Pour résoudre correctement ce problème et déterminer le nombre de sections de radiateurs (bimétalliques, en acier, en fonte, etc.) nécessaires, il est indispensable d'effectuer un calcul précis en fonction de la surface de la pièce. utiliser la calculatrice en ligne ci-dessous.
Saisissez le schéma de raccordement du radiateur dans le calculateur en ligne
Lors de la construction d'un bâtiment, le calcul de la capacité des radiateurs et le dimensionnement de l'échangeur de chaleur sont des éléments essentiels. Les particuliers sont confrontés au même problème lors du remplacement de leurs radiateurs.
Dans cet article, nous explorerons tous les différents types de convecteurs et calculerons les performances des radiateurs en fonction de leur surface à l'aide d'une formule, sans avoir besoin de calculatrice.
Spécificités des calculs de chauffage
Un modèle courant de radiateur pour le chauffage des bâtiments est celui dont les sections sont espacées de 50 cm. Le rendement calorifique de chaque section dépend du matériau qui la compose.
- fonte - 120 W ;
- acier - 90;
- aluminium - 180;
- matériau bimétallique - 190.
Mais ces valeurs sont des moyennes, et dans la réalité, elles sont affectées par les conditions de fonctionnement, la taille de la pièce et le degré de chauffage de l'eau à l'arrivée et à la sortie ; à mesure qu'il diminue, le transfert de chaleur diminue.
Par conséquent, pour calculer la puissance calorifique d'un radiateur de chauffage dans des conditions spécifiques, il est nécessaire de connaître la différence de température dans la conduite principale ; il s'agit de la valeur de la différence de température entre l'air de la pièce et l'appareil de chauffage.
La température à l'intérieur de l'appareil correspond à la moyenne arithmétique des températures d'alimentation et de retour. La différence de température peut être calculée à l'aide d'une calculatrice en ligne ou de la formule suivante :
DT = (T offre + T retour) / 2 - T chambre, où :
DT — différence de température
La fiche technique de l'appareil indique la différence de température calculée, à côté de la puissance nominale. Par exemple : 2 000 W, 90/70 (alimentation et retour). Cela signifie que pour refroidir de l'eau de 90 à 70 degrés, la puissance thermique du convecteur est de 2 000 W.
Lors de l'installation d'un tel appareil sur un système à basse ou moyenne température, la puissance calorifique sera inférieure à celle indiquée et devra être recalculée. Vous pouvez utiliser un calculateur en ligne ou la formule suivante :
Pf=Pn x (DTf / DTn) à la puissance 1/3, où :
- Pf et Pn — puissance thermique réelle et standard en W ;
- DTf et Dtn représentent les différences de température réelle et standard.
Dans une pièce chauffée, l'indicateur de pression standard correspond à 20 degrés.
La consommation de chauffage moyenne par mètre carré est de 60 à 150 kilowatts, selon les conditions climatiques et l'étage de la pièce chauffée. Si vous ne saisissez pas cette valeur dans le champ « Énergie de chauffage estimée par mètre carré », le calculateur utilisera une valeur moyenne de 100 watts.
Types d'échangeurs de chaleur
Un radiateur est un appareil composé de plusieurs éléments assemblés en une seule unité, à travers lesquels circule un fluide caloporteur, généralement de l'eau. Chaque élément est un radiateur, typiquement une structure moulée à deux tubes capable de rayonner de la chaleur, laquelle est transférée à l'air ambiant, créant ainsi une atmosphère confortable dans l'appartement.
Les éléments chauffants sont conçus sous forme de panneaux ou de modules. Des registres (éléments tubulaires de grand diamètre) ou des serpentins profilés (comme un sèche-serviettes chauffant dans une salle de bains) peuvent également être intégrés au système.
Les appareils de chauffage sont disponibles en acier, en fonte, en aluminium et en cuivre. Les appareils en fonte que l'on trouve couramment dans nos maisons nécessitent d'être peints pour conserver leur aspect.
Attention ! Il existe des convecteurs électriques — ils se composent d'un boîtier contenant un élément chauffant, équipé d'un thermostat avec échelle de température et de LED.
Fonte
Les produits en fonte sont les plus courants ; ils ont une forme et un design simples. Ils peuvent être fixés au mur ou posés sur un support.
Fabriquées par moulage, ce sont des structures massives qui conservent la chaleur longtemps et offrent le fonctionnement le plus rentable.
Avantages :
- transmet bien la chaleur ;
- résistant à la corrosion ;
- durable, dure au moins 30 ans ;
- Peu exigeant sur la qualité de l'eau.
Inconvénients :
- lourd, difficile à installer ;
- mauvaise conception.
Acier
Les échangeurs de chaleur en acier sont soit à panneaux, soit tubulaires.
Les panneaux chauffants sont fabriqués en métal de 1,5 mm d'épaisseur, ce qui leur confère une faible capacité thermique. Cette caractéristique permet un réglage rapide de la température. Ils sont performants, avec un rendement pouvant atteindre 75 %. Leurs avantages incluent un faible coût et une grande facilité d'utilisation. Leur principal inconvénient réside dans leur faible résistance à la corrosion.
Les modèles tubulaires présentent tous les avantages des modèles à panneaux, mais contrairement à ces derniers, ils ont un niveau de pression plus élevé de 9 à 16 bars, tandis que les premiers ont 7 à 9 bars. La puissance de chauffage (120 à 1600 W) et la puissance de chauffage de l'eau (120) sont les mêmes pour les deux modèles.
La gamme de radiateurs en acier offre un large choix de tailles (longueur), vous permettant d'en choisir un pour chaque espace.
Aluminium
Les échangeurs de chaleur en aluminium sont recommandés pour les bâtiments individuels équipés d'un système de chauffage indépendant. Ce modèle n'est pas conçu pour les systèmes de chauffage centralisés, car il est sensible aux dommages causés par un fluide caloporteur de mauvaise qualité. Ils sont commercialisés en Russie par Rifara.
Les batteries en aluminium sont disponibles sous forme moulée et extrudée :
- moulé - ils comportent plusieurs compartiments, ils sont durables, avec des parois plus épaisses et de larges canaux pour l'eau ;
- Extrusion – selon la technologie de production, le dispositif est pressé mécaniquement à partir d'un alliage d'aluminium, ce qui donne un produit unique, tandis que le nombre de compartiments ne peut pas être augmenté.
Tous les radiateurs en aluminium offrent un rendement thermique élevé, sont légers et faciles à installer. Leur esthétique est également très agréable. En termes de résistance à la pression et à la température, ils sont comparables aux modèles en acier.
Les points faibles de ces appareils résident dans les joints entre les compartiments et les raccords de tuyauterie, susceptibles d'entraîner des fuites en fin de vie. De plus, ils ne résistent pas aux chocs. Leur durée de vie est de seulement 3 à 5 ans.
bimétallique
L'échangeur de chaleur bimétallique est composé d'un noyau tubulaire en acier et d'un boîtier en aluminium. Durable et fiable, il résiste aux hautes pressions. Malgré sa faible inertie, il offre un transfert de chaleur accru avec une faible consommation d'eau. Son esthétique est soignée et son entretien aisé.
Le principal inconvénient est son prix élevé.
Cuivre
Le cuivre est utilisé depuis longtemps pour fabriquer des échangeurs de chaleur, mais ce n'est que récemment que ces modèles se sont largement répandus. Les systèmes de chauffage nécessitent un cuivre raffiné, et les nouvelles technologies ont permis de réduire considérablement les coûts de production.
Tout en offrant les mêmes caractéristiques techniques que les autres modèles, ils sont plus légers et produisent une chaleur plus intense. Cette caractéristique permet de réduire considérablement les coûts d'électricité.
Le cuivre offre une résistance mécanique accrue, ce qui permet d'utiliser ces tuyaux avec de l'eau chauffée à 150 degrés, sous une pression de 16 atmosphères.
Quel radiateur choisir ?
Avant d'acheter des composants de chauffage, il est important de connaître la composition complète du système. Un système de chauffage standard comprend :
- chaudière - il peut s'agir d'une chaudière électrique ou d'une chaudière fonctionnant au gaz ou au combustible solide ;
- batterie;
- tuyaux;
- pompe électrique, si elle est prévue dans le projet ;
- vase d'expansion.
Le calcul des batteries nécessaires au chauffage d'une zone donnée et leur sélection sont influencés par :
- Pression de service - sa pression maximale ;
- Pouvoir;
- Conception de l'appareil.
De plus, il vous faudra calculer le nombre de sections de radiateur par mètre carré, en tenant compte du nombre de pièces à chauffer. Vous pouvez utiliser une formule ou une calculatrice pour ce faire.
Méthodes de calcul de la section des radiateurs en fonction de la surface de la pièce, sans calculatrice.
Les calculs thermiques basés sur le volume des pièces sont considérés comme les plus complexes dans le secteur de la construction. Pour calculer le nombre de sections de radiateurs (bimétalliques, en aluminium ou en fonte), vous pouvez utiliser un calculateur en ligne ou la formule suivante :
- Par superficie de la pièce ;
- Par perte de chaleur.
La première méthode pour calculer le nombre de sections d'un appareil de chauffage, sans utiliser de calculatrice, à l'aide d'une formule, ressemble à ceci :
k = P1/P2, où :
- P1 — niveau de puissance requis en W ;
- P2 est la puissance thermique d'un compartiment en W.
Pour calculer la puissance nécessaire au chauffage d'un appartement entier, il faut multiplier la puissance standard par mètre cube par la surface du bâtiment. Cependant, ces normes n'étant pas définies dans les documents réglementaires, on utilise des valeurs approximatives pour les calculs. Pour une maison en briques, la norme est de 0,037 kW/m³ ; pour une maison à ossature bois, elle est de 0,041 kW/m³ ; pour les maisons en bois, une valeur inférieure est utilisée.
De plus, selon le mode de connexion de l'appareil, les ajustements suivants sont appliqués :
- Pour unilatéral :
- chauffage et retour par le bas - 1,28 ;
- servir d'en haut et retourner d'en bas - 1.03.
- Pour les versions recto-verso :
- chauffage et retour par le bas des deux côtés - 1,13 ;
- Alimentation et retour par le bas d'un côté - 1,28.
- Pour la diagonale :
- chauffage et retour par le bas - 1,00 ;
- servir d'en haut et retourner d'en bas - 1,25.
La seconde méthode de calcul, sans calculatrice, consiste à utiliser une formule prenant en compte les pertes de chaleur.
k = Q / P2, où :
- Q — perte de chaleur en W ;
- P2 est la puissance thermique d'un compartiment en W.
La puissance d'une section est indiquée dans le tableau :
| Voir | Transfert de chaleur du compartiment en fonction de l'écart axial |
| Acier | 85 - 120 |
| Fonte | 100 - 160 |
| Aluminium | 140 - 185 |
| biométrique | 150 - 210 |
Vous pouvez calculer le nombre de compartiments à batteries nécessaires au chauffage d'une maison individuelle de la manière suivante.
N = S/t*100*w*h*r, où :
- N — nombre de compartiments ;
- S — taille du bâtiment ;
- t représente l'énergie thermique nécessaire pour chauffer la pièce ;
- w est un indice qui prend en compte la surface et le modèle des fenêtres : type standard - 1,1, ou plastique à double vitrage - 1 ;
- h — hauteur sous plafond : jusqu'à 2,7 m — 1, de 2,7 à 3,5 m — 1,5 ;
- r est une valeur de correction, elle dépend du nombre de murs extérieurs : pièce d'angle – 1, autre type – 1.
En fonction de la surface, le calcul de la performance du radiateur de chauffage par mètre carré est déterminé selon la formule :
t = S*100 W, où
- 100 W représentent la puissance thermique nécessaire pour chauffer 1 m² d'une pièce.
L'efficacité d'un système de chauffage est influencée par de nombreux facteurs. Il est essentiel de calculer avec précision la puissance et le rendement calorifique du système utilisé pour chauffer une surface donnée de la pièce.
Si vous n'êtes pas sûr de pouvoir effectuer correctement les calculs à l'aide de la formule, il est préférable d'utiliser une calculatrice ou de demander l'aide de professionnels.
