Calcul de débit de chauffage

Ce que fait le calcul de débit de chauffage

Dans un chauffage central à eau chaude, l’eau transporte la chaleur de la chaudière ou de la pompe à chaleur vers les radiateurs, les boucles de plancher chauffant ou les ventilo-convecteurs. La chaleur transportée vaut le débit fois la capacité thermique de l’eau fois l’écart de température entre départ et retour, le delta T. Une fois puissance et delta T fixés, le débit en découle. L’outil résout ce bilan thermique, tient compte des mélanges glycolés et vérifie le débit face aux diamètres de tuyaux pour que l’installation ne fasse pas de bruit d’écoulement.

Formule du débit de chauffage

Le bilan thermique d’un circuit d’eau :

Pour l’eau, ρ × c_p vaut environ 4,14 kJ par litre et par kelvin, d’où la règle pratique de 0,86 L/h par watt et par kelvin. En unités US, 500 représente 8,33 lb par gallon × 60 minutes × 1 BTU par lb et par °F. Les mélanges glycolés transportent moins de chaleur par litre, un mélange à 35 % demande environ 7 % de débit en plus. Pour la vérification des tuyaux, l’outil divise le débit par la section intérieure et choisit le plus petit diamètre listé dont la vitesse ne dépasse pas la limite.

Exemple de calcul de débit de chauffage

Un circuit de 10 kW, 55 °C au départ et 45 °C au retour, eau pure, tuyau cuivre :

En unités US, 34 100 BTU/h avec 20 °F d’écart donnent 34 100 ÷ (500 × 20) = 3,4 gpm. Si l’écart est divisé par deux, le débit double, c’est pourquoi les installations basse température à pompe à chaleur demandent des tuyaux et des circulateurs plus grands que les installations à chaudière.

Comment faire le calcul de débit de chauffage

Saisissez la puissance du circuit ou de toute l’installation en kW (1 kW vaut 3412 BTU/h). Indiquez températures de départ et de retour ; c’est l’écart qui compte, le delta T. Choisissez eau pure ou mélange au propylène glycol pour les installations exposées au gel. Choisissez le type de tuyau et laissez la vitesse maximale autour de 0,7 m/s en habitat ou montez-la jusqu’à 1,2 m/s pour les collecteurs en chaufferie. Cliquez sur Calculer.

Interpréter le débit de chauffage

Le débit est ce que le circulateur doit faire passer dans ce circuit ; pour le collecteur, additionnez les débits des circuits en parallèle. Les chaudières travaillent en général avec 10 à 20 K d’écart, les pompes à chaleur avec 5 à 7 K et les planchers chauffants avec 5 à 10 K. Un débit plus élevé que nécessaire gaspille l’électricité du circulateur et crée du bruit, un débit trop faible laisse les pièces éloignées froides. Utilisez le résultat pour régler les robinets et choisir le point de fonctionnement du circulateur.

Quand faire un calcul de débit de chauffage

• Dimensionner le circulateur d’une chaudière ou d’une pompe à chaleur
• Équilibrer radiateurs et boucles de plancher chauffant
• Choisir les diamètres de tuyaux d’un nouveau chauffage
• Vérifier le débit d’eau glacée vers des ventilo-convecteurs
• Déterminer le débit de circuits solaires ou géothermiques glycolés

Erreurs fréquentes dans le calcul de débit de chauffage

• Confondre kelvins et °F. 10 K d’écart font 18 °F.
• Ignorer le glycol. Les mélanges glycolés demandent plus de débit.
• Utiliser le diamètre extérieur. La vitesse dépend du diamètre intérieur.
• Surdimensionner le circulateur. Trop de débit signifie bruit et électricité gaspillée.

Conseils pour le débit de chauffage

• Concevez les circuits de pompe à chaleur avec 5 à 7 K d’écart.
• Restez sous environ 0,7 m/s en habitat.
• Équilibrez les radiateurs par la prérégulation des robinets.

Calculateurs liés au débit de chauffage

Débit, température et pression vont ensemble. Le calcul Delta T donne l’écart de température, le calcul de puissance de pompe dimensionne le circulateur et le calcul de vase d’expansion dimensionne le vase de l’installation.

Débit de chauffage, diamètre des tuyaux et choix du circulateur

Une fois le débit connu, le diamètre détermine la perte de charge et la hauteur manométrique du circulateur. Une vitesse doublée multiplie à peu près par quatre la perte par frottement, un tuyau d’un diamètre au-dessus peut donc réduire nettement la consommation du circulateur. Additionnez les pertes du générateur, des robinets et du circuit le plus défavorisé et choisissez un circulateur dont la courbe atteint ce débit et cette hauteur ; le calcul de puissance de pompe convertit débit et hauteur en puissance. Les circulateurs à vitesse variable haute efficacité adaptent ensuite leur vitesse au besoin réel.

Débit par radiateur et équilibrage hydraulique

Chaque radiateur a besoin d’un débit proportionnel à sa puissance pour l’écart choisi. Un radiateur de 1,5 kW demande environ 130 L/h à 10 K ; réglez cette valeur sur la prérégulation du robinet thermostatique ou le té de réglage pour que les radiateurs proches ne privent pas les éloignés. L’équilibrage hydraulique est recommandé à chaque remplacement de générateur et conditionne certaines aides. Contrôlez les températures réelles de départ et de retour avec le calcul Delta T, et n’oubliez pas que toute installation fermée a besoin d’un vase d’expansion, que dimensionne le calcul de vase d’expansion.

Tableau de débit chauffage

Eau pure, selon puissance et écart de température :

Dimensionnement des tuyaux de chauffage à 10 K et 0,7 m/s

Calculateurs similaires