Calcul de la pression de la pompe de circulation de chauffage. Calculatrice pour calculer les performances d'une pompe de circulation pour le chauffage

Ici vous découvrirez:

• Pourquoi les calculs de la pompe du système de chauffage sont-ils nécessaires?
• Sélection d'une pompe en fonction de ses principales caractéristiques
• Comment calculer la pompe de circulation de chauffage à partir de la puissance de la chaudière
• Comment choisir une pompe de circulation en fonction des données obtenues
• Tableau de sélection des pompes empiriques
• Cavitation dans le système de chauffage et dans le système d'alimentation en eau
• Recommandations d'installation de la pompe

La tâche principale de la pompe de circulation est d'améliorer la circulation du liquide de refroidissement à travers les éléments du système de chauffage. Le problème de l'eau déjà refroidie entrant dans les radiateurs de chauffage est bien connu des résidents des étages supérieurs des immeubles à appartements. Des situations similaires sont associées au fait que le liquide de refroidissement dans de tels systèmes se déplace très lentement et a le temps de se refroidir jusqu'à ce qu'il atteigne les sections du circuit de chauffage qui sont à une distance considérable.

Lors de l'exploitation de systèmes de chauffage autonomes dans des maisons de campagne, la circulation de l'eau dans laquelle s'effectue de manière naturelle, vous pouvez également rencontrer un problème lorsque les radiateurs installés aux points les plus éloignés du circuit chauffent à peine. Ceci est également une conséquence de la pression insuffisante du liquide de refroidissement et de sa lente circulation dans la canalisation. L'installation d'équipements de pompage de circulation permet d'éviter de telles situations à la fois dans les immeubles à appartements et dans les maisons privées. En créant de manière forcée la pression requise dans la canalisation, ces pompes fournissent une vitesse de déplacement élevée de l'eau chauffée même vers les éléments les plus éloignés du système de chauffage.

La pompe augmente l'efficacité du chauffage existant et vous permet d'améliorer le système en ajoutant des radiateurs supplémentaires ou des éléments d'automatisation

Les systèmes de chauffage à circulation naturelle d'un liquide qui transfère de l'énergie thermique montrent leur efficacité lorsqu'ils sont utilisés pour chauffer des maisons de petite superficie. Cependant, si vous équipez de tels systèmes d'une pompe de circulation, vous pouvez non seulement augmenter l'efficacité de leur utilisation, mais également économiser sur le chauffage, en réduisant la quantité d'énergie consommée par la chaudière.

De par sa conception, la pompe de circulation est un moteur dont l'arbre transmet la rotation au rotor. Une roue avec des pales est installée sur le rotor - une roue. En tournant à l'intérieur de la chambre de travail de la pompe, la turbine pousse le liquide chauffé qui y entre dans la conduite de refoulement, formant un flux de liquide de refroidissement avec la pression requise. Les modèles modernes de pompes de circulation peuvent fonctionner selon plusieurs modes, créant différentes pressions du liquide de refroidissement qui les traverse dans les systèmes de chauffage. Cette option vous permet de réchauffer rapidement la maison au début du froid en faisant fonctionner la pompe à la puissance maximale, puis, lorsqu'une température d'air confortable se forme dans tout le bâtiment, passez l'appareil en mode de fonctionnement économique.

Dispositif de pompe de circulation pour le chauffage

Toutes les pompes de circulation utilisées pour équiper les systèmes de chauffage sont divisées en deux grandes catégories: les appareils à rotor «humide» et «sec». Dans les pompes du premier type, tous les éléments du rotor sont constamment dans le fluide caloporteur, et dans les dispositifs à rotor «sec», seule une partie de ces éléments est en contact avec le fluide pompé. Les pompes à rotor «sec» diffèrent par une puissance et un rendement plus élevés, mais elles font beaucoup de bruit pendant le fonctionnement, ce qui ne peut être dit des appareils à rotor «humide», qui émettent un minimum de bruit.

Pourquoi les calculs de la pompe du système de chauffage sont-ils nécessaires?

La plupart des systèmes de chauffage autonomes modernes utilisés pour maintenir une certaine température dans les locaux d'habitation sont équipés de pompes centrifuges qui assurent une circulation ininterrompue du liquide dans le circuit de chauffage.

En augmentant la pression dans le système, il est possible de réduire la température de l'eau à la sortie de la chaudière de chauffage, réduisant ainsi la consommation quotidienne de gaz consommée par celle-ci.

Le choix correct du modèle de pompe de circulation permet à un ordre de grandeur d'augmenter le niveau d'efficacité de l'équipement pendant la saison de chauffage et de fournir une température confortable dans les pièces de n'importe quelle zone.

Sélection d'une pompe en fonction de ses principales caractéristiques

Les principales caractéristiques techniques de toute pompe de chauffage sont:

Ces paramètres doivent assurer une circulation suffisante du liquide de refroidissement pour un transfert efficace de l'énergie thermique de la chaudière aux radiateurs, ils doivent donc correspondre à la fois à la puissance du système lui-même et à la résistance hydraulique qu'il contient pendant la circulation du liquide de refroidissement. Par conséquent, afin de sélectionner correctement une pompe pour un système de chauffage, il est nécessaire de connaître ces deux valeurs.

Leurs calculs exacts, qui sont utilisés par des spécialistes, sont plutôt lourds et compliqués. Par conséquent, avec l'auto-sélection, vous pouvez utiliser des calculs simplifiés à l'aide des formules simples ci-dessous et des indicateurs moyens recommandés qui vous permettront de sélectionner les caractéristiques optimales de la pompe de circulation. De plus, presque tout le monde peut faire de tels calculs.

Trois options pour calculer la puissance thermique

Des difficultés peuvent survenir lors de la détermination de l'indicateur de puissance thermique (R), il est donc préférable de se concentrer sur les normes généralement acceptées.

Option 1... Dans les pays européens, il est d'usage de prendre en compte les indicateurs suivants:

• 100 W / mètre carré - pour les maisons privées de petite superficie;
• 70 W / mètre carré - pour les immeubles de grande hauteur;
• 30 à 50 W / m2 - pour les locaux d'habitation industriels et bien isolés.

Option 2... Les normes européennes sont bien adaptées aux régions à climat doux. Cependant, dans les régions du nord, où il y a de fortes gelées, il est préférable de se concentrer sur les normes du SNiP 2.04.07-86 "Réseaux de chauffage", qui prennent en compte la température extérieure jusqu'à -30 degrés Celsius:

• 173 à 177 W / m2 - pour les petits bâtiments dont le nombre d'étages ne dépasse pas deux;
• 97 à 101 W / m2 - pour les maisons de 3 à 4 étages.

Option 3... Vous trouverez ci-dessous un tableau vous permettant de déterminer indépendamment la puissance thermique requise, en tenant compte de l'objectif, du degré d'usure et de l'isolation thermique du bâtiment.

Tableau: comment déterminer la puissance thermique requise

Comment déterminer la puissance du système de chauffage et le débit de pompe requis

La puissance thermique requise du système de chauffage dépend de la quantité de chaleur nécessaire pour un chauffage confortable de la maison et est directement proportionnelle à sa taille et aux propriétés d'isolation thermique des matériaux dont ses murs, son toit, son plafond, son sol, les fenêtres, les portes sont faites. Il n'est pas difficile de calculer la taille d'une maison ou d'une partie de celle-ci chauffée. Un ruban à mesurer et une calculatrice suffisent ici.

Il est plus difficile de calculer avec précision la perte de chaleur à travers les structures externes, car ici leur matériau, leur épaisseur et leurs caractéristiques de conception doivent être pris en compte. Par conséquent, pour un calcul simplifié, vous pouvez utiliser les valeurs moyennes recommandées de 1 à 1,5 kW de puissance thermique pour 10 m2 d'une pièce chauffée avec une hauteur sous plafond allant jusqu'à 3 m. peut utiliser une valeur inférieure, et si elle n'est pas isolée ou pas assez, il vaut mieux utiliser une valeur plus grande.

Par exemple, pour une maison bien isolée d'une superficie de 120 m2, environ 12 kW de puissance thermique seront nécessaires.Si la sélection d'une pompe de circulation est effectuée pour un système de chauffage à circulation naturelle existant, la puissance de la chaudière installée peut être prise en compte.

Calcul de la capacité de pompe requise

Après avoir décidé de la puissance thermique du chauffage, vous pouvez commencer à calculer le débit (capacité) de la pompe de circulation. Pour ce faire, vous pouvez utiliser deux formules simples. Le premier d'entre eux: P = Q / (1,16 x ΔT), (kg / h ou l / h) où:

• Q– puissance de chauffage (W) calculée précédemment;
• ΔT est la différence entre la température du tuyau d'alimentation et du «retour», qui pour les systèmes conventionnels, en règle générale, est à moins de 20 ° C, et pour le chauffage par le sol - environ 5 °;
• 1.16 - coefficient tenant compte de la chaleur spécifique de l'eau, W × h / kg × о С (pour les autres liquides de refroidissement (antigel, huile), il sera quelque peu différent et, si nécessaire, peut être trouvé dans des livres de référence ou sur Internet) .

Autre formule: P = 3,6 x Q / (s × ΔT), (l / h) où: s est la capacité calorifique du caloporteur (pour l'eau 4,2 kJ / kg × ° С). En utilisant l'une de ces formules, il est possible de déterminer que, par exemple, pour un système à deux tuyaux d'une puissance thermique de 12 kW, une pompe avec la capacité suivante (alimentation) sera nécessaire: P = 12000 / (1,16 × 20) = 517 l / h ou 0,5 m3 / h

Calcul de la charge nécessaire pour surmonter la résistance hydraulique

Afin de sélectionner une pompe de circulation pour un système de chauffage, en plus de la capacité, il est nécessaire de déterminer sa hauteur (pression), qu'elle doit créer afin de surmonter la résistance hydraulique existante. Mais vous devez d'abord connaître l'ampleur de cette résistance. Pour un calcul simplifié, vous pouvez utiliser la formule: J = (F + R × L) / p × g (m) Où:

• L est la longueur de la conduite jusqu'au radiateur le plus éloigné (m);
• R est la résistance hydraulique spécifique de la section de tuyau droit (Pa / m);
• p est la densité du liquide de refroidissement (pour l'eau - 1000 kg / m3);
• F - augmentation de la résistance dans les vannes de raccordement et d'arrêt (Pa);
• g - 9,8 m / s 2 (accélération de la pesanteur).

Les valeurs exactes de R et F pour différents tuyaux, vannes de raccordement et d'arrêt de différents types peuvent être trouvées dans la littérature de référence. Pour notre calcul simplifié, vous pouvez utiliser les données moyennes de ces valeurs obtenues expérimentalement: R - 100-150 Pa / m (plus le diamètre des tuyaux est grand et plus leur surface intérieure est lisse, moins la résistance est faible); F peut être pris en fonction du type de raccords:

• en plus jusqu'à 30% de pertes dans un tuyau droit - pour chaque raccord de raccordement de cette section;
• jusqu'à 20% - pour un mélangeur à trois voies ou des appareils similaires;
• jusqu'à 70% - pour le régulateur.

Vous pouvez également utiliser la formule proposée par les spécialistes du fabricant de pompes bien connu Wilo pour le calcul: J = R × L × k, m où: k est le coefficient qui prend en compte l'augmentation de la résistance dans le contrôle et la fermeture - vannes d'arrêt:

• 1.3 - systèmes de chauffage simples avec un nombre minimum de raccords;
• 2.2 - en présence de vannes de régulation;
• 2.6 - pour les systèmes complexes.

Il convient de garder à l'esprit que si la circulation dans un système avec deux circuits de câblage ou plus (branches) est assurée par une seule pompe, leur résistance totale doit être prise en compte pour sélectionner sa pression. Si chaque circuit est équipé d'une pompe séparée, le calcul de la puissance thermique et de la résistance de chacun d'eux doit être effectué séparément. Le nombre d'étages d'un bâtiment, lors du calcul de la pression, ne joue pas un grand rôle. Car dans un système de chauffage fermé, la colonne liquide de la conduite d'alimentation est équilibrée par la colonne «retour».

Nombre de vitesses de la pompe de circulation

La plupart des modèles modernes de pompes de circulation sont équipés de la possibilité de régler la vitesse de l'appareil. Le plus souvent, il s'agit de modèles à trois vitesses, avec lesquels vous pouvez régler la quantité de chaleur entrant dans la pièce. Ainsi, avec une forte vague de froid, la vitesse de la pompe est augmentée et en cas de réchauffement, elle est réduite afin que la température de l'air dans les pièces reste confortable pour vivre.

Pour le changement de vitesse, il y a un levier spécial situé sur le corps de l'appareil. Les modèles de pompes de circulation sont très populaires, équipés d'un système de contrôle automatique de la vitesse de l'appareil, en fonction du changement de la température de l'air extérieur.

Il convient de noter que ce n'est qu'une des options pour ce type de calcul. Certains fabricants utilisent une méthode de calcul légèrement différente lors de la sélection d'une pompe. Vous pouvez demander à un spécialiste qualifié d'effectuer tous les calculs, en l'informant des détails de l'appareil d'un système de chauffage spécifique et en décrivant les conditions de son fonctionnement. En règle générale, les indicateurs de charge maximale auxquels le système fonctionnera sont calculés. Dans des conditions réelles, la charge sur l'équipement sera inférieure, vous pouvez donc acheter en toute sécurité une pompe de circulation dont les caractéristiques sont légèrement inférieures aux indicateurs calculés. L'achat d'une pompe plus puissante n'est pas conseillé, car cela entraînera des coûts inutiles, mais le système n'améliorera pas les performances.

Après avoir obtenu toutes les données nécessaires, les caractéristiques pression-débit de chaque modèle doivent être étudiées, en tenant compte des différentes vitesses de fonctionnement. Ces caractéristiques peuvent être présentées sous forme de graphique. Vous trouverez ci-dessous un exemple d'un tel graphique, dans lequel les caractéristiques calculées de l'appareil sont également marquées.

À l'aide de ce graphique, vous pouvez sélectionner un modèle approprié de pompe de circulation pour le chauffage en fonction des indicateurs calculés pour le système d'une maison privée particulière

Le point A correspond aux indicateurs requis et le point B indique les données réelles d'un modèle de pompe spécifique, au plus près des calculs théoriques. Plus la distance entre les points A et B est petite, plus le modèle de pompe est adapté aux conditions de fonctionnement spécifiques.

Contrôle de la vitesse de la pompe de circulation

Les vitesses de pompe sont la capacité de l'instrument à varier les performances. Il est facile de se renseigner sur la disponibilité des modes - pas une puissance ne sera indiquée dans la description, mais plusieurs (généralement trois).

En savoir plus: Comment calculer une éolienne à l'aide des formules

De la même manière, la vitesse de rotation et la productivité sont indiquées en trois versions. Par exemple: 70/50/35 W (puissance), 2200/1900/1450 tr / min (vitesse de rotation), tête 4/3/2 m.

Il existe des modèles qui modifient automatiquement la vitesse de travail (et donc les performances), en fonction de la température ambiante.

Il y a un interrupteur spécial sur le corps de la pompe pour changer le mode. Il est conseillé aux modèles manuels de régler sur le mode de puissance maximale et de le baisser si nécessaire. Dans les appareils automatiques, il vous suffit de retirer le régulateur de la serrure.

La présence de modes de vitesse n'est pas seulement pour augmenter le confort. Elle est également justifiée économiquement. Jusqu'à 40% d'énergie peut être économisée par un appareil à mode par rapport à un appareil conventionnel.

La plupart des modèles de pompe de circulation ont une fonction de réglage de la vitesse de l'appareil. En règle générale, ce sont des appareils à trois vitesses qui vous permettent de contrôler la quantité de chaleur envoyée pour chauffer la pièce. En cas de coup de froid brutal, la vitesse de l'appareil est augmentée et lorsqu'elle devient plus chaude, elle est réduite, tandis que le régime de température dans les pièces reste confortable pour rester dans la maison.

Pour changer la vitesse, il y a un levier spécial situé sur le carter de la pompe. Les modèles de dispositifs de circulation avec un système de contrôle automatique de ce paramètre en fonction de la température à l'extérieur du bâtiment sont très demandés.

Pour changer la vitesse, il y a un levier spécial situé sur le carter de la pompe. Les modèles de dispositifs de circulation avec un système de contrôle automatique de ce paramètre en fonction de la température à l'extérieur du bâtiment sont très demandés.

La plupart des modèles de pompe de circulation ont une fonction de réglage de la vitesse de l'appareil. En règle générale, ce sont des appareils à trois vitesses qui vous permettent de contrôler la quantité de chaleur envoyée pour chauffer la pièce.En cas de coup de froid brutal, la vitesse de l'appareil est augmentée et lorsqu'elle devient plus chaude, elle est réduite, tandis que le régime de température dans les pièces reste confortable pour rester dans la maison.

Comment calculer la pompe de circulation de chauffage à partir de la puissance de la chaudière

Il arrive souvent que la chaudière ait été achetée à l'avance et que le reste des éléments du système soit sélectionné plus tard, en se concentrant sur les indicateurs de puissance du réchauffeur déclarés par le fabricant. Souvent, une pompe de circulation est achetée pour moderniser les systèmes de chauffage à circulation naturelle afin d'offrir la possibilité d'accélérer le mouvement du liquide de refroidissement.

Si la puissance de la chaudière est connue, utilisez la formule: Q = N / (t2-t1)

Q - débit de la pompe en mètres cubes / h;

N est la puissance de la chaudière en W;

t2 - température de l'eau en degrés Celsius à la sortie de la chaudière (entrée du système);

t1 - sur la ligne de retour.

Comment calculer la résistance hydraulique?

Afin de ne pas compter manuellement, utilisez notre calculatrice.

Il a déjà été discuté que le choix d'une pompe de circulation pour le système de chauffage est directement influencé par un paramètre aussi important que la résistance hydraulique, qui est créée par des éléments individuels du système de chauffage, vous permet de calculer la hauteur d'aspiration de la pompe et, de ce fait, permet de choisir un modèle d'équipement en termes de puissance et de pression générée. Pour calculer l'aspiration de la pompe (indiquée par la lettre H), utilisez la formule suivante:

H = 1,3 x (R1L1 + R2L2 + Z1 …… ..Zn) / 10000

Les paramètres utilisés dans cette formule sont indiqués dans le tableau.

Les valeurs R1 et R2 qui s'appliquent à cette table doivent être sélectionnées dans une table d'informations spéciale.

Les valeurs de la résistance hydraulique créées par divers appareils utilisés pour équiper les systèmes de chauffage sont généralement prescrites dans la documentation technique correspondante. S'il n'y a pas de telles informations dans le passeport de l'appareil, vous pouvez alors prendre les lectures approximatives de la résistance hydraulique (voir tableau).

Il existe des tableaux d'informations spéciaux qui vous permettent de connaître la résistance hydraulique de presque tous les éléments de l'équipement du système de chauffage.

Connaissant la hauteur d'aspiration, pour le calcul de laquelle la formule ci-dessus est utilisée, vous pouvez rapidement sélectionner une pompe de circulation en fonction de sa capacité et connaître sa hauteur requise.

Comment choisir une pompe de circulation en fonction des données obtenues

Après avoir terminé les calculs et déterminé les principaux paramètres (débit et pression), nous procéderons à la sélection d'une pompe de circulation appropriée. Pour ce faire, nous utilisons des graphiques de leurs caractéristiques techniques (B), qui se trouvent dans le passeport ou le mode d'emploi. Un tel graphique doit avoir deux axes avec les valeurs de hauteur (généralement en m) et de débit (capacité) en m3 / h, l / h ou l / s. Sur ce graphique, nous traçons les données obtenues lors du calcul, dans la dimension appropriée et à leur intersection, nous trouvons le point (A). S'il est au-dessus de la courbe caractéristique de la pompe (A3), alors ce modèle ne nous convient pas. Si le point tombe sur le graphique (A2) ou est en dessous (A1), alors c'est une option appropriée. Mais il faut garder à l'esprit que si le point est nettement inférieur au graphique (A1), cela signifie que la pompe aura une réserve de marche excessive, ce qui est également peu pratique, car elle consommera plus d'électricité et son coût sera également être plus haut que le modèle, le graphe caractéristique qui sera le plus proche possible de notre point.

Il existe des modèles de pompes qui n'ont pas une, mais 2-3 vitesses.Les graphiques de leurs caractéristiques n'auront pas une, mais respectivement 2 ou 3 lignes. Dans ce cas, la sélection de la pompe doit se faire selon le planning de la vitesse qui sera utilisée ou en tenant compte de toutes les lignes si toutes les vitesses sont utilisées.

Quoi d'autre influence le choix

Le choix d'une pompe pour un système de chauffage, en plus de ses principaux paramètres (pression et débit), peut être influencé par d'autres facteurs, tels que: le fabricant, la fabrication, la durabilité, la température de fonctionnement maximale, le coût, etc. Souvent, ils sont liés. Les pompes de qualité fiables, "Wilo", "DAB", "Lowara", "Ebara" et "Pedrollo" ont généralement un coût élevé. En règle générale, les modèles chinois ou nationaux sont beaucoup moins chers, mais il n'y a aucune garantie de leur fiabilité et de leur fonctionnement à long terme. Ici, tout dépend du choix personnel: soit un produit fiable de haute qualité à un prix plus élevé, soit une pompe de circulation moins chère, mais moins fiable, qui devra peut-être bientôt être changée. Parfois, pour économiser de l'argent, ils achètent des Grundfos ou Wilo d'occasion. Souvent, ils fonctionnent normalement plus longtemps que les nouveaux chinois, mais s'ils sont achetés auprès de spécialistes de confiance, qui peuvent donner une certaine garantie.

Un autre paramètre technique qui peut être important lors du choix d'une pompe de circulation est la température maximale admissible pour son fonctionnement, qui devrait également figurer dans son passeport ou dans son mode d'emploi. Ceci est particulièrement important si la pompe doit être installée dans un système de chauffage avec une chaudière à combustible solide sur le tuyau d'alimentation. La température de fonctionnement maximale autorisée de celui-ci, dans ce cas, doit être d'au moins 110 ° C. Si, cependant, il sera installé sur la conduite de retour, ce paramètre n'est pas si important, car la température du liquide de refroidissement à cet endroit dépasse rarement 70 ° C.

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Tableau de sélection des pompes empiriques

Remarque: dans la troisième colonne, le premier chiffre est le diamètre des buses, le second est la hauteur de levage.

En utilisant les données fournies, vous pouvez facilement sélectionner le bon appareil pour un fonctionnement stable et à long terme sans trop de tracas.

Cavitation dans le système de chauffage et dans le système d'alimentation en eau

La cavitation est un processus au cours duquel des molécules de vapeur se forment dans le système de chauffage en raison de la diminution de la pression. Ce processus a lieu si le débit du fluide diminue ou augmente dans les tuyaux.

Cavitation du système de chauffage

Si le système de chauffage est caractérisé par des températures trop basses ou trop élevées, ce phénomène peut avoir un effet négatif. La vapeur qui se forme s'accumule en bulles et, si elles éclatent, endommagent ainsi le matériau à partir duquel les tuyaux ou d'autres composants du système de chauffage sont fabriqués.

Un appareil correctement sélectionné et un calcul correctement effectué de la puissance de la pompe de circulation de chauffage garantiront que le fonctionnement du système de chauffage et du système d'alimentation en eau sera le plus efficace.

Si vous ne pouvez pas effectuer indépendamment des opérations telles que le calcul d'une pompe pour le chauffage, ou si vous doutez de leur exactitude, il est préférable de confier cette question à un professionnel dans ce domaine. Le spécialiste vous aidera non seulement à choisir une pompe ou à faire des calculs, mais s'occupera également directement de l'installation de la pompe.