au bout de la maison - 22 degrés. Une température plus élevée, entre autres, empêche les murs de geler.
3. Pour la cuisine - 18 degrés. En règle générale, il possède un grand nombre de ses propres sources de chaleur - du réfrigérateur à la cuisinière électrique.
4. Pour une salle de bain et une salle de bain combinée, la norme est de 25C.

Dans le cas du chauffage à air, le flux de chaleur entrant dans une pièce séparée est déterminé par la capacité du manchon d'air. Habituellement, méthode la plus simple réglages - réglage manuel des positions des grilles de ventilation orientables avec contrôle de la température par thermomètre.

Enfin, au cas où nous parlons d'un système de chauffage à sources de chaleur réparties (convecteurs électriques ou à gaz, plancher chauffant électrique, radiateurs infrarouges et climatiseurs), le régime de température requis est simplement réglé sur le thermostat. Tout ce qui vous est demandé est de vous assurer que la puissance thermique maximale des appareils est au niveau de la perte de chaleur maximale de la pièce.

Méthodes de calcul

Cher lecteur, avez-vous une bonne imagination? Imaginons une maison. Que ce soit une maison en rondins d'une poutre de 20 centimètres avec un grenier et un plancher en bois.

Dessinez mentalement et précisez l'image qui est apparue dans ma tête: les dimensions de la partie résidentielle du bâtiment seront égales à 10 * 10 * 3 mètres; dans les murs, nous couperons 8 fenêtres et 2 portes - vers les cours avant et intérieures. Et maintenant plaçons notre maison ... disons, dans la ville de Kondopoga en Carélie, où la température au plus fort du gel peut descendre jusqu'à -30 degrés.

La détermination de la charge thermique sur le chauffage peut être effectuée de plusieurs manières avec une complexité et une fiabilité variables des résultats. Utilisons les trois plus simples.

Méthode 1

Le SNiP actuel nous offre le moyen le plus simple de calculer. Un kilowatt de puissance thermique est prélevé par 10 m2. La valeur résultante est multipliée par le coefficient régional :

• Pour les régions du sud (côte de la mer Noire, Région de Krasnodar) le résultat est multiplié par 0,7 - 0,9.
• Le climat modérément froid des régions de Moscou et de Leningrad forcera l'utilisation d'un coefficient de 1,2-1,3. Il semble que notre Kondopoga tombera dans ce groupe climatique.
• Enfin, pour Extrême Orient régions de l'Extrême-Nord, le coefficient varie de 1,5 pour Novossibirsk à 2,0 pour Oymyakon.

Les instructions de calcul à l'aide de cette méthode sont incroyablement simples :

1. La superficie de la maison est de 10*10=100 m2.
2. La valeur de base de la charge thermique est de 100/10=10 kW.
3. Nous multiplions par le coefficient régional 1,3 et obtenons 13 kilowatts de puissance thermique nécessaires pour maintenir le confort dans la maison.

Cependant : si on utilise une technique aussi simple, il vaut mieux faire une marge d'au moins 20% pour compenser les erreurs et le froid extrême. En fait, il sera indicatif de comparer 13 kW avec des valeurs obtenues par d'autres méthodes.

Méthode 2

Il est clair qu'avec la première méthode de calcul, les erreurs seront énormes :

• La hauteur des plafonds dans les différents bâtiments varie considérablement. Compte tenu du fait que nous ne devons pas chauffer une surface, mais un certain volume, et avec le chauffage par convection, l'air chaud est collecté sous le plafond - un facteur important.
• Les fenêtres et les portes laissent entrer plus de chaleur que les murs.
• Enfin, ce serait une erreur flagrante de couper une taille unique appartement de ville(de plus, quel que soit son emplacement à l'intérieur du bâtiment) et une maison privée, qui en dessous, au-dessus et au-delà des murs appartements chaleureux voisins et la rue.

Eh bien, corrigeons la méthode.

• Derrière valeur de base Prenons 40 watts par mètre cube de volume de pièce.
• Pour chaque porte donnant sur la rue, ajoutez 200 watts à la valeur de base. 100 par fenêtre.
• Pour les appartements d'angle et d'extrémité d'un immeuble, nous introduisons un coefficient de 1,2 à 1,3, en fonction de l'épaisseur et du matériau des murs. Nous l'utilisons également pour les sols extrêmes au cas où le sous-sol et le grenier seraient mal isolés. Pour une maison privée, nous multiplions la valeur par 1,5.
• Enfin, nous appliquons les mêmes coefficients régionaux que dans le cas précédent.

Comment va notre maison en Carélie là-bas ?

1. Le volume est de 10*10*3=300 m2.
2. La valeur de base de la puissance thermique est de 300*40=12000 watts.
3. Huit fenêtres et deux portes. 12000+(8*100)+(2*200)=13200 watts.
4. Maison privée. 13200*1.5=19800. Nous commençons à soupçonner vaguement que lors de la sélection de la puissance de la chaudière selon la première méthode, nous devrions geler.
5. Mais il y a quand même un coefficient régional ! 19800*1.3=25740. Au total, nous avons besoin d'une chaudière de 28 kilowatts. La différence avec la première valeur obtenue de manière simple est double.

Cependant : en pratique, une telle puissance ne sera nécessaire que quelques jours de pic de gel. Il est souvent judicieux de limiter la puissance de la source de chaleur principale à une valeur inférieure et d'acheter un chauffage d'appoint (par exemple, une chaudière électrique ou plusieurs convecteurs à gaz).

Méthode 3

Ne vous flattez pas : la méthode décrite est également très imparfaite. Nous avons très conditionnellement pris en compte la résistance thermique des murs et du plafond; le delta de température entre l'air intérieur et l'air extérieur n'est également pris en compte que dans le coefficient régional, c'est-à-dire très approximativement. Le prix de la simplification des calculs est une grosse erreur.

Rappelons que pour maintenir une température constante à l'intérieur du bâtiment, nous devons fournir une quantité d'énergie thermique égale à toutes les pertes par l'enveloppe du bâtiment et la ventilation. Hélas, ici, nous devrons simplifier quelque peu nos calculs, sacrifiant la fiabilité des données. Sinon, les formules résultantes devront prendre en compte trop de facteurs difficiles à mesurer et à systématiser.

La formule simplifiée ressemble à ceci : Q=DT/R, ​​où Q est la quantité de chaleur perdue par 1 m2 de l'enveloppe du bâtiment ; DT est le delta de température entre les températures intérieure et extérieure, et R est la résistance au transfert de chaleur.

Remarque : nous parlons de perte de chaleur à travers les murs, les sols et les plafonds. En moyenne, 40 % supplémentaires de chaleur sont perdus par la ventilation. Dans un souci de simplification des calculs, nous allons calculer les pertes de chaleur à travers l'enveloppe du bâtiment, puis les multiplier simplement par 1,4.

Le delta de température est facile à mesurer, mais où obtenez-vous des données sur la résistance thermique ?

Hélas - uniquement à partir de répertoires. Voici un tableau de quelques solutions courantes.

• Un mur de trois briques (79 centimètres) a une résistance au transfert de chaleur de 0,592 m2 * C / W.
• Un mur de 2,5 briques - 0,502.
• Mur en deux briques - 0,405.
• Mur de briques (25 centimètres) - 0,187.
• Cabane en rondins avec un diamètre de rondin de 25 centimètres - 0,550.
• Le même, mais à partir de bûches d'un diamètre de 20 cm - 0,440.
• Une maison en rondins d'une poutre de 20 centimètres - 0,806.
• Une maison en rondins en bois de 10 cm d'épaisseur - 0,353.
• Mur à ossature de 20 centimètres d'épaisseur avec isolation laine minérale — 0,703.
• Un mur de mousse ou de béton cellulaire d'une épaisseur de 20 centimètres - 0,476.
• Le même, mais avec une épaisseur portée à 30 cm - 0,709.
• Plâtre 3 cm d'épaisseur - 0,035.
• Plafond ou plancher du grenier - 1,43.
• Plancher en bois - 1,85.
• Double porte en bois - 0,21.

Revenons maintenant à notre maison. Quelles options avons-nous?

• Le delta de température au pic de gel sera égal à 50 degrés (+20 à l'intérieur et -30 à l'extérieur).
• La perte de chaleur à travers un mètre carré de plancher sera de 50 / 1,85 (résistance au transfert de chaleur d'un plancher en bois) \u003d 27,03 watts. À travers tout l'étage - 27,03 * 100 \u003d 2703 watts.
• Calculons la perte de chaleur par le plafond : (50/1,43)*100=3497 watts.
• La superficie des murs est de (10*3)*4=120 m2. Comme nos murs sont constitués d'une poutre de 20 cm, le paramètre R est de 0,806. La perte de chaleur à travers les murs est de (50/0,806)*120=7444 watts.
• Ajoutons maintenant les valeurs obtenues : 2703+3497+7444=13644. C'est combien notre maison perdra à travers le plafond, le sol et les murs.

Remarque : afin de ne pas calculer les parts mètres carrés, nous avons négligé la différence de conductivité thermique des murs et des fenêtres avec portes.

• Ajoutez ensuite 40 % de pertes de ventilation. 13644*1.4=19101. Selon ce calcul, une chaudière de 20 kilowatts devrait nous suffire.

Conclusions et résolution de problèmes

Comme vous pouvez le voir, les méthodes disponibles pour calculer la charge thermique de vos propres mains donnent des erreurs très importantes. Heureusement, l'excès de puissance de la chaudière ne fera pas de mal :

• Les chaudières à gaz à puissance réduite fonctionnent pratiquement sans baisse de rendement, et les chaudières à condensation atteignent même le mode le plus économique à charge partielle.
• Il en va de même pour les chauffe-eau solaires.
• Les équipements de chauffage électrique de tout type ont toujours une efficacité de 100% (bien sûr, cela ne s'applique pas aux pompes à chaleur). Souvenez-vous de la physique : toute la puissance non dépensée pour fabriquer travail mécanique(c'est-à-dire le mouvement de la masse contre le vecteur de la gravité) est finalement dépensé en chauffage.

Le seul type de chaudières dont le fonctionnement à une puissance inférieure à la puissance nominale est contre-indiqué est le combustible solide. Le réglage de la puissance en eux est effectué de manière plutôt primitive - en limitant le flux d'air dans le four.

Quel est le résultat?

1. Avec un manque d'oxygène, le carburant ne brûle pas complètement. Plus de cendres et de suie se forment, qui polluent la chaudière, la cheminée et l'atmosphère.
2. La conséquence d'une combustion incomplète est une baisse du rendement de la chaudière. C'est logique: après tout, le combustible quitte souvent la chaudière avant de s'éteindre.

Cependant, même ici, il existe une solution simple et élégante - l'inclusion d'un accumulateur de chaleur dans le circuit de chauffage. Un réservoir calorifugé d'une capacité allant jusqu'à 3000 litres est connecté entre les conduites d'alimentation et de retour, en les ouvrant; dans ce cas, un petit circuit se forme (entre la chaudière et le ballon tampon) et un grand (entre le ballon et les résistances).

Comment fonctionne un tel schéma ?

• Après l'allumage, la chaudière fonctionne à la puissance nominale. Parallèlement, par circulation naturelle ou forcée, son échangeur de chaleur restitue de la chaleur au ballon tampon. Une fois le carburant brûlé, la circulation dans le petit circuit s'arrête.
• Les heures suivantes, le liquide de refroidissement se déplace le long d'un grand circuit. Le ballon tampon restitue progressivement la chaleur accumulée aux radiateurs ou aux planchers chauffés à l'eau.

Conclusion

Comme d'habitude, certains Informations Complémentaires Pour plus d'informations sur la façon dont la charge thermique peut être calculée, voir la vidéo à la fin de l'article. Des hivers chauds !

Le sujet de cet article est de déterminer la charge thermique pour le chauffage et d'autres paramètres qui doivent être calculés. Le matériel s'adresse principalement aux propriétaires de maisons privées, loin de l'ingénierie thermique et ayant besoin des formules et des algorithmes les plus simples.

Alors allons-y.

Notre tâche est d'apprendre à calculer les principaux paramètres de chauffage.

Redondance et calcul précis

Il convient de préciser une subtilité de calculs dès le début : absolument valeurs exactes la perte de chaleur par le sol, le plafond et les murs, que le système de chauffage doit compenser, est presque impossible à calculer. On peut parler seulement de tel ou tel degré de fiabilité des estimations.

La raison en est que trop de facteurs affectent la perte de chaleur :

• Résistance thermique des murs principaux et de toutes les couches de matériaux de finition.
• La présence ou l'absence de ponts froids.
• La rose des vents et l'emplacement de la maison sur le terrain.
• Le travail de ventilation (qui, à son tour, dépend à nouveau de la force et de la direction du vent).
• Le degré d'insolation des fenêtres et des murs.

Il y a aussi bonnes nouvelles. La quasi-totalité des chaudières de chauffage modernes et des systèmes de chauffage distribué (plancher chauffant, convecteurs électriques et à gaz, etc.) sont équipés de thermostats qui mesurent la consommation de chaleur en fonction de la température de la pièce.

D'un point de vue pratique, cela signifie que l'excès de puissance thermique n'affectera que le mode de fonctionnement en chauffage : disons, 5 kWh de chaleur ne seront pas dégagés en une heure de fonctionnement continu avec une puissance de 5 kW, mais en 50 minutes de fonctionnement avec une puissance de 6 kW. Les 10 prochaines minutes, la chaudière ou tout autre appareil de chauffage passera en mode veille, sans consommer d'électricité ni de vecteur énergétique.

Par conséquent: dans le cas du calcul de la charge thermique, notre tâche consiste à déterminer sa valeur minimale admissible.

La seule exception à la règle générale est liée au fonctionnement des chaudières à combustibles solides classiques et est due au fait qu'une diminution de leur puissance thermique est associée à une forte baisse de rendement due à une combustion incomplète du combustible. Le problème est résolu en installant un accumulateur de chaleur dans le circuit et en étranglant les dispositifs de chauffage avec des têtes thermiques.

La chaudière, après l'allumage, fonctionne à pleine puissance et avec une efficacité maximale jusqu'à ce que le charbon ou le bois de chauffage soit complètement brûlé ; puis la chaleur accumulée par l'accumulateur de chaleur est dosée pour maintenir température optimale dans la chambre.

La plupart des autres paramètres qui doivent être calculés permettent également une certaine redondance. Cependant, plus à ce sujet dans les sections pertinentes de l'article.

Liste des paramètres

Alors, que devons-nous réellement considérer?

• La charge thermique totale pour le chauffage domestique. Elle correspond à la puissance minimale requise de la chaudière ou à la puissance totale des appareils d'un système de chauffage distribué.
• Le besoin de chaleur dans une pièce séparée.
• Le nombre de sections du radiateur sectionnel et la taille du registre correspondant à certaine valeur Energie thermique.

Attention : pour les appareils de chauffage finis (convecteurs, radiateurs à plaques, etc.), les fabricants indiquent généralement la puissance calorifique totale dans la documentation jointe.

• Le diamètre de la canalisation capable de fournir le flux de chaleur nécessaire dans le cas du chauffage de l'eau.
• Choix pompe de circulation, qui met en mouvement le liquide de refroidissement dans le circuit avec les paramètres donnés.
• La taille vase d'expansion, qui compense la dilatation thermique du liquide de refroidissement.

Passons aux formules.

L'un des principaux facteurs affectant sa valeur est le degré d'isolation de la maison. Le SNiP 23-02-2003, qui réglemente la protection thermique des bâtiments, normalise ce facteur, en dérivant les valeurs recommandées de résistance thermique des structures enveloppantes pour chaque région du pays.

Nous donnerons deux façons d'effectuer les calculs: pour les bâtiments conformes au SNiP 23-02-2003 et pour les maisons à résistance thermique non normalisée.

Résistance thermique normalisée

L'instruction pour calculer la puissance thermique dans ce cas ressemble à ceci:

• La valeur de base est de 60 watts pour 1 m3 du volume total (y compris les murs) de la maison.
• Pour chacune des fenêtres, 100 watts de chaleur supplémentaires sont ajoutés à cette valeur.. Pour chaque porte donnant sur la rue - 200 watts.

• Un coefficient supplémentaire est utilisé pour compenser les pertes qui augmentent dans les régions froides.

Faisons, à titre d'exemple, un calcul pour une maison de 12 * 12 * 6 mètres avec douze fenêtres et deux portes donnant sur la rue, située à Sébastopol (la température moyenne en janvier est de + 3C).

1. Le volume chauffé est de 12*12*6=864 mètres cubes.
2. La puissance thermique de base est de 864*60=51840 watts.
3. Les fenêtres et les portes l'augmenteront légèrement : 51840+(12*100)+(2*200)=53440.
4. Le climat exceptionnellement doux dû à la proximité de la mer nous obligera à utiliser un facteur régional de 0,7. 53440 * 0,7 = 37408 W. C'est sur cette valeur que vous pouvez vous concentrer.

Résistance thermique non évaluée

Que faire si la qualité de l'isolation de la maison est sensiblement meilleure ou moins bonne que celle recommandée ? Dans ce cas, pour estimer la charge thermique, vous pouvez utiliser une formule telle que Q=V*Dt*K/860.

Dans celui-ci :

• Q est la puissance thermique chère en kilowatts.
• V - volume chauffé en mètres cubes.
• Dt est la différence de température entre la rue et la maison. Habituellement, un delta est pris entre la valeur recommandée par SNiP pour espaces intérieurs(+18 - +22С) et le minimum moyen de température extérieure au cours du mois le plus froid de ces dernières années.

Précisons : il est en principe plus correct de compter sur un minimum absolu ; cependant, cela entraînera des coûts excessifs pour la chaudière et les appareils de chauffage, dont la pleine capacité ne sera requise qu'une fois toutes les quelques années. Le prix d'une légère sous-estimation des paramètres calculés est une légère baisse de la température dans la pièce au plus fort du froid, qu'il est facile de compenser en allumant des radiateurs supplémentaires.

• K est le coefficient d'isolation, qui peut être extrait du tableau ci-dessous. Les valeurs de coefficient intermédiaires sont dérivées par approximation.

Répétons les calculs pour notre maison à Sébastopol, en précisant que ses murs sont en maçonnerie de 40 cm d'épaisseur de coquillage (roche sédimentaire poreuse) sans finition extérieure, et le vitrage est constitué de fenêtres à double vitrage à une chambre.

1. On prend le coefficient d'isolation égal à 1,2.
2. Nous avons calculé le volume de la maison plus tôt; elle est égale à 864 m3.
3. Nous prendrons la température interne égale au SNiP recommandé pour les régions avec une température de pointe inférieure au-dessus de -31C - +18 degrés. Les informations sur le minimum moyen seront aimablement fournies par l'encyclopédie Internet de renommée mondiale: elle est égale à -0,4C.
4. Le calcul ressemblera donc à Q \u003d 864 * (18 - -0,4) * 1,2 / 860 \u003d 22,2 kW.

Comme vous pouvez facilement le voir, le calcul a donné un résultat qui diffère de celui obtenu par le premier algorithme d'une fois et demie. La raison, tout d'abord, est que le minimum moyen que nous utilisons diffère nettement du minimum absolu (environ -25 ° C). Une augmentation du delta de température d'une fois et demie augmentera la demande de chaleur estimée du bâtiment exactement du même nombre de fois.

gigacalories

Pour calculer la quantité d'énergie thermique reçue par un bâtiment ou une pièce, ainsi que les kilowattheures, une autre valeur est utilisée - gigacalorie. Il correspond à la quantité de chaleur nécessaire pour chauffer 1000 tonnes d'eau de 1 degré à une pression de 1 atmosphère.

Comment convertir des kilowatts de puissance thermique en gigacalories de chaleur consommées ? C'est simple : un gigacalorie équivaut à 1162,2 kWh. Ainsi, avec une puissance crête d'une source de chaleur de 54 kW, la charge calorifique horaire maximale sera de 54/1162,2=0,046 Gcal*h.

Utile : pour chaque région du pays, les autorités locales normalisent la consommation de chaleur en gigacalories par mètre carré de surface au cours du mois. La valeur moyenne pour la Fédération de Russie est de 0,0342 Gcal/m2 par mois.

Salle

Comment calculer la demande de chaleur pour une pièce séparée? Les mêmes schémas de calcul sont utilisés ici que pour la maison dans son ensemble, avec un seul amendement. Si une pièce chauffée sans ses propres appareils de chauffage jouxte la pièce, elle est incluse dans le calcul.

Ainsi, si un couloir mesurant 1,2 * 4 * 3 mètres jouxte une pièce mesurant 4 * 5 * 3 mètres, la puissance thermique du radiateur est calculée pour un volume de 4 * 5 * 3 + 1,2 * 4 * 3 \u003d 60 + 14, 4=74,4 m3.

Appareils de chauffage

Radiateurs sectionnels

Dans le cas général, les informations sur le flux de chaleur par section peuvent toujours être trouvées sur le site Web du fabricant.

S'il est inconnu, vous pouvez vous concentrer sur les valeurs approximatives suivantes :

• Section en fonte - 160 watts.
• Section bimétallique - 180 W.
• Section en aluminium - 200W.

Comme toujours, il y a un certain nombre de subtilités. Avec un raccordement latéral d'un radiateur à 10 sections ou plus, l'écart de température entre les sections les plus proches de l'entrée et de l'extrémité sera très important.

Cependant: l'effet sera annulé si les eye-liners sont connectés en diagonale ou de bas en bas.

De plus, généralement les fabricants d'appareils de chauffage indiquent la puissance pour un delta de température bien précis entre le radiateur et l'air, égal à 70 degrés. Dépendance flux de chaleur de Dt est linéaire : si la batterie est 35 degrés plus chaude que l'air, la puissance thermique de la batterie sera exactement la moitié de la valeur déclarée.

Disons, à une température de l'air dans la pièce égale à + 20C, et une température du liquide de refroidissement de + 55C, la puissance de la section en aluminium taille standard sera égal à 200/(70/35)=100 watts. Pour fournir une puissance de 2 kW, il faut 2000/100=20 sections.

Registres

Les registres faits maison se distinguent dans la liste des appareils de chauffage.

Sur la photo - le registre de chauffage.

Les fabricants, pour des raisons évidentes, ne peuvent pas spécifier leur puissance calorifique ; cependant, il est facile de le calculer vous-même.

• Pour la première section du registre ( tuyau horizontal dimensions connues) la puissance est égale au produit de son diamètre extérieur et de sa longueur en mètres, du delta de température entre le liquide de refroidissement et l'air en degrés et d'un coefficient constant de 36,5356.
• Pour les sections suivantes situées dans le flux ascendant d'air chaud, un facteur supplémentaire de 0,9 est utilisé.

Prenons un autre exemple - calculez la valeur du flux de chaleur pour un registre à quatre rangées avec un diamètre de section de 159 mm, une longueur de 4 mètres et une température de 60 degrés dans une pièce avec une température interne de + 20C.

1. Le delta de température dans notre cas est de 60-20=40C.
2. Convertir le diamètre du tuyau en mètres. 159 mm = 0,159 m.
3. Nous calculons la puissance thermique de la première section. Q \u003d 0,159 * 4 * 40 * 36,5356 \u003d 929,46 watts.
4. Pour chaque section suivante, la puissance sera égale à 929,46 * 0,9 = 836,5 watts.
5. La puissance totale sera de 929,46 + (836,5 * 3) \u003d 3500 watts (arrondis).

Diamètre de canalisation

Comment déterminer la valeur minimale du diamètre intérieur du tuyau de remplissage ou du tuyau d'alimentation du réchauffeur? N'entrons pas dans la jungle et utilisons un tableau contenant des résultats prêts à l'emploi pour la différence entre l'alimentation et le retour de 20 degrés. Cette valeur est typique des systèmes autonomes.

Le débit maximal du liquide de refroidissement ne doit pas dépasser 1,5 m/s pour éviter le bruit ; le plus souvent ils sont guidés par une vitesse de 1 m/s.

Diamètre intérieur, mm	Puissance thermique du circuit, W au débit, m/s
	0,6	0,8	1
8	2450	3270	4090
10	3830	5110	6390
12	5520	7360	9200
15	8620	11500	14370
20	15330	20440	25550
25	23950	31935	39920
32	39240	52320	65400
40	61315	81750	102190
50	95800	127735	168670

Disons que pour une chaudière de 20 kW, le minimum diamètre intérieur le remplissage à un débit de 0,8 m/s sera égal à 20 mm.

Attention : le diamètre intérieur est proche du DN (diamètre nominal). Les tuyaux en plastique et en métal-plastique sont généralement marqués d'un diamètre extérieur supérieur de 6 à 10 mm au diamètre intérieur. Ainsi, un tuyau en polypropylène d'une taille de 26 mm a un diamètre intérieur de 20 mm.

Pompe de circulation

Deux paramètres de la pompe sont importants pour nous : sa pression et ses performances. Dans une maison particulière, pour toute longueur raisonnable de circuit, la pression minimale de 2 mètres (0,2 kgf/cm2) pour les pompes les moins chères est tout à fait suffisante : c'est cette valeur du différentiel qui fait circuler le système de chauffage Tours d'appartements.

La performance requise est calculée par la formule G=Q/(1.163*Dt).

Dans celui-ci :

• G - productivité (m3 / h).
• Q est la puissance du circuit dans lequel la pompe est installée (KW).
• Dt est la différence de température entre les conduites directes et de retour en degrés (dans un système autonome, Dt = 20С est typique).

Pour un circuit avec une charge thermique de 20 kilowatts, à un delta de température standard, la capacité calculée sera de 20 / (1,163 * 20) \u003d 0,86 m3 / h.

Vase d'expansion

L'un des paramètres à calculer pour un système autonome est le volume du vase d'expansion.

Le calcul exact est basé sur une série assez longue de paramètres :

• Température et type de liquide de refroidissement. Le coefficient de dilatation dépend non seulement du degré d'échauffement des batteries, mais aussi de ce dont elles sont remplies : les mélanges eau-glycol se dilatent davantage.
• La pression de travail maximale dans le système.
• La pression de charge du ballon, elle-même fonction de la pression hydrostatique du circuit (hauteur du point haut du circuit au-dessus du vase d'expansion).

Il y a cependant une mise en garde qui simplifie grandement le calcul. Si la sous-estimation du volume du réservoir conduira à meilleur casà un fonctionnement permanent soupape de sécurité, et au pire - à la destruction du circuit, alors son excès de volume ne fera rien de mal.

C'est pourquoi un réservoir avec un déplacement égal à 1/10 de la quantité totale de liquide de refroidissement dans le système est généralement utilisé.

Astuce : pour connaître le volume du contour, il suffit de le remplir d'eau et de le verser dans une coupelle doseuse.

Conclusion

Nous espérons que les schémas de calcul ci-dessus simplifieront la vie du lecteur et lui éviteront de nombreux problèmes. Comme à son habitude, la vidéo jointe à l'article offrira des informations supplémentaires à son attention.

La convivialité et le confort d'un logement ne commencent pas par le choix du mobilier, de la décoration et apparence en général. Ils commencent par la chaleur que le chauffage fournit. Et il ne suffit pas d'acheter une chaudière de chauffage coûteuse () et des radiateurs de haute qualité pour cela - vous devez d'abord concevoir un système qui maintiendra la température optimale dans la maison. Mais pour obtenir un bon résultat, vous devez comprendre quoi et comment faire, quelles sont les nuances et comment elles affectent le processus. Dans cet article, vous apprendrez à connaître notions de baseà propos de ce cas - quels sont les systèmes de chauffage, comment ils sont effectués et quels facteurs les affectent.

Pourquoi le calcul thermique est-il nécessaire ?

Certains propriétaires de maisons privées ou ceux qui vont juste les construire se demandent s'il y a un intérêt dans le calcul thermique du système de chauffage ? Après tout, nous parlons d'une simple maison de campagne, et non d'un immeuble à appartements ou entreprise industrielle. Il semblerait qu'il suffirait d'acheter une chaudière, d'installer des radiateurs et d'y faire passer des tuyaux. D'une part, ils ont partiellement raison - pour les ménages privés, le calcul du système de chauffage n'est pas un problème aussi critique que pour locaux industriels ou des complexes résidentiels à logements multiples. D'un autre côté, il y a trois raisons pour lesquelles un tel événement vaut la peine d'être organisé. , vous pouvez lire dans notre article.

1. Le calcul thermique simplifie grandement les processus bureaucratiques associés à la gazéification d'une maison privée.
2. La détermination de la puissance nécessaire au chauffage de la maison permet de sélectionner une chaudière de chauffage aux performances optimales. Vous ne paierez pas trop cher caractéristiques redondantes produits et ne subira pas les désagréments dus au fait que la chaudière n'est pas assez puissante pour votre habitation.
3. Le calcul thermique vous permet de sélectionner plus précisément les tuyaux, vannes d'arrêt et autres équipements pour le système de chauffage d'une maison privée. Et au final, tous ces produits plutôt chers fonctionneront aussi longtemps que prévu dans leur conception et leurs caractéristiques.

Données initiales pour le calcul thermique du système de chauffage

Avant de commencer à calculer et à travailler avec des données, vous devez les obtenir. Ici pour ces propriétaires maisons de campagne qui n'ont pas été impliqués auparavant les activités du projet, le premier problème se pose - à quelles caractéristiques devez-vous faire attention. Pour votre commodité, ils sont résumés dans une petite liste ci-dessous.

1. Superficie du bâtiment, hauteur sous plafond et volume intérieur.
2. Le type de bâtiment, la présence de bâtiments adjacents.
3. Les matériaux utilisés dans la construction du bâtiment - de quoi et comment sont faits le sol, les murs et le toit.
4. Le nombre de fenêtres et de portes, leur équipement, leur degré d'isolation.
5. À quelles fins certaines parties du bâtiment seront-elles utilisées - où seront situées la cuisine, la salle de bain, le salon, les chambres et où - les locaux non résidentiels et techniques.
6. La durée de la saison de chauffage, la température minimale moyenne pendant cette période.
7. "Rose des vents", la présence d'autres bâtiments à proximité.
8. La zone où une maison a déjà été construite ou est sur le point d'être construite.
9. Température ambiante préférée pour les résidents.
10. Emplacement des points de raccordement à l'eau, au gaz et à l'électricité.

Calcul de la puissance du système de chauffage par surface d'habitation

L'un des moyens les plus rapides et les plus faciles à comprendre pour déterminer la puissance d'un système de chauffage consiste à calculer en fonction de la surface de la pièce. Une méthode similaire est largement utilisée par les vendeurs de chaudières et de radiateurs de chauffage. Le calcul de la puissance du système de chauffage par zone se produit en plusieurs étapes simples.

Étape 1. Selon le plan ou le bâtiment déjà construit, la surface intérieure du bâtiment en mètres carrés est déterminée.

Étape 2 Le chiffre obtenu est multiplié par 100-150 - c'est-à-dire combien de watts de la puissance totale du système de chauffage sont nécessaires pour chaque m 2 de logement.

Étape 3 Ensuite, le résultat est multiplié par 1,2 ou 1,25 - cela est nécessaire pour créer une réserve de marche afin que le système de chauffage puisse maintenir une température confortable dans la maison même lors des gelées les plus sévères.

Étape 4 Le chiffre final est calculé et enregistré - la puissance du système de chauffage en watts, nécessaire pour chauffer un logement particulier. A titre d'exemple, pour maintenir une température confortable dans une maison particulière d'une superficie de 120 m 2 , environ 15 000 W seront nécessaires.

Conseils! Dans certains cas, les propriétaires de chalets divisent la zone intérieure du logement en la partie qui a besoin d'un chauffage sérieux et celle pour laquelle cela n'est pas nécessaire. En conséquence, différents coefficients sont utilisés pour eux - par exemple, pour les salons, il est de 100 et pour les locaux techniques - 50-75.

Étape 5 Selon les données calculées déjà déterminées, un modèle spécifique de la chaudière de chauffage et des radiateurs est sélectionné.

Il faut comprendre que le seul avantage de cette méthode de calcul thermique du système de chauffage est la rapidité et la simplicité. Cependant, la méthode présente de nombreux inconvénients.

1. Manque de considération du climat dans la zone de construction des logements - pour Krasnodar, un système de chauffage d'une puissance de 100 W par mètre carré sera clairement redondant. Et pour le Grand Nord, ce n'est peut-être pas suffisant.
2. Le manque de considération de la hauteur des locaux, du type de murs et de sols à partir desquels ils sont construits - toutes ces caractéristiques affectent sérieusement le niveau des pertes de chaleur possibles et, par conséquent, la puissance requise du système de chauffage de la maison.
3. La méthode même de calcul du système de chauffage en termes de puissance a été développée à l'origine pour les grands locaux industriels et les immeubles d'habitation. Par conséquent, pour un cottage séparé, ce n'est pas correct.
4. Manque de comptabilisation du nombre de fenêtres et de portes donnant sur la rue, et pourtant chacun de ces objets est une sorte de "pont froid".

Alors est-il judicieux d'appliquer le calcul du système de chauffage par surface? Oui, mais seulement à titre d'estimation préliminaire, vous permettant d'avoir au moins une idée de la question. Pour obtenir des résultats meilleurs et plus précis, vous devez vous tourner vers des techniques plus complexes.

Imaginez la méthode suivante pour calculer la puissance d'un système de chauffage - elle est également assez simple et compréhensible, mais en même temps, elle a une plus grande précision du résultat final. Dans ce cas, la base des calculs n'est pas la superficie de la pièce, mais son volume. De plus, le calcul prend en compte le nombre de fenêtres et de portes dans le bâtiment, le niveau moyen de gel à l'extérieur. Imaginer petit exemple application d'une méthode similaire - il y a une maison avec une superficie totale 80 m 2, dont les pièces ont une hauteur de 3 m.Le bâtiment est situé dans la région de Moscou. Au total, il y a 6 fenêtres et 2 portes donnant sur l'extérieur. Le calcul de la puissance du système thermique ressemblera à ceci. "Comment faire , vous pouvez lire dans notre article".

Étape 1. Le volume du bâtiment est déterminé. Il peut s'agir de la somme de chaque pièce individuelle ou chiffre total. Dans ce cas, le volume est calculé comme suit - 80 * 3 \u003d 240 m 3.

Étape 2 Le nombre de fenêtres et le nombre de portes donnant sur la rue sont comptés. Prenons les données de l'exemple - 6 et 2, respectivement.

Étape 3 Un coefficient est déterminé en fonction de la zone dans laquelle se trouve la maison et de la quantité très froid.

Table. Valeurs des coefficients régionaux pour le calcul de la puissance de chauffage en volume.

Puisque dans l'exemple, nous parlons d'une maison construite dans la région de Moscou, le coefficient régional aura une valeur de 1,2.

Étape 4 Pour les chalets privés indépendants, la valeur du volume du bâtiment déterminée lors de la première opération est multipliée par 60. Nous effectuons le calcul - 240 * 60 = 14 400.

Étape 5 Ensuite, le résultat du calcul de l'étape précédente est multiplié par le coefficient régional : 14 400 * 1,2 = 17 280.

Étape 6 Le nombre de fenêtres de la maison est multiplié par 100, le nombre de portes donnant sur l'extérieur par 200. Les résultats sont résumés. Les calculs dans l'exemple ressemblent à ceci - 6*100 + 2*200 = 1000.

Étape 7 Les nombres obtenus à la suite des cinquième et sixième étapes sont additionnés : 17 280 + 1 000 = 18 280 W. Il s'agit de la capacité du système de chauffage nécessaire pour maintenir la température optimale dans le bâtiment dans les conditions indiquées ci-dessus.

Il faut comprendre que le calcul du système de chauffage en volume n'est pas non plus absolument précis - les calculs ne tiennent pas compte du matériau des murs et du sol du bâtiment et de leurs propriétés d'isolation thermique. De plus, aucune correction n'est apportée pour aération naturelle caractéristique de toute maison.

Saisissez les informations demandées et cliquez sur
« CALCULER LE VOLUME DE TRANSPORTEUR DE CHALEUR »

CHAUDIÈRE

Le volume de l'échangeur de chaleur de la chaudière, litres (valeur de passeport)

VASE D'EXPANSION

Volume du vase d'expansion, litres

APPAREILS OU SYSTÈMES D'ÉCHANGEUR DE CHALEUR

Radiateurs sectionnels pliables

Type de radiateur :

Nombre total de sections

Radiateurs et convecteurs non séparables

Le volume de l'appareil selon le passeport

Nombre d'appareils

Sol chaud

Type et diamètre de tuyau

Longueur totale des contours

CONDUITES CIRCUIT CHAUFFAGE (aller + retour)

Tubes d'acier VGP

Ø ½", mètres

Ø ¾ ", mètres

Ø 1", mètres

Ø 1¼", mètres

Ø 1½", mètres

Ø 2", mètres

renforcé tuyaux en polypropylène

Ø 20 mm, mètres

Ø 25 mm, mètres

Ø 32 mm, mètres

Ø 40 mm, mètres

Ø 50 mm, mètres

Tuyaux en métal-plastique

Ø 20 mm, mètres

Ø 25 mm, mètres

Ø 32 mm, mètres

Ø 40 mm, mètres

DISPOSITIFS SUPPLÉMENTAIRES ET DISPOSITIFS DU SYSTÈME DE CHAUFFAGE (accumulateur de chaleur, flèche hydraulique, collecteur, échangeur de chaleur et autres)

Disponibilité d'appareils et d'appareils supplémentaires :

Volume total éléments supplémentaires systèmes

Vidéo - Calcul de la puissance thermique des systèmes de chauffage

Calcul thermique du système de chauffage - instructions étape par étape

Allons vite et des moyens simples calcul à une méthode plus complexe et précise qui prend en compte divers facteurs et caractéristiques du logement pour lequel le système de chauffage est conçu. La formule utilisée est similaire dans son principe à celle utilisée pour le calcul de la surface, mais complétée par un grand nombre de facteurs de correction, chacun reflétant l'un ou l'autre facteur ou caractéristique du bâtiment.

Q \u003d 1,2 * 100 * S * K 1 * K 2 * K 3 * K 4 * K 5 * K 6 * K 7

Analysons maintenant les composants de cette formule séparément. Q - le résultat final des calculs, la puissance requise du système de chauffage. Dans ce cas, il est présenté en watts, si vous le souhaitez, vous pouvez le convertir en kWh. , vous pouvez lire dans notre article.

Et 1,2 est le rapport de réserve de marche. Il est conseillé d'en tenir compte lors des calculs - vous pouvez alors être sûr que la chaudière de chauffage vous fournira une température confortable dans la maison, même lors des gelées les plus sévères à l'extérieur de la fenêtre.

Vous pouviez voir le nombre 100 plus tôt - c'est le nombre de watts nécessaires pour chauffer un mètre carré d'un salon. S'il s'agit de locaux non résidentiels, garde-manger, etc. - il peut être changé vers le bas. De plus, ce chiffre est souvent ajusté en fonction des préférences personnelles du propriétaire de la maison - quelqu'un est à l'aise dans une pièce «chauffée» et très chaude, quelqu'un préfère la fraîcheur, alors pourrait vous convenir.

S est l'aire de la pièce. Il est calculé sur la base du plan de construction ou des locaux déjà préparés.

Passons maintenant directement aux facteurs de correction. K 1 prend en compte la conception des fenêtres utilisées dans une pièce particulière. Plus la valeur est élevée, plus la perte de chaleur est élevée. Pour le verre simple le plus simple, K 1 est de 1,27, pour les doubles et triples vitrages - 1 et 0,85, respectivement.

K 2 prend en compte le facteur de pertes d'énergie thermique à travers les murs du bâtiment. La valeur dépend du matériau dont ils sont faits et s'ils ont une couche d'isolation thermique.

Certains des exemples de ce facteur sont donnés dans la liste suivante :

• pose en deux briques avec une couche d'isolation thermique de 150 mm - 0,85;
• béton mousse - 1;
• pose en deux briques sans isolation thermique - 1,1 ;
• pose d'une brique et demie sans isolation thermique - 1,5;
• mur de la cabane en rondins - 1,25 ;
• mur en béton sans isolation - 1.5.

K 3 montre le rapport de la surface des fenêtres à la surface de la pièce. Évidemment, plus ils sont nombreux, plus la perte de chaleur est élevée, car chaque fenêtre est un «pont froid», et ce facteur ne peut pas être complètement éliminé même pour les fenêtres à triple vitrage de la plus haute qualité avec une excellente isolation. Les valeurs de ce coefficient sont données dans le tableau ci-dessous.

Table. Facteur de correction pour le rapport de la surface des fenêtres à la surface de la pièce.

Le rapport entre la surface de la fenêtre et la surface au sol dans la pièce	La valeur du coefficient K3
10%	0,8
20%	1,0
30%	1,2
40%	1,4
50%	1,5

À la base, K 4 est similaire au coefficient régional qui a été utilisé dans le calcul thermique du système de chauffage en termes de volume de logement. Mais dans ce cas, elle n'est pas liée à une zone particulière, mais à la température minimale moyenne du mois le plus froid de l'année (généralement janvier est choisi pour cela). En conséquence, plus ce coefficient est élevé, plus il faudra d'énergie pour les besoins de chauffage - il est beaucoup plus facile de réchauffer une pièce à -10°С qu'à -25°С.

Toutes les valeurs de K 4 sont données ci-dessous :

• jusqu'à -10°C - 0,7 ;
• -10°С - 0,8 ;
• -15°С - 0,9 ;
• -20°С - 1,0 ;
• -25°С - 1,1 ;
• -30°C - 1,2 ;
• -35°С - 1,3 ;
• en dessous de -35°С - 1,5.

Le coefficient suivant K 5 tient compte du nombre de murs de la pièce qui sortent. Si c'est un, sa valeur est 1, pour deux - 1,2, pour trois - 1,22, pour quatre - 1,33.

Important! Dans une situation où le calcul thermique est appliqué à toute la maison à la fois, K 5 est utilisé, égal à 1,33. Mais la valeur du coefficient peut diminuer si une grange ou un garage chauffé est attenant au chalet.

Passons aux deux derniers facteurs de correction. K 6 prend en compte ce qui se trouve au-dessus de la pièce - un sol résidentiel et chauffé (0,82), un grenier isolé (0,91) ou un grenier froid (1).

K 7 corrige les résultats du calcul en fonction de la hauteur de la pièce :

• pour une pièce d'une hauteur de 2,5 m - 1;
• 3 m - 1,05 ;
• 5 m - 1,1 ;
• 0 m - 1,15 ;
• 5 mètres - 1,2.

Conseils! Lors du calcul, il convient également de prêter attention à la rose des vents dans la zone où sera située la maison. S'il est constamment sous l'influence du vent du nord, il en faudra un plus puissant.

Le résultat de l'application de la formule ci-dessus sera la puissance requise de la chaudière de chauffage pour une maison privée. Donnons maintenant un exemple de calcul pour cette méthode. Les conditions initiales sont les suivantes.

1. La superficie de la chambre est de 30 m2. Hauteur - 3 m.
2. Les fenêtres à double vitrage sont utilisées comme fenêtres, leur surface par rapport à celle de la pièce est de 20%.
3. Type de mur - pose en deux briques sans couche d'isolation thermique.
4. Le minimum moyen de janvier pour la zone où se trouve la maison est de -25°C.
5. La chambre est une pièce d'angle dans le chalet, donc, deux murs sortent.
6. Au-dessus de la pièce se trouve un grenier isolé.

La formule pour le calcul thermique de la puissance du système de chauffage ressemblera à ceci:

Q=1.2*100*30*1*1.1*1*1.1*1.2*0.91*1.02=4852W

Schéma bitube du câblage inférieur du système de chauffage

Important! Un logiciel spécial aidera à accélérer et à simplifier considérablement le processus de calcul du système de chauffage.

Après avoir effectué les calculs décrits ci-dessus, il est nécessaire de déterminer combien de radiateurs et avec quel nombre de sections seront nécessaires pour chaque pièce individuelle. Il existe un moyen simple de les compter.

Étape 1. Le matériau à partir duquel les radiateurs de la maison seront fabriqués est déterminé. Il peut s'agir d'acier, de fonte, d'aluminium ou d'un composite bimétallique.

Étape 3 Des modèles de radiateurs sont sélectionnés qui conviennent au propriétaire d'une maison privée en termes de coût, de matériau et de certaines autres caractéristiques.

Étape 4 Basé documentation technique, qui peut être trouvé sur le site Web du fabricant ou du vendeur de radiateurs, détermine la puissance produite par chaque section de la batterie.

Étape 5 La dernière étape consiste à diviser la puissance requise pour le chauffage des locaux par la puissance générée par une section distincte du radiateur.

Sur ce point, la connaissance des connaissances de base du calcul thermique du système de chauffage et des méthodes de sa mise en œuvre peut être considérée comme complète. Pour plus d'informations, il est conseillé de se référer à la littérature spécialisée. Il sera également utile de vous familiariser avec documents normatifs, comme SNiP 41-01-2003.

SNiP 41-01-2003. Chauffage, ventilation et air conditionné. Télécharger le fichier (cliquez sur le lien pour ouvrir le fichier PDF dans une nouvelle fenêtre).

La charge thermique fait référence à la quantité d'énergie thermique nécessaire pour maintenir une température confortable dans une maison, un appartement ou une pièce séparée. La charge de chauffage horaire maximale est la quantité de chaleur nécessaire pour maintenir une performance normalisée pendant une heure dans les conditions les plus défavorables.

Facteurs affectant la charge thermique

• Matériau et épaisseur du mur. Par exemple, un mur de briques de 25 centimètres et un mur de béton cellulaire de 15 centimètres sont capables de laisser passer une quantité de chaleur différente.
• Matériau et structure du toit. Par exemple, la perte de chaleur toit plat des dalles en béton armé sont sensiblement différentes de la perte de chaleur d'un grenier isolé.
• Ventilation. La perte d'énergie thermique avec l'air extrait dépend des performances du système de ventilation, de la présence ou non d'un système de récupération de chaleur.
• Zone de vitrage. Les fenêtres perdent plus d'énergie calorifique que les murs pleins.
• Le niveau d'ensoleillement dans différentes régions. Elle est déterminée par le degré d'absorption de la chaleur solaire par les revêtements extérieurs et l'orientation des plans des bâtiments par rapport aux points cardinaux.
• Différence de température entre l'extérieur et l'intérieur. Il est déterminé par le flux de chaleur à travers les structures enveloppantes dans des conditions de résistance constante au transfert de chaleur.

Répartition de la charge thermique

Avec le chauffage de l'eau, la puissance calorifique maximale de la chaudière doit être égale à la somme de la puissance calorifique de tous les appareils de chauffage de la maison. Pour la distribution d'appareils de chauffage influencé par les facteurs suivants :

• Salons au milieu de la maison - 20 degrés;
• Salons d'angle et d'extrémité - 22 degrés. Dans le même temps, en raison de la température plus élevée, les murs ne gèlent pas;
• Cuisine - 18 degrés, car elle possède ses propres sources de chaleur - cuisinières à gaz ou électriques, etc.
• Salle de bain - 25 degrés.

Avec le chauffage à air, le flux de chaleur qui pénètre dans une pièce séparée dépend du débit du manchon d'air. Souvent, le moyen le plus simple de le régler est de régler manuellement la position des grilles de ventilation avec contrôle de la température.

Dans un système de chauffage où une source de chaleur distributive est utilisée (convecteurs, plancher chauffant, radiateurs électriques, etc.), le mode de température requis est réglé sur le thermostat.

Méthodes de calcul

Pour déterminer la charge thermique, il existe plusieurs méthodes qui ont une complexité de calcul et une fiabilité des résultats différentes. Voici trois des plus techniques simples calcul de la charge thermique.

Méthode #1

Selon le SNiP actuel, il existe une méthode simple pour calculer la charge thermique. 1 kilowatt de puissance thermique est prélevé par 10 mètres carrés. Ensuite, les données obtenues sont multipliées par le coefficient régional :

• Les régions du sud ont un coefficient de 0,7-0,9 ;
• Pour un climat modérément froid (Moscou et Région de Léningrad) le coefficient est de 1,2-1,3 ;
• Extrême-Orient et régions de l'Extrême-Nord : pour Novossibirsk à partir de 1,5 ; pour Oymyakon jusqu'à 2.0.

Exemple de calcul :

1. La superficie du bâtiment (10*10) est égale à 100 mètres carrés.
2. La charge thermique de base est de 100/10=10 kilowatts.
3. Cette valeur est multipliée par un coefficient régional de 1,3, ce qui donne 13 kW de puissance thermique, nécessaire pour maintenir une température confortable dans la maison.

Noter! Si vous utilisez cette technique pour déterminer la charge thermique, vous devez toujours envisager une marge de 20 % pour compenser les erreurs et le froid extrême.

Méthode #2

La première façon de déterminer la charge thermique comporte de nombreuses erreurs :

• Divers bâtiments ont hauteur différente plafonds. Etant donné que ce n'est pas la surface qui est chauffée, mais le volume, ce paramètre est très important.
• Plus de chaleur passe par les portes et les fenêtres que par les murs.
• Il est impossible de comparer un appartement en ville avec une maison privée, où d'en bas, au-dessus et derrière les murs, il n'y a pas d'appartements, mais une rue.

Correction de la méthode :

• La charge thermique de base est de 40 watts pour 1 mètre cube volume de la chambre.
• Chaque porte donnant sur l'extérieur ajoute 200 watts à la charge thermique de base, chaque fenêtre ajoute 100 watts.
• Les appartements d'angle et d'extrémité d'un immeuble ont un coefficient de 1,2-1,3, qui est affecté par l'épaisseur et le matériau des murs. Une maison individuelle a un coefficient de 1,5.
• Les coefficients régionaux sont égaux: pour les régions centrales et la partie européenne de la Russie - 0,1-0,15; pour les régions du Nord - 0,15-0,2 ; pour les régions du sud - 0,07-0,09 kW / m².

Exemple de calcul :

Méthode #3

Ne vous flattez pas - la deuxième méthode de calcul de la charge thermique est également très imparfaite. Il prend très conditionnellement en compte la résistance thermique du plafond et des murs; différence de température entre l'air extérieur et l'air intérieur.

Il convient de noter que pour maintenir une température constante à l'intérieur de la maison, il faut une telle quantité d'énergie thermique qui sera égale à toutes les pertes par système de ventilation et dispositifs de protection. Cependant, dans cette méthode, les calculs sont simplifiés, car il est impossible de systématiser et de mesurer tous les facteurs.

Pour la perte de chaleur le matériau du mur affecte– 20 à 30 % de perte de chaleur. 30 à 40 % passent par la ventilation, 10 à 25 % par le toit, 15 à 25 % par les fenêtres, 3 à 6 % par le sol au sol.

Pour simplifier les calculs de charge thermique, les pertes de chaleur à travers les dispositifs de fermeture sont calculées, puis cette valeur est simplement multipliée par 1,4. Le delta de température est facile à mesurer, mais vous ne pouvez prendre des données sur la résistance thermique que dans des ouvrages de référence. Ci-dessous sont quelques-uns populaires valeurs de résistance thermique :

• La résistance thermique d'un mur à trois briques est de 0,592 m2 * C / W.
• Un mur de 2,5 briques vaut 0,502.
• Murs en 2 briques est égal à 0,405.
• Les murs en une brique (épaisseur 25 cm) sont égaux à 0,187.
• Cabane en rondins, où le diamètre de la bûche est de 25 cm - 0,550.
• Cabane en rondins, où le diamètre de la bûche est de 20 centimètres - 0,440.
• Maison en rondins, où l'épaisseur de la maison en rondins est de 20 cm - 0,806.
• Maison en rondins, où l'épaisseur est de 10 cm - 0,353.
• Mur à ossature dont l'épaisseur est de 20 cm, isolé avec de la laine minérale - 0,703.
• Murs en béton cellulaire dont l'épaisseur est de 20 cm - 0,476.
• Murs en béton cellulaire dont l'épaisseur est de 30 cm - 0,709.
• Plâtre dont l'épaisseur est de 3 cm - 0,035.
• Plafond ou plancher du grenier - 1,43.
• Plancher en bois - 1,85.
• Double porte en bois – 0,21.

Exemple de calcul :

Conclusion

Comme le montrent les calculs, les méthodes de détermination de la charge thermique avoir des erreurs importantes. Heureusement, un indicateur de puissance excessive de la chaudière ne nuira pas :

• Le fonctionnement de la chaudière à gaz à puissance réduite s'effectue sans baisse de rendement, et le fonctionnement des dispositifs de condensation à charge partielle s'effectue en mode économique.
• Il en va de même pour les chauffe-eau solaires.
• L'indice d'efficacité des équipements de chauffage électrique est de 100 %.

Noter! Le fonctionnement des chaudières à combustible solide à une puissance inférieure à la valeur de puissance nominale est contre-indiqué.

Le calcul de la charge thermique pour le chauffage est un facteur important, dont le calcul doit être effectué avant de commencer à créer un système de chauffage. Dans le cas d'une approche judicieuse du processus et d'une exécution compétente de tous les travaux, le fonctionnement sans problème du chauffage est garanti et de l'argent est également considérablement économisé sur coûts supplémentaires.