Calcul des radiateurs de chauffage : comment calculer le nombre et la puissance requis des batteries

Un système de chauffage bien conçu fournira au logement la température requise et toutes les pièces seront confortables par tous les temps.Mais pour transférer de la chaleur dans l'espace aérien des locaux d'habitation, il faut connaître le nombre de batteries requis, n'est-ce pas ?

Le calcul des radiateurs de chauffage, basé sur les calculs de la puissance thermique requise des appareils de chauffage installés, aidera à le découvrir.

Vous n'avez jamais fait de tels calculs et avez peur de vous tromper ? Nous vous aiderons à comprendre les formules - l'article traite d'un algorithme de calcul détaillé et analyse les valeurs des coefficients individuels utilisés dans le processus de calcul.

Pour vous permettre de mieux comprendre les subtilités du calcul, nous avons sélectionné du matériel photographique thématique et des vidéos utiles qui expliquent le principe de calcul de la puissance des appareils de chauffage.

Calcul simplifié de la compensation des pertes de chaleur

Tous les calculs sont basés sur certains principes. Les calculs de la puissance thermique requise des batteries reposent sur l'idée que les appareils de chauffage qui fonctionnent bien doivent compenser pleinement les pertes de chaleur qui se produisent lors de leur fonctionnement en raison des caractéristiques des locaux chauffés.

Pour les pièces à vivre situées dans une maison bien isolée, située elle-même dans une zone climatique tempérée, un calcul simplifié de compensation des fuites de chaleur convient dans certains cas.

Pour de tels locaux, les calculs sont basés sur une puissance standard de 41 W nécessaire pour chauffer 1 mètre cube. espace vital.

Pour que l'énergie thermique émise par les appareils de chauffage soit spécifiquement orientée vers le chauffage des locaux, il est nécessaire d'isoler les murs, les combles, les fenêtres et les sols.

La formule pour déterminer la puissance thermique des radiateurs nécessaire pour maintenir des conditions de vie optimales dans une pièce est la suivante :

Q = 41 x V,

Où V – volume de la pièce chauffée en mètres cubes.

Le résultat à quatre chiffres obtenu peut être exprimé en kilowatts, en le réduisant à raison de 1 kW = 1 000 W.

Formule détaillée pour calculer la puissance thermique

Lors des calculs détaillés du nombre et de la taille des radiateurs de chauffage, il est d'usage de partir de la puissance relative de 100 W requise pour le chauffage normal de 1 m² d'une certaine pièce standard.

La formule pour déterminer la puissance thermique nécessaire aux appareils de chauffage est la suivante :

Q = ( 100 x S ) x R x K x U x T x H x L x G x X x Y x Z

Facteur S dans les calculs, rien de plus que la superficie de la pièce chauffée, exprimée en mètres carrés.

Les lettres restantes sont divers facteurs de correction, sans lesquels le calcul sera limité.

L’essentiel lors des calculs thermiques est de se rappeler du dicton « la chaleur ne brise pas les os » et de ne pas avoir peur de commettre une grosse erreur.

Mais même des paramètres de conception supplémentaires ne peuvent pas toujours refléter toutes les spécificités d'une pièce particulière. En cas de doute sur les calculs, il est recommandé de privilégier les indicateurs ayant des valeurs élevées.

Il est alors plus facile de réduire la température des radiateurs en utilisant dispositifs de contrôle de la températureque de geler lorsque leur puissance thermique est insuffisante.

Ensuite, chacun des coefficients impliqués dans la formule de calcul de la puissance thermique des batteries est discuté en détail.

À la fin de l'article, des informations sont données sur les caractéristiques des radiateurs pliables fabriqués à partir de différents matériaux, et la procédure de calcul du nombre requis de sections et des batteries elles-mêmes est discutée sur la base du calcul de base.

Orientation des pièces selon les directions cardinales

Et pendant les jours les plus froids, l’énergie du soleil affecte encore l’équilibre thermique à l’intérieur de la maison.

Le coefficient « R » de la formule de calcul de la puissance thermique dépend de l'orientation des pièces dans un sens ou dans l'autre.

1. Chambre avec fenêtre au sud - R = 1,0. Pendant la journée, elle recevra un maximum de chaleur extérieure supplémentaire par rapport aux autres pièces. Cette orientation est considérée comme la base et le paramètre supplémentaire dans ce cas est minime.
2. La fenêtre fait face à l'ouest - R = 1,0 ou R = 1,05 (pour les régions avec des journées d'hiver courtes). Cette pièce aura également le temps de recevoir sa part de soleil. Même si le soleil y apparaîtra en fin d'après-midi, l'emplacement d'une telle pièce reste toujours plus favorable que ceux de l'est et du nord.
3. La pièce est orientée à l'est - R = 1,1. Il est peu probable que le luminaire hivernal montant ait le temps de chauffer correctement une telle pièce de l'extérieur. La puissance de la batterie nécessitera des watts supplémentaires. En conséquence, nous ajoutons une modification significative de 10 % au calcul.
4. En dehors de la fenêtre il n'y a que le nord - R = 1,1 ou R = 1,15 (un habitant des latitudes septentrionales ne se trompera pas s'il prélève 15 % supplémentaires). En hiver, une telle pièce ne reçoit pas du tout la lumière directe du soleil. Par conséquent, il est recommandé d'ajuster les calculs de la puissance calorifique requise des radiateurs de 10 % à la hausse.

Si des vents d'une certaine direction prédominent dans la zone où vous habitez, il est conseillé pour les pièces avec des côtés au vent d'augmenter R jusqu'à 20 % en fonction de la force du souffle (x1,1÷1,2), et pour les pièces avec des murs. parallèlement aux courants froids, augmenter la valeur de R de 10 % (x1,1).

Les pièces dont les fenêtres sont orientées au nord et à l'est, ainsi que les pièces exposées au vent, nécessiteront un chauffage plus puissant.

Prise en compte de l'influence des murs extérieurs

En plus du mur sur lequel est intégrée une ou plusieurs fenêtres, d’autres murs de la pièce peuvent également être en contact avec le froid extérieur.

Les murs extérieurs de la pièce déterminent le coefficient « K » de la formule de calcul de la puissance thermique des radiateurs :

• La présence d’un mur de rue à proximité d’une pièce est un cas typique. Ici tout est simple avec le coefficient - K = 1,0.
• Deux murs extérieurs nécessiteront 20 % de chaleur en plus pour chauffer la pièce - K = 1,2.
• Chaque mur extérieur suivant ajoute 10 % du transfert de chaleur requis aux calculs. Pour trois murs de rue - K = 1,3.
• La présence de quatre murs extérieurs dans une pièce ajoute également 10% - K = 1,4.

En fonction des caractéristiques de la pièce pour laquelle le calcul est effectué, le coefficient approprié doit être retenu.

Dépendance des radiateurs à l'isolation thermique

Un logement correctement et fiablement isolé du froid hivernal vous permet de réduire considérablement le budget de chauffage de l'espace intérieur.

Le degré d'isolation des murs de rue est soumis au coefficient « U », qui réduit ou augmente la puissance thermique calculée des appareils de chauffage :

• U=1,0 - pour murs extérieurs standards.
• U = 0,85 - si l'isolation des murs de rue a été réalisée selon un calcul particulier.
• U = 1,27 - si les murs extérieurs ne résistent pas suffisamment au froid.

Les murs fabriqués avec des matériaux et une épaisseur adaptés au climat sont considérés comme standard. Et aussi d'épaisseur réduite, mais avec une surface extérieure enduite ou avec une surface isolation thermique extérieure.

Si la superficie de la pièce le permet, vous pouvez alors faire isolation des murs par l'intérieur. Et il existe toujours un moyen de protéger les murs du froid extérieur.

Une pièce d'angle bien isolée selon des calculs spéciaux permettra d'économiser un pourcentage important sur les coûts de chauffage pour toute la surface habitable de l'appartement.

Le climat est un facteur important en arithmétique

Différentes zones climatiques ont des températures extérieures minimales différentes.

Lors du calcul de la puissance de transfert thermique des radiateurs, un coefficient « T » est prévu pour tenir compte des écarts de température.

Considérons les valeurs de ce coefficient pour différentes conditions climatiques :

• T=1,0 jusqu'à -20 °C.
• T=0,9 pour les hivers avec des gelées jusqu'à -15 °C
• T=0,7 – jusqu'à -10 °C.
• T=1,1 pour des gelées jusqu'à -25 °C,
• T=1,3 – jusqu'à -35 °C,
• T=1,5 – en dessous de -35 °C.

Comme le montre la liste ci-dessus, des températures hivernales jusqu'à -20 °C sont considérées comme normales. Pour les zones les moins froides, la valeur 1 est prise.

Pour les régions plus chaudes, ce facteur de calcul réduira le résultat global du calcul. Mais pour les régions au climat rigoureux, la quantité d’énergie thermique requise par les appareils de chauffage augmentera.

Caractéristiques du calcul des pièces hautes

Il est clair que parmi deux pièces de même superficie, celle avec le plafond le plus haut aura besoin de plus de chaleur. Le coefficient « H » permet de prendre en compte la correction du volume de l'espace chauffé dans le calcul de la puissance thermique.

Au début de l'article, il a été évoqué certaines prémisses réglementaires. Il s’agit d’une pièce avec un plafond de 2,7 mètres ou moins. Pour cela, prenez une valeur de coefficient égale à 1.

Considérons la dépendance du coefficient H sur la hauteur des plafonds :

• H=1,0 - pour plafonds de 2,7 mètres de hauteur.
• H=1,05 - pour les pièces jusqu'à 3 mètres de hauteur.
• H = 1,1 - pour une pièce avec un plafond jusqu'à 3,5 mètres.
• H = 1,15 – jusqu'à 4 mètres.
• H = 1,2 - besoin de chaleur pour une pièce supérieure.

Comme vous pouvez le constater, pour les pièces avec de hauts plafonds, il faut ajouter 5 % au calcul pour chaque demi-mètre de hauteur, à partir de 3,5 m.

Selon la loi de la nature, l’air chaud et chauffé se précipite vers le haut. Pour mélanger tout son volume, les appareils de chauffage devront travailler dur.

Avec la même superficie des locaux, une pièce plus grande peut nécessiter un nombre supplémentaire de radiateurs connectés au système de chauffage

Rôle de conception du plafond et du sol

Réduire la puissance thermique des batteries n’est pas seulement une bonne chose murs extérieurs isolés. Le plafond en contact avec la pièce chaude permet également de minimiser les pertes lors du chauffage de la pièce.

Le coefficient « W » dans la formule de calcul sert justement à prévoir ceci :

• W=1,0 - s'il y a par exemple des combles non chauffés et non isolés à l'étage.
• W=0,9 - pour un grenier non chauffé mais isolé ou autre pièce isolée au-dessus.
• W=0,8 - si la pièce à l'étage supérieur est chauffée.

L'indicateur W peut être ajusté vers le haut pour les pièces du premier étage si elles sont situées au rez-de-chaussée, au-dessus d'un sous-sol ou d'un espace en sous-sol non chauffé. Ensuite les chiffres seront les suivants : le sol est isolé +20% (x1,2) ; le sol n'est pas isolé +40% (x1,4).

La qualité des montures est la clé de la chaleur

Les fenêtres étaient autrefois un point faible de l’isolation thermique d’un espace de vie. Les cadres modernes dotés de fenêtres à double vitrage ont considérablement amélioré la protection des pièces contre le froid extérieur.

Le degré de qualité des fenêtres dans la formule de calcul de la puissance thermique est décrit par le coefficient « G ».

Le calcul est basé sur un châssis standard avec une fenêtre à double vitrage simple chambre, dont le coefficient est égal à 1.

Considérons d'autres options d'utilisation du coefficient :

• G=1,0 - charpente avec fenêtres à double vitrage à chambre unique.
• G=0,85 - si le châssis est équipé d'une fenêtre à double vitrage à deux ou trois chambres.
• G = 1,27 - si la fenêtre a un cadre en bois ancien.

Ainsi, si la maison a de vieilles charpentes, alors les déperditions de chaleur seront importantes. Il faudra donc des batteries plus puissantes. Idéalement, il est conseillé de remplacer de tels cadres, car ce sont des frais de chauffage supplémentaires.

La taille de la fenêtre compte

En suivant la logique, on peut affirmer que plus le nombre de fenêtres dans la pièce est grand et plus leur vue est large, plus les fuites de chaleur à travers elles sont sensibles. Le facteur « X » dans la formule de calcul de la puissance thermique requise des batteries reflète cela.

Dans une pièce dotée de grandes fenêtres, les radiateurs doivent avoir un nombre de sections correspondant à la taille et à la qualité des cadres.

La norme est le résultat de la division de la superficie des ouvertures des fenêtres par la superficie de la pièce égale à 0,2 à 0,3.

Voici les principales valeurs du coefficient X pour diverses situations :

• X = 1,0 - dans un rapport de 0,2 à 0,3.
• X = 0,9 - pour un rapport de surface de 0,1 à 0,2.
• X = 0,8 - avec un rapport allant jusqu'à 0,1.
• X = 1,1 - si le rapport de surface est compris entre 0,3 et 0,4.
• X = 1,2 - lorsqu'il est de 0,4 à 0,5.

Si la superficie des ouvertures de fenêtres (par exemple, dans des pièces avec fenêtres panoramiques) dépasse les ratios proposés, il est raisonnable d'ajouter 10 % supplémentaires à la valeur X lorsque le ratio de surface augmente de 0,1.

La porte de la pièce, qui est régulièrement utilisée en hiver pour accéder à un balcon ou une loggia ouverte, effectue ses propres ajustements sur le bilan thermique.Pour une telle pièce, il serait correct d'augmenter X de 30 % supplémentaires (x1,3).

Les pertes d'énergie thermique peuvent être facilement compensées par l'installation compacte d'un convecteur d'eau canalisé ou électrique sous l'entrée du balcon.

Impact d'une batterie fermée

Bien entendu, un radiateur moins entouré d’obstacles artificiels et naturels divers dégagera mieux la chaleur. Dans ce cas, la formule de calcul de sa puissance thermique a été élargie grâce au coefficient « Y », qui prend en compte les conditions de fonctionnement de la batterie.

L’emplacement le plus courant pour les appareils de chauffage est sous le rebord de la fenêtre. Dans cette position, la valeur du coefficient est 1.

Considérons des situations typiques pour placer des radiateurs :

• Y=1,0 - juste sous le rebord de la fenêtre.
• Oui = 0,9 - si la batterie s'avère soudainement complètement ouverte de tous les côtés.
• Oui = 1,07 - lorsque le radiateur est masqué par une projection horizontale du mur
• Oui = 1,12 - si la batterie située sous le rebord de la fenêtre est recouverte d'un cache avant.
• Y=1,2 - lorsque l'appareil de chauffage est bloqué de toutes parts.

Les longs rideaux occultants baissés rendent également la pièce plus froide.

La conception moderne des radiateurs de chauffage permet de les utiliser sans aucun revêtement décoratif, garantissant ainsi un transfert de chaleur maximal.

Efficacité de connexion du radiateur

L'efficacité de son fonctionnement dépend directement de la méthode de connexion du radiateur au câblage de chauffage intérieur. Les propriétaires sacrifient souvent cet indicateur au profit de la beauté de la pièce. La formule de calcul de la puissance thermique requise prend en compte tout cela à travers le coefficient « Z ».

Voici les valeurs de cet indicateur pour diverses situations :

• Z=1,0 - raccorder le radiateur au circuit général de l'installation de chauffage selon la méthode « diagonale », qui est la plus justifiée.
• Z = 1,03 - une autre, la plus courante en raison de la courte longueur du liner, est la possibilité de se connecter « par le côté ».
• Z = 1,13 - la troisième méthode est « par le bas des deux côtés ». Grâce aux tuyaux en plastique, il s’est rapidement implanté dans les nouvelles constructions, malgré son efficacité bien moindre.
• Z = 1,28 - une autre méthode très inefficace « d'en bas d'un côté ». Cela mérite d'être pris en considération uniquement parce que certaines conceptions de radiateurs sont équipées d'unités prêtes à l'emploi avec des tuyaux d'alimentation et de retour connectés en un seul point.

Les bouches d'aération qui y sont installées contribueront à augmenter l'efficacité des appareils de chauffage, ce qui évitera rapidement au système de « aérer ».

Avant de cacher les tuyaux de chauffage dans le sol en utilisant des connexions de batterie inefficaces, il convient de penser aux murs et au plafond.

Le principe de fonctionnement de tout appareil de chauffage de l'eau repose sur les propriétés physiques du liquide chaud qui monte vers le haut et, après refroidissement, descend.

Par conséquent, il est fortement déconseillé d'utiliser des raccordements du système de chauffage aux radiateurs dans lesquels le tuyau d'alimentation se trouve en bas et le tuyau de retour en haut.

Exemple pratique de calcul de puissance thermique

Donnée initiale:

1. Une chambre d'angle sans balcon au deuxième étage d'une maison en parpaings à deux étages dans une région sans vent de la Sibérie occidentale.
2. Longueur de la pièce 5,30 m X largeur 4,30 m = superficie 22,79 m².
3. Largeur de fenêtre 1,30 m X hauteur 1,70 m = superficie 2,21 m².
4. Hauteur de la pièce = 2,95 m.

Séquence de calcul :

Vous trouverez ci-dessous une description du calcul du nombre de sections de radiateur et du nombre requis de batteries. Il est basé sur les résultats obtenus en matière de puissance thermique, en tenant compte des dimensions des emplacements d'installation proposés des appareils de chauffage.

Quels que soient les résultats, il est recommandé d'équiper non seulement les niches de rebord de fenêtre de radiateurs dans les pièces d'angle. Les batteries doivent être installées à proximité de murs extérieurs « aveugles » ou à proximité de coins soumis au plus grand gel sous l'influence du froid extérieur.

Puissance thermique spécifique des sections de batterie

Avant même d'effectuer un calcul général du transfert de chaleur requis des appareils de chauffage, il est nécessaire de décider de quel matériau les batteries pliables seront installées dans les locaux.

Le choix doit être basé sur les caractéristiques du système de chauffage (pression interne, température du liquide de refroidissement). Dans le même temps, n'oubliez pas les coûts très variables des produits achetés.

Comment calculer correctement le nombre requis de batteries différentes pour le chauffage sera discuté plus en détail.

À une température du liquide de refroidissement de 70 °C, les sections standard de 500 mm de radiateurs constituées de matériaux différents ont une puissance thermique spécifique « q » inégale.

1. Fonte - q = 160 Watt (puissance spécifique d'une section en fonte). Radiateurs de ce métal adapté à tout système de chauffage.
2. Acier - q = 85 Watt. Acier radiateurs tubulaires peut fonctionner dans les conditions de fonctionnement les plus difficiles. Leurs sections sont belles par leur éclat métallique, mais ont la puissance calorifique la plus faible.
3. Aluminium - q = 200 watts. Léger, esthétique radiateurs en aluminium doit être installé uniquement dans des systèmes de chauffage autonomes dans lesquels la pression est inférieure à 7 atmosphères. Mais leurs sections n'ont pas d'égal en termes de transfert de chaleur.
4. Bimétallique - q = 180 watts. Entrailles radiateurs bimétalliques en acier et la surface de dissipation de la chaleur est en aluminium. Ces batteries résisteront à toutes les conditions de pression et de température. La puissance thermique spécifique des profilés bimétalliques est également élevée.

Les valeurs données de q sont plutôt arbitraires et sont utilisées pour des calculs préliminaires. Des chiffres plus précis sont contenus dans les passeports des appareils de chauffage achetés.

Calcul du nombre de sections de radiateur

Les radiateurs pliables fabriqués dans n'importe quel matériau sont utiles car pour atteindre leur puissance thermique calculée, vous pouvez ajouter ou soustraire des sections individuelles.

Pour déterminer le nombre requis « N » de sections de batterie à partir du matériau sélectionné, la formule est suivie :

N = Q/q,

Où:

• Q = puissance thermique requise préalablement calculée des appareils de chauffage de la pièce,
• q = puissance thermique spécifique d'une section distincte de batteries proposée pour l'installation.

Après avoir calculé le nombre total requis de sections de radiateurs dans la pièce, vous devez comprendre combien de batteries doivent être installées. Ce calcul est basé sur une comparaison des dimensions des emplacements proposés installation d'appareils de chauffage et tailles de batterie en tenant compte des connexions.

Les éléments de la batterie sont reliés par des raccords à filetage externe multidirectionnel à l'aide d'une clé à radiateur, et en même temps des joints sont installés au niveau des joints

Pour les calculs préliminaires, vous pouvez vous armer de données sur la largeur des sections des différents radiateurs :

• fonte = 93mm,
• aluminium = 80mm,
• bimétallique = 82mm.

Lors de la fabrication de radiateurs pliables à partir de tuyaux en acier, les fabricants ne respectent pas certaines normes. Si vous souhaitez installer de telles batteries, vous devez aborder le problème individuellement.

Vous pouvez également utiliser notre calculateur en ligne gratuit pour calculer le nombre de sections :

Efficacité accrue du transfert de chaleur

Lorsque le radiateur chauffe l'air intérieur de la pièce, un chauffage intense du mur extérieur dans la zone située derrière le radiateur se produit également.Cela entraîne des pertes de chaleur supplémentaires injustifiées.

Pour augmenter l'efficacité du transfert de chaleur du radiateur, il est proposé de clôturer le dispositif de chauffage de la paroi extérieure avec un écran réfléchissant la chaleur.

Le marché propose de nombreux matériaux isolants modernes avec une surface en feuille réfléchissant la chaleur. Le film protège l'air chaud chauffé par la batterie du contact avec la paroi froide et le dirige à l'intérieur de la pièce.

Pour un bon fonctionnement, les limites du réflecteur installé doivent dépasser les dimensions du radiateur et dépasser de 2 à 3 cm de chaque côté. L'espace entre l'appareil de chauffage et la surface de protection thermique doit être laissé entre 3 et 5 cm.

Pour réaliser un écran réfléchissant la chaleur, on peut recommander l'isospan, le penofol, l'alufom. Un rectangle aux dimensions requises est découpé dans le rouleau acheté et fixé au mur à l'endroit où est installé le radiateur.

Il est préférable de fixer l'écran qui reflète la chaleur de l'appareil de chauffage au mur avec de la colle silicone ou des clous liquides

Il est recommandé de séparer la feuille isolante du mur extérieur avec un petit entrefer, par exemple à l'aide d'une fine grille en plastique.

Si le réflecteur est assemblé à partir de plusieurs parties de matériau isolant, les joints côté feuille doivent être scellés avec du ruban adhésif métallisé.

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

Des courts métrages présenteront la mise en œuvre pratique de quelques conseils d'ingénierie dans la vie quotidienne. Dans la vidéo suivante, vous pouvez voir un exemple pratique de calcul de radiateurs de chauffage :

La modification du nombre de sections de radiateur est abordée dans cette vidéo :

La vidéo suivante vous expliquera comment monter le réflecteur sous la batterie :

Les compétences acquises en matière de calcul de la puissance thermique de différents types de radiateurs de chauffage aideront l'artisan à concevoir correctement le système de chauffage. Et les femmes au foyer pourront vérifier l'exactitude du processus d'installation de la batterie par des spécialistes tiers.

Avez-vous calculé de manière indépendante la puissance des batteries de chauffage de votre maison ? Ou avez-vous rencontré des problèmes liés à l’installation d’appareils de chauffage de faible puissance ? Parlez de votre expérience à nos lecteurs - veuillez laisser des commentaires ci-dessous.