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Charge calorifique en chauffage: définitions et calculs


Le sujet de cet article est la charge thermique. Nous découvrirons quel est ce paramètre, de quoi il dépend et comment il peut être calculé. En outre, l'article fournira un certain nombre de valeurs de référence de la résistance thermique de divers matériaux pouvant être nécessaires au calcul.

L'installation de l'équipement de chauffage dans une maison ou une entreprise commence toujours par des calculs.

C'est quoi

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

La charge horaire maximale de chauffage correspond donc à la quantité de chaleur nécessaire pour maintenir les paramètres normalisés pendant une heure dans les conditions les plus défavorables.

Quelles conditions sont considérées comme défavorables? La question est inextricablement liée à ce qui dépend en fait de la charge thermique.

Facteurs

Alors, qu'est-ce qui influence le besoin de chaleur du bâtiment?

  • Matériau et épaisseur de la paroi. Il est clair qu'un mur de 1 brique (25 centimètres) et un mur de béton cellulaire sous une couche de mousse plastique de 15 centimètres laisseront passer TRÈS différentes quantités d'énergie thermique.
  • Matériau et structure du toit. Un toit plat en dalles de béton armé et un grenier chauffé différeront également de manière très marquée en termes de perte 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 avec l'air extrait.
  • Zone de vitrage. Par les fenêtres et les façades en verre, la chaleur perdue beaucoup plus que par les murs solides.

Cependant, le triple vitrage et le verre avec pulvérisation économiseuse d'énergie réduisent la différence plusieurs fois.

  • Le niveau d'insolation dans 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. Cas extrêmes - la maison, qui est située tout au long de la journée à l’ombre des autres bâtiments et de la maison, est orientée vers un mur noir et un toit en pente de couleur noire avec une superficie maximale au sud.

Les murs de la maison sur la photo sont noircis avec précision afin d’absorber le maximum de chaleur solaire.

  • Le delta de température entre la pièce et la rue détermine le flux de chaleur à travers les structures environnantes avec une résistance constante au transfert de chaleur. À +5 et -30 dans la rue, la maison perdra une quantité de chaleur différente. Bien entendu, cela réduira le besoin en énergie thermique et la température à l'intérieur du bâtiment.
  • Enfin, le projet doit souvent prévoir des perspectives de construction. Par exemple, si la charge calorifique actuelle est de 15 kilowatts, mais qu’il est prévu d’ajouter une véranda chauffée à la maison, il est logique d’acheter une chaudière domestique avec une marge thermique.

Distribution

Dans le cas du chauffage de l'eau, le débit calorifique maximal de la source de chaleur doit être égal à la somme du débit calorifique de tous les appareils de chauffage de la maison. Bien entendu, la mise en page ne doit pas non plus devenir un goulot d'étranglement.

La répartition des appareils de chauffage dans les locaux 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 centre de la maison.
  3. Éloignement de la source de chaleur. Dans la construction individuelle, ce paramètre signifie la distance de la chaudière, dans le système de chauffage central d'un immeuble d'appartements, que la batterie soit connectée à la colonne d'alimentation ou au retour et à quel étage vous habitez.

Spécification: dans les maisons à fond inférieur, les colonnes montantes sont connectées par paires. Sur le feeder - la température diminue lorsqu’on monte du premier au dernier étage, au contraire, et inversement.

Comment la température sera répartie dans le cas du remplissage supérieur - il est également facile à deviner.

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

Les valeurs SNiP recommandées sont:

  1. Pour les pièces à vivre au milieu du bâtiment - 20 degrés;
  2. Pour les salons dans le coin ou à la fin de la maison - 22 degrés. Les températures plus élevées, entre autres, empêchent les murs de geler.
  3. Pour la cuisine - 18 degrés. Il dispose généralement d'un grand nombre de sources de chaleur, du réfrigérateur à la cuisinière électrique.
  4. Pour la salle de bain et la norme de salle de bain combinée sont 25С.

Dans le cas du chauffage de l'air, le flux de chaleur entrant dans une pièce séparée est déterminé par la capacité du tube à air. En règle générale, la méthode de réglage la plus simple est le réglage manuel de la position des grilles de ventilation ajustables avec contrôle de la température à l'aide d'un thermomètre.

Enfin, dans le cas d’un système de chauffage à sources de chaleur distribuées (convecteurs électriques ou à gaz, chauffage électrique au sol, radiateurs à mazout, appareils de chauffage à infrarouge et climatiseurs), la température requise est simplement réglée sur le thermostat. Tout ce qui vous est demandé est d’assurer la puissance thermique maximale des appareils au niveau maximal de la perte de chaleur de la pièce.

Les radiateurs électriques et les convecteurs sont fournis avec des thermostats. La puissance calorifique moyenne est automatiquement ajustée à la demande de chaleur de la pièce.

Méthodes de calcul

Cher lecteur, avez-vous une bonne imagination? Imaginons une maison. Qu'il s'agisse d'une maison en rondins d'une poutre de 20 centimètres avec un grenier et un plancher en bois.

Mentalement, nous allons dessiner et préciser le tableau apparu dans la tête: les dimensions de la partie résidentielle du bâtiment seront de 10 * 10 * 3 mètres; dans les murs, nous allons couper à travers 8 fenêtres et 2 portes - à l'avant et les cours intérieures. Et maintenant, nous allons installer notre maison... dans la ville de Kondopoga, en Carélie, où la température au pic de gel peut descendre jusqu'à -30 degrés.

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

Méthode 1

SNiP existant nous offre la méthode de calcul la plus simple. Un kilowatt de puissance thermique est pris sur 10 m2. La valeur obtenue 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 Léningrad obligera à utiliser un facteur de 1,2 à 1,3. Il semble que notre Kondopoga fasse partie de ce groupe climatique.
  • Enfin, pour les régions d'Extrême-Orient du Grand Nord, le coefficient va de 1,5 pour Novossibirsk à 2,0 pour Oimyakon.

Les instructions de calcul utilisant 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 100/10 = 10 KW.
  3. Multipliez par un facteur régional de 1,3 et nous obtenons 13 kilowatts de puissance thermique nécessaire au maintien du confort de la maison.

Ce tableau suggère une simplification supplémentaire. En général, comme nous le verrons plus tard, une capacité excédentaire de la chaudière ne créera pas de problèmes.

Toutefois, si nous utilisons une méthode aussi simple, il est préférable d’obtenir une marge d’au moins 20% pour compenser les erreurs et le froid extrême. En réalité, il sera significatif de comparer 13 kW avec les valeurs obtenues par d’autres méthodes.

Méthode 2

Il est clair que la première méthode de calcul de l’erreur sera énorme:

  • La hauteur des plafonds dans les différents bâtiments varie considérablement. Compte tenu du fait que nous n’avons pas besoin de chauffer la zone, mais un certain volume, et lors du chauffage par convection, l’air chaud s’accumule sous le plafond est un facteur important.
  • Les fenêtres et les portes transmettent plus de chaleur que les murs.
  • Enfin, ce sera une erreur évidente de couper un appartement urbain sous un peigne (et quel que soit son emplacement à l'intérieur du bâtiment) et une maison privée, qui ne contient pas d'appartements chaleureux de ses voisins, situés au-dessous, au-dessus et à l'extérieur des murs, mais dans la rue.

Eh bien, corrigez la méthode.

  • Pour la valeur de base, nous prenons 40 watts par mètre cube de volume de la pièce.
  • À chaque porte menant à la rue, nous ajoutons 200 watts à la valeur de base. Sur chaque fenêtre - 100.
  • Pour les appartements d'angle et d'extrémité dans un immeuble, nous introduisons un facteur de 1,2 à 1,3, en fonction de l'épaisseur et du matériau des murs. Nous l'utilisons également pour les sols extrêmes si le sous-sol et le grenier sont mal isolés. Pour une maison privée, nous multiplions la valeur par 1,5.
  • Enfin, les mêmes coefficients régionaux s'appliquent que dans le cas précédent.

La zone climatique affecte dans tous les cas les calculs.

Comment est notre maison en Carélie?

  1. Le volume est égal à 10 * 10 * 3 = 300 m2.
  2. La valeur de base de la puissance thermique est 300 * 40 = 12 000 watts.
  3. Huit fenêtres et deux portes. 12 000+ (8 * 100) + (2 * 200) = 13 200 watts.
  4. Maison privée 13200 * 1,5 = 19800. Nous commençons à soupçonner vaguement que lors du choix de l’alimentation de la chaudière selon la première méthode, nous devrions geler.
  5. Mais il y a toujours un coefficient régional! 19800 * 1,3 = 25740. Total - nous avons besoin d’une chaudière de 28 kilowatts. La différence avec la première valeur obtenue de manière simple est double.

Cependant: dans la pratique, une telle puissance ne sera nécessaire que quelques jours après le pic de gel. Une solution raisonnable consisterait souvent à limiter la puissance de la source de chaleur principale à une valeur inférieure et à acheter un appareil de chauffage d'appoint (par exemple, une chaudière électrique ou plusieurs convecteurs à gaz).

Méthode 3

Ne vous y trompez pas: la méthode décrite est également assez imparfaite. Nous avons pris en compte de manière très conditionnelle la résistance thermique des murs et du plafond; le delta des températures entre l'air intérieur et l'air extérieur est également pris en compte uniquement dans le coefficient régional, c'est-à-dire très approximativement. Le prix des calculs simplifiés est une grosse erreur.

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

La perte de chaleur dépend fortement du matériau du mur. De plus, au moins un tiers de l'énergie thermique passe par la ventilation.

La formule simplifiée ressemble à ceci: Q = DT / R, où Q représente la quantité de chaleur perdant 1 m2 de l'enveloppe du bâtiment; DT est le delta des températures entre les températures interne et externe, et R est la résistance au transfert de chaleur.

Remarque: nous parlons de perte de chaleur à travers les murs, le sol et le plafond. En moyenne, environ 40% de la chaleur est perdue par ventilation. Afin de simplifier les calculs, nous calculons la perte de chaleur à travers l'enveloppe du bâtiment, puis nous les multiplions simplement par 1,4.

Il est facile de mesurer le delta de température, mais où trouver les données sur la résistance thermique?

Hélas - seulement des livres de référence. Nous donnons une table pour certaines solutions populaires.

  • Un mur de trois briques (79 centimètres) a une résistance au transfert de chaleur de 0,592 m2 * C / W.
  • Le mur de 2,5 briques - 0,502.
  • Le mur en deux briques - 0,405.
  • Mur en brique (25 cm) - 0,187.
  • Une maison en rondins avec un diamètre de rondins de 25 centimètres - 0,550.
  • Idem, mais à partir de grumes d’un diamètre de 20 cm - 0,440.
  • Abattage d'un faisceau de 20 centimètres - 0,806.
  • Log cadre en bois de 10 cm d'épaisseur - 0.353.
  • Épaisseur de paroi du cadre de 20 centimètres avec isolation en laine minérale - 0,703.
  • Le mur de béton mousse ou gazeux d’une épaisseur de 20 centimètres - 0,476.
  • Le même, mais avec une épaisseur augmentée à 30 cm - 0,709.
  • Épaisseur de plâtre de 3 centimètres - 0,035.
  • Plafond ou grenier - 1.43.
  • Plancher en bois - 1.85.
  • Double porte en bois - 0.21.

Le tableau contient un certain nombre de valeurs pour les isolants courants d'épaisseur différente.

Maintenant de retour chez nous. Quels paramètres avons-nous?

  • Les températures du delta aux gelées maximales seront égales à 50 degrés (+20 à l'intérieur et -30 à l'extérieur).
  • La perte de chaleur par mètre carré de plancher sera de 50 / 1,85 (résistance au transfert de chaleur d'un plancher en bois) = 27,03 watts. À travers tout le sol - 27,03 * 100 = 2703 watts.
  • Calculez la perte de chaleur par le plafond: (50 / 1,43) * 100 = 3497 watts.
  • La superficie des murs est (10 * 3) * 4 = 120 m2. Puisque nos murs sont faits de bois de 20 cm, le paramètre R est égal à 0,806. Les pertes de chaleur à travers les murs sont de (50 / 0,806) * 120 = 7444 watts.
  • Ajoutons maintenant les valeurs obtenues: 2703 + 3497 + 7444 = 13644. C'est ce que notre maison perdra à travers le plafond, le sol et les murs.

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

  • Ajoutez ensuite 40% de la perte de ventilation. 13644 * 1,4 = 19101. Selon ce calcul, nous devrions avoir assez de chaudière de 20 kilowatts.

Conclusions et résolution de problèmes

Comme vous pouvez le constater, les méthodes disponibles pour calculer la charge thermique de vos propres mains génèrent des erreurs très importantes. Heureusement, le surplus de puissance de la chaudière ne fait pas mal:

  • Les chaudières à gaz à puissance réduite fonctionnent pratiquement sans perte d'efficacité et les chaudières à condensation atteignent le mode le plus économique à charge partielle.
  • La même chose vaut pour les chaudières solaires.
  • Les appareils de chauffage électrique, quel que soit leur type, ont toujours une efficacité de 100% (bien entendu, cela ne s'applique pas aux pompes à chaleur). Rappelons la physique: toute la puissance non dépensée pour le travail mécanique (c'est-à-dire le déplacement de la masse contre le vecteur de gravité) est finalement dépensée en chauffage.

Le seul type de chaudière pour lequel travailler sur une puissance inférieure à la valeur nominale est contre-indiqué est solide. Le contrôle de la puissance y est effectué de manière assez primitive - en limitant le flux d’air dans le four.

Quel est le résultat?

  1. En cas de manque d'oxygène, le carburant ne brûle pas complètement. Il se forme davantage de cendres et de suie qui polluent la chaudière, la cheminée et l’atmosphère.
  2. La conséquence d'une combustion incomplète est une baisse de l'efficacité de la chaudière. C'est logique: après tout, le combustible quitte souvent la chaudière avant de brûler.

Limiter la puissance d'une chaudière à combustible solide affecte son efficacité.

Cependant, il existe également une solution simple et élégante: l'inclusion de l'accumulateur de chaleur dans le circuit de chauffage. Un réservoir calorifugé d’une capacité maximale de 3 000 litres est raccordé entre les tuyaux d’alimentation et de retour et les ouvre; en même temps, un petit circuit est formé (entre la chaudière et le réservoir tampon) et le grand circuit (entre le réservoir et les appareils de chauffage).

Comment fonctionne un tel régime?

  • Après l'allumage, la chaudière fonctionne à la puissance nominale. En même temps, en raison d'une circulation naturelle ou forcée, son échangeur de chaleur transfère la chaleur au ballon tampon. Une fois le carburant épuisé, la circulation dans le petit circuit s’arrête.
  • Les prochaines heures, le liquide de refroidissement se déplace le long d'un contour large. La capacité tampon transfère progressivement la chaleur accumulée aux radiateurs ou aux planchers chauffants.

Comme vous pouvez le constater, dans ce cas, la réserve de marche de la chaudière aura une conséquence extrêmement positive - un délai plus long entre l'allumage (voir également l'article «Température calculée de l'air extérieur pour la conception de chauffage et dépendance de la température du caloporteur»).

Une solution simple à un problème complexe.

Conclusion

Comme d'habitude, vous pouvez trouver des informations supplémentaires sur la manière dont la charge thermique peut encore être calculée dans la vidéo à la fin de l'article. Des hivers chauds!

Quelle est la charge thermique sur le chauffage

Charge thermique sur le chauffage et autres paramètres de conception: méthodes et exemples de calcul

Le sujet de cet article est la définition de la charge thermique du chauffage et d’autres paramètres à calculer pour un système de chauffage autonome. Le matériel est principalement destiné aux propriétaires d’habitations privées, loin des équipements de chauffage et nécessitant les formules et les algorithmes les plus simples.

Notre tâche consiste à apprendre à calculer les paramètres de base du chauffage.

Redondance et calcul précis

Dès le début, il est nécessaire de spécifier une subtilité dans les calculs: il est presque impossible de calculer les pertes de chaleur absolument exactes à travers le sol, le plafond et les murs, que le système de chauffage doit compenser. Vous ne pouvez parler que d'un certain 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 thermiques.
  • La rose des vents et l'emplacement de la maison sur le terrain.
  • Le travail de ventilation (qui, à son tour, dépend également de la force et de la direction du vent).
  • Degré d'ensoleillement des fenêtres et des murs.

Il y a de bonnes nouvelles. Pratiquement toutes les chaudières modernes et les systèmes de chauffage décentralisés (planchers chauffants, convecteurs électriques et à gaz, etc.) sont équipés de thermostats qui mesurent la consommation de chaleur en fonction de la température ambiante.

Thermostat de la chaudière à gaz à distance.

Concrètement, cela signifie que l'excès de chaleur ne va affecter que le mode de chauffage: par exemple, 5 kWh de chaleur ne seront pas donnés en une heure de fonctionnement continu avec une puissance de 5 kW, mais en 50 minutes de fonctionnement avec une puissance de 6 kW. Au cours des 10 prochaines minutes, la chaudière ou un autre appareil de chauffage se mettra en veille, sans consommer d'électricité ni d'énergie.

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

La seule exception à la règle générale est liée au fonctionnement des chaudières classiques à combustible solide et est due au fait que la diminution de leur chaleur dégagée est associée à une baisse importante du 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 éléments chauffants avec des têtes thermiques.

Le système de chauffage le plus simple avec accumulateur de chaleur.

Après l'allumage, la chaudière fonctionne à pleine puissance et avec une efficacité maximale jusqu'à la combustion complète du charbon ou du bois de chauffage. ensuite, la chaleur consommée par l'accumulateur de chaleur accumulé est utilisée pour maintenir la température optimale dans la pièce.

La plupart des autres paramètres à calculer permettent également une certaine redondance. Cependant, à ce sujet - dans les sections pertinentes de l'article.

Liste de paramètres

Alors, que devrions-nous réellement considérer?

  • La charge thermique totale sur le chauffage de la maison. Il correspond à la puissance minimale requise de la chaudière ou à la puissance totale des appareils du système de chauffage décentralisé.
  • Le besoin de chaleur dans une pièce séparée.
  • Le nombre de sections du radiateur sectionnel et la taille du registre correspondant à une certaine valeur de sortie de chaleur.

Remarque: pour les appareils de chauffage préfabriqués (convecteurs, radiateurs à plaques, etc.), les fabricants indiquent généralement le rendement calorifique total dans la documentation jointe.

Sur les sites Web des fabricants, vous pouvez même trouver des calculatrices et des tableaux pratiques pour calculer le nombre de sections.

  • Le diamètre de la canalisation est capable, dans le cas du chauffage de l'eau, de fournir le flux de chaleur nécessaire.
  • Paramètres de la pompe de circulation qui entraîne le liquide de refroidissement dans le circuit avec les paramètres spécifiés.
  • La taille du vase d'expansion pour compenser la dilatation thermique du liquide de refroidissement.

Allons aux formules.

Charge thermique

L'un des principaux facteurs influant sur 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 déduisant les valeurs recommandées de résistance thermique des murs pour chaque région du pays.

Nous présentons deux méthodes de calcul: pour les bâtiments conformes à SNiP 23-02-2003 et pour les maisons à résistance thermique non normalisée.

Résistance thermique normalisée

Les instructions pour calculer la production de chaleur dans ce cas sont les suivantes:

  • 60 watts par 1 m3 de volume total (murs compris) de la maison sont pris comme valeur de base.
  • Pour chacune des fenêtres, 100 watts de chaleur sont ajoutés à cette valeur. Pour chaque porte menant à la rue - 200 watts.

La perte de chaleur par les fenêtres est clairement visible sur l’imageur.

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

Par exemple, effectuons 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 + 3 ° C).

  1. Le volume chauffé est de 12 * 12 * 6 = 864 mètres cubes.
  2. La puissance thermique de base est de 864 * 60 = 51 840 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 coefficient régional de 0,7. 53440 * 0,7 = 37408 watts. C'est sur cette valeur et vous pouvez naviguer.

La proximité de la mer rend les hivers de Crimée doux.

Résistance thermique non normalisée

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

  • Q - Puissance calorifique chère en kilowatts.
  • V est le volume chauffé en mètres cubes.
  • Dt est la différence de température entre la rue et la maison. Habituellement, le delta est compris entre la valeur recommandée pour une utilisation interne dans le bâtiment (+18 - + 22ºC) et la température de rue minimale moyenne durant le mois le plus froid des dernières années.

Clarifions: compter sur le minimum absolu est plus correct en principe; Toutefois, cela entraînera des coûts excessifs pour la chaudière et les appareils de chauffage, dont la pleine capacité ne sera demandée qu'une fois tous les deux ou trois ans. Le prix d’une légère sous-estimation des paramètres calculés est une certaine baisse de la température de la pièce au plus fort du froid, ce qui peut être facilement compensé par l’allumage de radiateurs supplémentaires.

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

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

La maison d'un coquillage sans finitions extérieures.

  1. Le coefficient d'isolation thermique est supposé être de 1,2.
  2. Nous avons calculé le volume de la maison plus tôt; il est égal à 864 m3.
  3. Nous prendrons la température interne égale au SNiP recommandé pour les régions avec des pics de températures inférieurs à -31С - +18 degrés. Les informations sur le minimum moyen inciteront avec bonté la célèbre encyclopédie Internet: elle est égale à -0,4 ° C.
  4. Le calcul aura donc la forme Q = 864 * (18 - -0,4) * 1,2 / 860 = 22,2 kW.

Comme on peut facilement le constater, le calcul a donné un résultat qui diffère de celui obtenu par le premier algorithme d'une fois et demie. La raison en premier lieu est que le minimum moyen utilisé par nous diffère sensiblement du minimum absolu (environ -25 ° C). L'augmentation du delta de température d'une fois et demie exactement à la même heure augmentera la demande de chaleur estimée du bâtiment.

Les jours de gel sont même en Crimée.

Gigacaloria

Dans le calcul de la quantité d'énergie thermique reçue par un bâtiment ou une pièce, ainsi que des kilowattheures, une autre valeur est utilisée - gigacalorie. Cela correspond à la quantité de chaleur nécessaire pour chauffer 1 000 tonnes d’eau à 1 degré et à une pression de 1 atmosphère.

Comment recalculer les kilowatts de production de chaleur en gigacalories de chaleur consommée? C'est simple: une gigacalorie équivaut à 1162,2 kW / h. Ainsi, avec une puissance calorifique maximale de 54 KW, la charge horaire maximale de chauffage sera de 54 / 1162,2 = 0,046 Gcal * heure.

C'est utile: pour chaque région du pays, les autorités locales régulent la consommation de chaleur en gigcalorias par mètre carré d'espace pendant le mois. La valeur moyenne dans la Fédération de Russie est de 0,0342 Gcal / m2 par mois.

C'est en gigacalories que le coût de la chaleur est mesuré par les compteurs de chaleur modernes.

Chambre

Comment calculer le besoin de chaleur pour une seule pièce? Ici, les mêmes schémas de calcul sont utilisés que pour la maison dans son ensemble, avec un seul amendement. Si une pièce chauffée est adjacente à une pièce sans ses propres appareils de chauffage, elle est incluse dans le calcul.

Ainsi, si un couloir de 1,2 * 4 * 3 mètres jouxte une pièce de 4 * 5 * 3 mètres, la puissance calorifique de l'appareil de chauffage est calculée pour un volume de 4 * 5 * 3 + 1,2 * 4 * 3 = 60 + 14, 4 = 74,4 m3.

Appareils de chauffage

Radiateurs sectionnels

En général, les informations sur le flux de chaleur par section sont toujours disponibles sur le site Web du fabricant.

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

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

Le radiateur en aluminium est en tête grâce à la conductivité thermique élevée et aux ailettes développées.

Comme toujours, il existe un certain nombre de subtilités. Avec une connexion latérale d'un radiateur avec 10 sections ou plus, la variation de température entre la section proximale de la chemise et les sections d'extrémité sera très importante.

Soit dit en passant, l'effet sera nul si la doublure est raccordée en diagonale ou de bas en bas.

De plus, les fabricants d'appareils de chauffage spécifient généralement la puissance pour un delta de température très spécifique entre le radiateur et l'air, égal à 70 degrés. La dépendance du flux thermique sur Dt est linéaire: si la batterie a une température supérieure de 35 degrés à celle de l’air, la puissance thermique de la batterie sera exactement égale à la moitié de celle déclarée.

Par exemple, lorsque la température de l'air dans la pièce est de + 20 ° C et la température du liquide de refroidissement de + 55 ° C, la puissance de la section en aluminium de la taille standard sera de 200 / (70/35) = 100 watts. Afin de fournir une puissance de 2 kW, vous avez besoin de 2000/100 = 20 sections.

Registres

Les registres fabriqués par l'utilisateur se distinguent dans la liste des appareils de chauffage.

Dans le registre de photo-chauffage.

Les fabricants pour des raisons évidentes ne peuvent pas spécifier leur capacité thermique; Cependant, il est facile de le calculer vous-même.

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

Analysons un autre exemple: nous calculons le flux de chaleur pour un registre à quatre rangées de 159 mm de diamètre, 4 mètres de long et une température de 60 degrés dans une pièce où la température interne est de + 20 ° C.

  1. La température delta dans notre cas est 60-20 = 40C.
  2. Nous convertissons le diamètre du tuyau en mètres. 159 mm = 0,159 m.
  3. Calculez la puissance thermique de la première section. Q = 0,159 * 4 * 40 * 36,5356 = 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) = 3 500 watts (arrondis).

Diamètre de la canalisation

Comment déterminer la valeur minimale du diamètre interne du remplissage du tuyau ou de la gaine du dispositif de chauffage? Nous n'allons pas grimper dans la nature et utiliser le tableau contenant les résultats finis pour la différence entre le flux et le flux de retour de 20 degrés. Cette valeur est typique des systèmes autonomes.

La vitesse maximale du liquide de refroidissement ne doit pas dépasser 1,5 m / s afin d'éviter le bruit; le plus souvent, ils sont guidés par la vitesse de 1 m / s.

Lorsque le débit est élevé, l’eau fait du bruit au niveau des raccords et des diamètres. À peine ce bruit vous enchantera la nuit.

Par exemple, pour une chaudière de 20 kW, le diamètre interne minimum du remplissage à un débit de 0,8 m / s sera égal à 20 mm.

Remarque: le diamètre interne est proche de la télécommande (passage conditionnel) du tuyau en acier. Les tuyaux en plastique et en métal-plastique portent généralement un diamètre extérieur supérieur de 6 à 10 mm à celui interne. Ainsi, un tuyau en polypropylène de 26 mm de diamètre a un diamètre interne de 20 mm.

Le diamètre intérieur du tuyau en plastique est égal à la différence entre le diamètre extérieur et le double de l'épaisseur de la paroi.

Pompe de circulation

Deux paramètres de la pompe sont importants pour nous: sa tête et ses performances. Dans une maison privée, quelle que soit la longueur du circuit, la pression minimale pour les pompes les moins chères est de 2 mètres (0,2 kgf / cm2): c’est cette valeur différentielle qui fait circuler le système de chauffage des immeubles collectifs.

La performance requise est calculée par la formule G = Q / (1,163 * Dt).

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

Pour un circuit avec une charge thermique de 20 kilowatts, avec un delta de température standard, la capacité nominale sera de 20 / (1,163 * 20) = 0,86 m3 / heure.

De nombreuses pompes ont un contrôle progressif ou progressif de la capacité.

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 de chauffage des batteries, mais également de la teneur en lesquelles elles sont remplies: les mélanges eau-glycol se dilatent davantage.
  • Pression de travail maximale dans le système.
  • La pression de charge du réservoir dépend à son tour de la pression hydrostatique du circuit (hauteur du point haut du circuit au-dessus du vase d'expansion).

Il existe cependant une nuance qui permet de simplifier grandement le calcul. Si une sous-estimation du volume du réservoir entraînait au mieux un actionnement constant de la soupape de sécurité et, au pire, à la destruction du circuit, son excès de volume ne ferait aucun mal.

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

Astuce: pour connaître le volume du circuit, il suffit de le remplir d'eau et de le vider dans un bol à mesurer.

Le vase d'expansion peut être installé n'importe où dans la boucle fermée autonome.

Conclusion

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

Charge thermique - Service d'énergie

Charge thermique - une certaine quantité d'énergie thermique par unité de temps. La charge thermique, en règle générale, caractérise le besoin d'énergie thermique d'une pièce ou d'un bâtiment pour certains besoins économiques ou reflète la puissance thermique qu'un dispositif de chauffage ou une source de chaleur est capable de produire. La charge thermique est mesurée en Gcal / heure.

LLC NTTs Energoservice calcule la charge calorifique du chauffage, de la ventilation et de l’alimentation en eau chaude pour conclure un contrat de distribution de chaleur ou à la demande d’un organisme fournissant de la chaleur. Pour toute question concernant les charges thermiques et le coût de calcul de la charge calorifique, vous pouvez vous renseigner en appelant le 8 (495) 921-10-71 ou par courrier électronique Cette adresse e-mail est protégée contre les robots des spammeurs. Vous devez activer le JavaScript pour la visualiser.

Pour information, vous pouvez vous familiariser avec les concepts de base des charges thermiques, types de charges thermiques dans le matériau présenté ci-dessous:

La charge calorifique attachée est la charge calorifique horaire maximale (calculée) maximale totale calculée (ou calculée) ou le débit horaire maximal calculé (calculé) de caloporteur pour tous les systèmes de consommation de chaleur connectés au réseau de chaleur de la source de chaleur.

La charge thermique installée correspond à la valeur maximale totale des charges thermiques de conception au point de chauffage ou à la source d'alimentation en chaleur, qu'elles peuvent fournir aux abonnés connectés ou aux consommateurs de chaleur.

La charge calorifique horaire estimée du consommateur d’énergie thermique (consommation calorifique calculée) est la somme des valeurs de la charge calorifique horaire par les types de consommation de chaleur (chauffage, ventilation forcée, climatisation, alimentation en eau chaude) déterminés aux valeurs calculées de la température de l’air extérieur pour chaque type de consommation de chaleur, et charge horaire moyenne par semaine d'eau chaude.

Charge calorifique horaire estimée de la source de chaleur - somme des valeurs calculées de la charge calorifique horaire de tous les consommateurs d'énergie thermique dans le système d'alimentation en chaleur et des pertes thermiques par les conduites du réseau de chaleur avec la valeur calculée de la température extérieure

La charge calorifique appliquée au chauffage est la quantité d'énergie calorifique nécessaire par unité de temps pour compenser la perte de chaleur d'une pièce ou d'un bâtiment, fournie par des appareils de chauffage (radiateurs, convecteurs, etc.).

Charge thermique sur la ventilation - quantité d'énergie thermique, par unité de temps, nécessaire pour couvrir la perte de chaleur d'un local ou d'un bâtiment, fournie par le système de ventilation. La charge thermique de la ventilation est utilisée pour chauffer de grands locaux industriels ou de grandes surfaces.

La charge thermique sur l’alimentation en eau chaude ou la charge thermique sur l’alimentation en eau chaude correspond à la quantité d’énergie thermique requise pour chauffer de l’eau froide à 60 ° C avant d’être fournie au «robinet chaud» du consommateur.

La charge horaire hebdomadaire moyenne en chaleur de l'alimentation en eau chaude est la partie de l'énergie thermique utilisée pour l'alimentation en eau chaude de la semaine, correspondant à l'expression 1 / 7T, où T est la durée de fonctionnement des systèmes d'alimentation en eau chaude, h.

Notions de base sur les charges thermiques:

Charge thermique lors du chauffage

Charge thermique pour la ventilation

Charge thermique ECS

Charge thermique installée

Charge thermique réelle

Conception de la charge thermique

Charge thermique attachée

Charge thermique par agrégats

Charge thermique en fonction du doseur

Charge thermique pour un contrat de fourniture de chaleur

Charge de conception

Charge thermique du bâtiment

Charge thermique de la pièce

Charge thermique négociable

Tout consommateur d’énergie thermique peut effectuer le calcul ou la révision des charges thermiques lors de la conclusion d’un contrat de fourniture de chaleur ou lors de l’affectation d’une partie de la surface à la location, ou pour d’autres facteurs.

La base pour l’examen du système de consommation de chaleur est

Ordonnance du Ministère de développement régional de la Fédération de Russie du 28 décembre 2009 n ° 610 sur l'approbation des règles relatives à l'établissement et à la modification de charges thermiques (révisant), selon laquelle le document confirmant la modification de la charge thermique est, entre autres, la conclusion de l'organisation - un calcul technique faisant partie des organisations d'autoréglementation du domaine des études techniques réduction de la charge thermique.

Les raisons du changement (révision) des charges thermiques à l'initiative du consommateur peuvent être:

1. Consommateur menant des activités organisationnelles et techniques

entraînant une diminution de la charge thermique maximale des installations de consommation de chaleur utilisées ou reconstruites, tout en maintenant la qualité de la fourniture de chaleur et (ou) la fourniture de services publics aux citoyens, notamment:

- refonte complète d'un immeuble résidentiel ou public;

- reconstruction des communications d'ingénierie internes et modification de la valeur des pertes de chaleur associée;

- modifications constructives de la protection thermique des bâtiments résidentiels et des bâtiments publics;

- modification des processus (technologiques) de production (reconstitution des actifs de production de base), réorientation du type d'activité de consommation ou modification de la destination du bâtiment, affectant la charge thermique

- introduction de mesures d'économie d'énergie.

2. Réduction volontaire par le consommateur de la qualité ou de la quantité d'énergie thermique, d'eau chaude ou de vapeur comparée aux paramètres fixés dans le contrat de fourniture d'énergie, dans le respect des normes pour la fourniture de services publics et sous réserve de la garantie d'une qualité correcte de l'énergie thermique (alimentation en eau chaude).

Informations sur les charges thermiques pour le chauffage, la ventilation et l'alimentation en eau chaude pour les besoins industriels et autres

Le projet a été réalisé pour les charges thermiques définies dans la partie plomberie et technologique de la documentation de projet.

Les besoins thermiques horaires pour les besoins de chauffage et de ventilation des bâtiments conçus sont calculés en fonction d'indicateurs globaux prenant en compte les caractéristiques thermiques des bâtiments.

La consommation de chaleur annuelle a été calculée sur la base de son mode de consommation, ajusté pour la température moyenne de la saison de chauffage.

Modes de consommation de chaleur:

  • chauffage 24 heures sur 24 pendant la période de chauffage (286 jours);
  • ventilation en fonction du nombre d'heures de fonctionnement de la ventilation dans les pièces de 8 heures par jour jusqu'à 24 heures sur 24, pendant la période de chauffage (286 jours);
  • Alimentation en eau chaude sur les sites industriels - 45 minutes après chaque quart de travail, toute l’année, installations de camp résidentielles - toute l’année.

Les charges thermiques totales par type de consommation sont indiquées dans le tableau ci-dessous (tableau 4).

charge thermique

51 charge thermique: puissance thermique des déchets radioactifs radioactifs par surface ou par volume

Voir aussi les termes associés:

3.8.14 charge calorifique du réservoir-refroidisseur: quantité de chaleur pénétrant dans le réservoir-refroidisseur avec de l'eau chauffée par unité de temps et liée à la surface de l'unité de sa surface libre.

3.23 charge thermique du système de chauffage: perte de chaleur totale de la pièce, égale à la puissance calorifique requise du système de chauffage.

46. ​​Charge thermique du système de chauffage

La quantité totale de chaleur reçue de sources de chaleur est égale à la somme de la consommation de chaleur des puits de chaleur et des pertes dans les réseaux de chaleur par unité de temps

La charge calorifique du système d'alimentation thermique (charge calorifique) est la quantité totale d'énergie calorifique reçue de sources de chaleur égale à la somme de la consommation de chaleur des dissipateurs de chaleur et des pertes dans les réseaux de chaleur par unité de temps [9].

Termes de référence de vocabulaire de la documentation réglementaire et technique. académique.ru. 2015

Voyez ce que "charge thermique" est dans d'autres dictionnaires:

charge calorifique - [Intention] charge calorifique élevée très élevée maximale calculée en fonction de la charge calorifique externe Gain de chaleur ou... Guide de référence du traducteur technique

Charge thermique - 7) charge thermique quantité d'énergie thermique pouvant être absorbée par le consommateur d'énergie thermique par unité de temps; Source: Loi fédérale du 27/07/2010 N 190 FZ (modifiée le 25/06/2012) sur l'approvisionnement en chaleur... Terminologie officielle

charge thermique - densité de flux thermique; charge thermique; ouvrir flux de chaleur spécifique Flux de chaleur par unité de surface... Dictionnaire explicatif terminologique polytechnique

charge calorifique - šiluminė apkrova statusas T ritis fizika atitikmenys: angl. charge thermique; charge thermique vok. thermische Beanspruchung, f; thermische Belastung, f; Wärmebelastung, f rus. charge thermique, f pranc. charge calorifique, f; charge thermique,... Fizikos termin žodynas

charge thermique - [charge thermique] quantité de chaleur chimique introduite dans le four en une fois. (J / h). Distinction entre la moyenne (consommation horaire moyenne de chaleur pour la fusion) et la valeur maximale (consommation horaire moyenne de chaleur pendant la période au cours de laquelle le four est alimenté......

La charge thermique est froide. tech. Gains totaux de chaleur fournis à une unité de réfrigération (par un ou plusieurs consommateurs froids)... Dictionnaire explicatif pratique universel supplémentaire de I. Mostitsky

charge calorifique (ventilation et climatisation) - charge calorifique [Intention] CHARGE THERMIQUE La charge calorifique de l'équipement de réfrigération comporte plusieurs pertes thermiques: une fuite de chaleur de l'environnement dans l'espace refroidi en raison de la conductivité thermique des murs isolés; Gain de chaleur en...... Référence technique du traducteur

charge calorifique du système d'alimentation thermique - charge calorifique Quantité totale de chaleur reçue de sources de chaleur égale à la somme de la consommation de chaleur des puits de chaleur et des pertes dans les réseaux de chaleur par unité de temps. [GOST 26691 85] Sujets concernant le système électrique dans son ensemble: Synonymes de la charge calorifique... Manuel du traducteur technique

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La charge calorifique du système d'alimentation thermique (charge calorifique) est la quantité totale d'énergie calorifique reçue de sources de chaleur égale à la somme de la consommation de chaleur des dissipateurs de chaleur et des pertes dans les réseaux de chaleur par unité de temps [9]. Source... Vocabulaire - termes de référence de la documentation réglementaire et technique

Comment calculer la charge thermique sur le système de chauffage du bâtiment

Supposons que vous souhaitiez choisir indépendamment la chaudière, les radiateurs et les tuyaux du système de chauffage d'une maison privée. La tâche n ° 1 consiste à calculer la charge thermique du chauffage, en termes simples, afin de déterminer la consommation totale de chaleur nécessaire pour réchauffer le bâtiment à une température ambiante confortable. Nous proposons d'étudier 3 méthodes de calcul - différentes en complexité et en précision des résultats.

Méthodes de détermination de la charge

Tout d'abord, expliquez le sens du terme. La charge calorifique est la quantité totale de chaleur consommée par le système de chauffage pour chauffer les locaux à la température normale pendant la période la plus froide. La valeur est calculée en unités d'énergie - kilowatts, kilocalories (moins souvent - kilojoules) et est indiquée dans les formules par la lettre latine Q.

Connaissant la charge sur le chauffage d'une maison privée dans son ensemble et le besoin de chaque pièce en particulier, il est facile de choisir une chaudière, des chauffages et des batteries d'un système d'eau par capacité. Comment pouvez-vous calculer ce paramètre:

  1. Si la hauteur des plafonds n’atteint pas 3 m, un calcul élargi est effectué sur la surface des pièces chauffées.
  2. Avec une hauteur de chevauchement de 3 m ou plus, la consommation de chaleur est prise en compte pour le volume des locaux.
  3. Calculez la perte de chaleur par les clôtures extérieures et le coût du chauffage de l'air de ventilation conformément aux règles de construction.

Note Ces dernières années, les calculateurs en ligne placés sur les pages de diverses ressources Internet ont acquis une grande popularité. Avec leur aide, la détermination de la quantité d'énergie thermique est effectuée rapidement et ne nécessite aucune instruction supplémentaire. Moins - l'exactitude des résultats doit être vérifiée - parce que les programmes sont écrits par des personnes qui ne sont pas ingénieurs en thermographie

Photo du bâtiment prise avec une caméra thermique

Les deux premières méthodes de calcul reposent sur l'utilisation de caractéristiques thermiques spécifiques par rapport à la surface chauffée ou au volume du bâtiment. L'algorithme est simple, est utilisé partout, mais donne des résultats très approximatifs et ne prend pas en compte le degré d'isolation du chalet.

Il est beaucoup plus difficile d’envisager la consommation d’énergie calorifique selon SNiP, comme le font les ingénieurs de conception. Nous devrons collecter de nombreuses données de référence et travailler sur des calculs, mais les chiffres finaux refléteront la réalité avec une précision de 95%. Nous essaierons de simplifier la méthodologie et de rendre le calcul de la charge du chauffage aussi accessible que possible.

Par exemple, un projet de maison d’un étage de 100 m²

Afin d'expliquer de manière lucide toutes les méthodes permettant de déterminer la quantité d'énergie thermique, nous vous suggérons de prendre comme exemple une maison à un étage avec une superficie totale de 100 carrés (par mesure externe) montrée dans le dessin. Nous listons les caractéristiques techniques du bâtiment:

  • région de construction - une bande de climat tempéré (Minsk, Moscou);
  • épaisseur de clôture extérieure - 38 cm, matériau - brique de silicate;
  • isolation des murs extérieurs - épaisseur de mousse 100 mm, densité - 25 kg / m³;
  • sols - béton sur le sol, le sous-sol est manquant;
  • chevauchement - plaques de béton armé isolées du côté froid des combles avec de la mousse de polyamide de 10 cm;
  • fenêtres - métal-plastique standard pour 2 verres, taille - 1500 x 1570 mm (h);
  • porte d'entrée - métal 100 x 200 cm, isolée avec intérieur en mousse de polystyrène extrudé de 20 mm.

Dans le chalet aménagé des cloisons intérieures en demi-brique (12 cm), la chaufferie est située dans un bâtiment séparé. Les zones des pièces sont indiquées sur le dessin; nous prendrons la hauteur des plafonds, selon la méthode de calcul expliquée, 2,8 ou 3 m.

Nous considérons la consommation de chaleur en quadrature

Pour une estimation approximative de la charge de chauffage, le calcul thermique le plus simple est généralement utilisé: la surface du bâtiment est prise à partir de la mesure extérieure et multipliée par 100 watts. En conséquence, la consommation de chaleur d’une maison de campagne de 100 m² sera de 10 000 W ou 10 kW. Le résultat vous permet de choisir une chaudière avec un facteur de sécurité de 1,2-1,3. Dans ce cas, la puissance de l'unité est supposée être de 12,5 kW.

Nous proposons d'effectuer des calculs plus précis en tenant compte de l'emplacement des pièces, du nombre de fenêtres et de la région de développement. Ainsi, avec une hauteur de plafond allant jusqu'à 3 m, il est recommandé d'utiliser la formule suivante:

Le calcul est effectué pour chaque pièce séparément, puis les résultats sont résumés et multipliés par le coefficient régional. Interprétation de la notation de la formule:

  • Q est la valeur de charge requise, W;
  • Spom - salle équarrie, m²;
  • q est un indicateur de caractéristiques thermiques spécifiques, rapporté à la surface de la pièce, en W / m²;
  • k - coefficient tenant compte du climat de la région de résidence.

Pour référence. Si la maison privée est située dans une zone tempérée, le coefficient k est pris égal à l'unité. Dans les régions méridionales, k = 0,7; dans les régions septentrionales, les valeurs 1,5–2 sont appliquées.

Dans le calcul approximatif de l’indice total de quadrature q = 100 W / m². Cette approche ne prend pas en compte l’emplacement des pièces et un nombre différent d’ouvertures lumineuses. Le couloir à l'intérieur du chalet perdra beaucoup moins de chaleur que la chambre d'angle avec des fenêtres du même secteur. Nous proposons de prendre la valeur des caractéristiques thermiques spécifiques q comme suit:

  • pour les pièces avec un mur extérieur et une fenêtre (ou porte) q = 100 W / m²;
  • chambres d'angle avec une ouverture lumineuse - 120 W / m²;
  • le même, avec deux fenêtres - 130 W / m².

Comment choisir la bonne valeur q est clairement indiqué sur le plan d'étage. Pour notre exemple, le calcul est le suivant:

Q = (15,75 x 130 + 21 x 120 + 5 x 100 + 7 x 100 + 6 x 100 + 15,75 x 130 + 21 x 120) x 1 = 10935 W = 11 kW.

Comme vous pouvez le constater, les calculs raffinés ont donné un autre résultat: en fait, le chauffage d’une maison donnée de 100 m² consomme plus de 1 kW d’énergie thermique. La figure prend en compte la consommation de chaleur pour chauffer l'air extérieur entrant dans l'habitation à travers les ouvertures et les murs (infiltration).

Calcul de la charge thermique par volume de la pièce

Lorsque la distance entre les étages et le plafond atteint 3 m ou plus, la version précédente du calcul ne peut pas être utilisée - le résultat sera incorrect. Dans de tels cas, la charge de chauffage est considérée comme étant basée sur des indicateurs élargis spécifiques de consommation de chaleur par 1 m³ de volume de pièce.

La formule et l'algorithme de calcul restent les mêmes, seul le paramètre de surface S change en volume - V:

En conséquence, on prend un autre indicateur de consommation spécifique q, lié à la cylindrée de chaque pièce:

  • pièce à l'intérieur du bâtiment ou avec un mur extérieur et une fenêtre - 35 W / m³;
  • chambre d'angle avec une fenêtre - 40 W / m³;
  • le même, avec deux ouvertures lumineuses - 45 W / m³.

Note Les coefficients régionaux croissants et décroissants k sont appliqués dans la formule sans modification.

Maintenant, par exemple, nous définissons la charge sur le chauffage de notre chalet, en prenant la hauteur des plafonds égale à 3 m:

Q = (47,25 x 45 + 63 x 40 + 15 x 35 + 21 x 35 + 18 x 35 + 47,25 x 45 + 63 x 40) x 1 = 11182 W = 11,2 kW.

Il est à noter que la puissance thermique requise du système de chauffage a augmenté de 200 W par rapport au calcul précédent. Si nous prenons la hauteur des salles de 2,7 à 2,8 m et que nous comptons les coûts énergétiques sur une cylindrée, les chiffres seront approximativement les mêmes. C'est-à-dire que la méthode est tout à fait applicable pour le calcul élargi des pertes de chaleur dans des pièces de toute hauteur.

Algorithme de calcul selon SNiP

Cette méthode est la plus précise de toutes. Si vous utilisez nos instructions et effectuez correctement le calcul, vous pouvez être sûr du résultat à 100% et récupérer calmement l'équipement de chauffage. La procédure est la suivante:

  1. Mesurez la place des murs extérieurs, des sols et des sols séparément dans chaque pièce. Déterminez la superficie des fenêtres et des portes d'entrée.
  2. Calculer la perte de chaleur à travers toutes les clôtures extérieures.
  3. Découvrez le flux d'énergie thermique qui préchauffe l'air de ventilation (infiltration).
  4. Résumez les résultats et obtenez la valeur réelle de la charge thermique.
Mesure des pièces à vivre de l'intérieur

Un point important. Dans un chalet de deux étages, les plafonds intérieurs ne sont pas pris en compte, car ils ne sont pas limitatifs pour l'environnement.

L'essence du calcul des pertes de chaleur est relativement simple: vous devez calculer la quantité d'énergie perdue par chaque construction, car les fenêtres, les murs et les planchers sont composés de matériaux différents. En déterminant le carré des murs extérieurs, soustrayez la surface des ouvertures vitrées - ces dernières laissent passer un flux de chaleur plus important et sont donc considérées séparément.

Lorsque vous mesurez la largeur des pièces, ajoutez-y la moitié de l'épaisseur de la cloison intérieure et saisissez le coin extérieur, comme indiqué sur le schéma. L'objectif est de prendre en compte la quadrature complète de la perte de chaleur de la clôture extérieure sur toute la surface.

Lors de la mesure, vous devez capturer le coin du bâtiment et la moitié de la cloison interne.

Déterminer la perte de chaleur des murs et du toit

La formule de calcul du flux de chaleur traversant une structure du même type (un mur, par exemple) est la suivante:

  • la valeur de la perte de chaleur à travers une clôture, nous avons noté Qi, W;
  • A - mur carré dans la même pièce, m²;
  • tv - température confortable à l'intérieur de la pièce, supposée être de +22 ° C;
  • tн - la température minimale de l'air extérieur, qui dure 5 jours d'hiver les plus froids (prenez une valeur réelle pour votre région);
  • R est la résistance de la clôture externe au transfert de chaleur, m² ° C / W.
Coefficients de conductivité thermique pour certains matériaux de construction courants

Dans la liste ci-dessus, il y a un paramètre non défini - R. Sa valeur dépend du matériau de la structure du mur et de l'épaisseur de la clôture. Pour calculer la résistance au transfert de chaleur, procédez comme suit:

  1. Déterminez l'épaisseur de la partie portante du mur extérieur et séparez - la couche d'isolant. La désignation de la lettre dans les formules - δ, est calculée en mètres.
  2. Recherchez dans les tableaux de référence la conductivité thermique des matériaux de structure λ, unités de mesure - W / (mºС).
  3. Remplacez alternativement les valeurs trouvées dans la formule:
  4. Déterminez le R de chaque couche du mur séparément, ajoutez les résultats, puis utilisez-le dans la première formule.

Répétez les calculs séparément pour les fenêtres, les murs et les planchers dans la même pièce, puis passez à la pièce suivante. Les pertes de chaleur par les sols sont considérées séparément, comme indiqué ci-dessous.

Conseil Les coefficients corrects de conductivité thermique de divers matériaux sont spécifiés dans la documentation réglementaire. Pour la Russie, il s'agit du code de règles SP 50.13330.2012, pour l'Ukraine - DBN B.2.6–31.

2006. Attention! Dans les calculs, utilisez la valeur de λ, inscrite dans la colonne "B" pour les conditions de fonctionnement.

Ce tableau est une annexe de l'entreprise commune 50.13330.2012 "Isolation thermique des bâtiments", publiée sur une ressource spécialisée

Exemple de calcul pour le salon de notre maison à un étage (hauteur sous plafond 3 m):

  1. La superficie des murs extérieurs avec fenêtres: (5.04 + 4.04) х 3 = 27,24 m². La fenêtre a une surface de 1,5 x 1,57 x 2 = 4,71 m². Surface nette de la clôture: 27,24 - 4,71 = 22,53 m².
  2. La conductivité thermique λ pour la maçonnerie en brique de silicate est de 0,87 W / (mºС), le plastique mousse de 25 kg / m³ - 0,044 W / (mºС). Épaisseur - 0,38 et 0,1 m respectivement, nous considérons la résistance au transfert de chaleur: R = 0,38 / 0,87 + 0,1 / 0,044 = 2,71 m² ° C / W.
  3. La température extérieure est de moins 25 ° C à l'intérieur du salon - plus 22 ° C. La différence sera de 25 + 22 = 47 ° С.
  4. Déterminez la perte de chaleur à travers les murs du salon: Q = 1 / 2,71 x 47 x 22,53 = 391 watts.
Le mur du chalet à la coupe

De même, les flux de chaleur à travers les fenêtres et les chevauchements sont pris en compte. Le fabricant indique généralement la résistance thermique des structures translucides. Les caractéristiques des sols en béton armé de 22 cm d'épaisseur sont décrites dans la littérature réglementaire ou de référence:

  1. R du sol chauffé = 0,22 / 2,04 + 0,1 / 0,044 = 2,38 m² ° C / W, les pertes de chaleur par le toit sont de 1 / 2,38 x 47 x 5,04 x 4,04 = 402 W.
  2. Pertes par les ouvertures de fenêtre: Q = 0,32 x 47 x71 = 70,8 W.

Le tableau des coefficients de conductivité thermique des fenêtres en plastique. Nous avons pris le verre le plus modeste à une chambre

La perte de chaleur totale dans le salon (à l’exclusion du sol) sera de 391 + 402 + 70,8 = 863,8 watts. Des calculs similaires sont effectués pour les salles restantes, les résultats sont résumés.

Remarque: le couloir à l'intérieur du bâtiment n'entre pas en contact avec l'enveloppe extérieure et ne perd de la chaleur que par le toit et les planchers. Quelles clôtures doivent être considérées dans la méthode de calcul, regardez la vidéo.

Division du sol en zones

Pour connaître la quantité de chaleur perdue par les sols au sol, le bâtiment dans le plan est divisé en zones de 2 m de large, comme indiqué sur le schéma. La première voie part de la surface extérieure de la structure du bâtiment.

Avec le balisage, le compte à rebours commence à l’extérieur du bâtiment.

L'algorithme de calcul est le suivant:

  1. Dessinez un plan du chalet, divisez-le en bandes de 2 m de large, le nombre maximum de zones étant de 4.
  2. Calculez la surface du sol tombant séparément dans chaque zone, en négligeant les cloisons intérieures. Remarque: la quadrature dans les angles est comptée deux fois (ombrée dans le dessin).
  3. En utilisant la formule de calcul (pour plus de commodité, nous la rapportons), déterminez la perte de chaleur dans tous les domaines, récapitulez les chiffres obtenus.
  4. La résistance de transfert de chaleur R pour la zone I est supposée être de 2,1 m² ° C / W, II - 4,3, III - 8,6, le reste de l’étage - 14,2 m² ° C / W.

Note Si nous parlons d'un sous-sol chauffé, la première bande est située dans la partie souterraine du mur, à partir du niveau du sol.

La disposition des murs du sous-sol au rez-de-chaussée

Les sols, isolés avec de la laine minérale ou de la mousse de polystyrène, sont calculés de manière identique. La résistance thermique de la couche d’isolant est déterminée par la formule δ / λ uniquement aux valeurs fixes de R.

Exemple de calcul dans le salon d'une maison de campagne:

  1. La quadrature de la zone I est (5,04 + 4,04) х 2 = 18,16 m², section II - 3,04 х 2 = 6,08 m². Les zones restantes ne tombent pas dans le salon.
  2. La consommation d'énergie de la 1ère zone sera de 1 / 2,1 x 47 x 18,16 = 406,4 W, pour la seconde - 1 / 4,3 x 47 x 6,08 = 66,5 W.
  3. Le flux de chaleur à travers le sol du salon est de 406,4 + 66,5 = 473 W.

Maintenant, il n’est pas difficile de battre la perte de chaleur totale dans la pièce en question: 863,8 + 473 = 1336,8 W, arrondie à 1,34 kW.

Chauffage de l'air de ventilation

Dans l'immense majorité des maisons et des appartements privés, une ventilation naturelle est aménagée, l'air extérieur pénètre à travers les vestibules des fenêtres et des portes, ainsi que les entrées d'air. Le chauffage de la masse froide entrante est engagé dans le système de chauffage et consomme de l'énergie supplémentaire. Comment connaître sa quantité:

  1. Le calcul de l'infiltration étant trop compliqué, les documents réglementaires permettent d'allouer 3 m³ d'air par heure et par mètre carré de surface d'habitation. Le débit total d'air entrant L est considéré comme simple: la quadrature de la pièce est multipliée par 3.
  2. L est le volume et nous avons besoin de la masse m du flux d’air. Apprenez-le en multipliant par la densité du gaz pris dans le tableau.
  3. La masse d'air m est substituée à la formule du cours de physique à l'école, ce qui permet de déterminer la quantité d'énergie dépensée.

Nous calculons la quantité de chaleur requise sur l'exemple du salon de 15,75 m². Le volume d'entrée est L = 15,75 x 3 = 47,25 m3 / h, la masse est de 47,25 x 1,422 = 67,2 kg. En prenant la capacité thermique de l'air (indiquée par la lettre C) égale à 0,28 W / (kg ºС), nous trouvons la consommation d'énergie: Qvent = 0,28 x 67,2 x 47 = 884 W. Comme vous pouvez le constater, le chiffre est assez impressionnant, raison pour laquelle le chauffage des masses d'air doit être pris en compte.

Le calcul final de la perte de chaleur du bâtiment ainsi que du coût de la ventilation est déterminé en additionnant tous les résultats obtenus précédemment. En particulier, la charge sur le chauffage du salon donnera un chiffre de 0,88 + 1,34 = 2,22 kW. De même, tous les locaux du chalet sont calculés. À la fin, les coûts énergétiques sont ajoutés à un chiffre.

Règlement final

Si votre cerveau n'a pas encore commencé à bouillir avec l'abondance de formules, il est certainement intéressant de voir le résultat d'une maison à un étage. Dans les exemples précédents, nous avons effectué le travail principal, il ne reste plus qu’à parcourir les autres pièces et à apprendre la perte de chaleur de l’enveloppe extérieure du bâtiment. Données source trouvées:

  • résistance thermique des murs - 2,71, fenêtres - 0,32, sols - 2,38 m² ° C / W;
  • hauteur sous plafond - 3 m;
  • R pour une porte d'entrée isolée avec de la mousse de polystyrène extrudé, égale à 0,65 m² ° C / W;
  • température interne - 22, externe - moins 25 ° С.

Pour simplifier les calculs, nous proposons de faire un tableau dans Exel, afin d’obtenir des résultats intermédiaires et finaux.

Exemple de table de calcul dans Exel

Au terme des calculs et en remplissant le tableau, les valeurs suivantes de la consommation d’énergie thermique par local ont été obtenues:

  • salle de séjour - 2,22 kW;
  • cuisine - 2,536 kW;
  • hall d'entrée - 745 W;
  • couloir - 586 W;
  • salle de bain - 676 ​​W;
  • chambre à coucher - 2,22 kW;
  • enfants - 2,536 kW.

La charge finale sur le système de chauffage d’une maison privée d’une superficie de 100 m² était de 11 518 kW, arrondie à 11,6 kW. Il est à noter que le résultat diffère littéralement de 5% des méthodes de calcul approximatives.

Mais selon les documents réglementaires, le chiffre final devrait être multiplié par un facteur de 1,1, pertes de chaleur non comptabilisées résultant de l'orientation du bâtiment sur les points cardinaux, des charges de vent, etc. En conséquence, le résultat final est de 12,76 kW. Détaillé et accessible sur la méthodologie d'ingénierie décrite dans la vidéo:

Comment utiliser les résultats des calculs

Connaissant le besoin de chaleur dans un bâtiment, un propriétaire peut:

  • choisir clairement la puissance des équipements thermiques pour chauffer le chalet;
  • composer le nombre requis de sections de radiateurs;
  • déterminer l'épaisseur requise d'isolation et réaliser l'isolation du bâtiment;
  • connaître le débit de liquide de refroidissement dans n'importe quelle partie du système et, si nécessaire, effectuer un calcul hydraulique des conduites;
  • Découvrez la consommation de chaleur moyenne quotidienne et mensuelle.

Le dernier point est d'un intérêt particulier. Nous avons trouvé la charge thermique pendant 1 heure, mais elle peut être recalculée sur une période plus longue et calculer la consommation de carburant estimée - essence, bois ou pellets.

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