L'appareil de chauffage par le sol d'un appartement ou d'une maison privée commence par des calculs. Les tuyaux ou les câbles chauffants doivent être correctement sélectionnés en fonction de la puissance thermique spécifique et posés en une certaine étape. La pratique montre: vous ne pouvez pas vous fier entièrement à l'expérience des constructeurs embauchés, il est préférable de développer vous-même un schéma de pose. Le mode de calcul du chauffage par le sol électrique et à eau par les méthodes disponibles est décrit dans les instructions complémentaires.
Nous découvrons la puissance thermique requise
Pour calculer tous les paramètres du futur plancher chaud - eau ou électricité - vous devez déterminer combien de watts de chaleur appliquer pour chauffer une pièce particulière. Nous vous suggérons de calculer la puissance de chauffage requise de la manière la plus simple - par zone ou volume de la pièce.
Pointe. L'installation de circuits de chauffage par le sol n'est pas un plaisir coûteux. Le prix des travaux, compte tenu des matériaux et des composants, varie de 5 à 8 ans. e. par mètre carré (sans installer et connecter la chaudière). Si vous envisagez d'embaucher une équipe d'artisans et n'avez pas de projet de système de chauffage, demandez tous les calculs des interprètes, puis comparez les résultats.
À titre d'exemple, nous utilisons la disposition d'une petite maison d'un étage de 100 m² (selon la mesure externe), illustrée sur le dessin. Notez que les chambres d'angle avec des ouvertures lumineuses et des murs extérieurs perdront beaucoup plus de chaleur en hiver que les chambres intérieures - un couloir, une salle de bain et un couloir. La nuance est prise en compte dans la méthodologie proposée:
- En mesurant et en multipliant les longueurs, découvrez la quadrature de chaque pièce.
- Les surfaces des pièces avec un mur extérieur et une ouverture lumineuse se multiplient de 0,1 kW. Cette catégorie comprend également les locaux centraux (dans l'exemple - un hall d'entrée, une baignoire et un couloir).
- Pour chauffer des pièces situées dans les coins du bâtiment, vous devrez allouer plus d'énergie thermique. Le carré de la pièce avec deux murs extérieurs et une fenêtre doit être multiplié par 0,12 kW (cuisine et enfants).
- S'il y a 2 ouvertures de fenêtre ou plus dans la pièce d'angle, la surface est multipliée par 0,13 kW (le salon et la chambre sont sur le plan).
Les résultats des calculs sont la dissipation thermique requise des circuits de chauffage ou des radiateurs en kilowatts séparément pour chaque pièce. Avec les numéros reçus, vous pouvez passer à l'étape suivante du calcul.
Remarque. Les valeurs indiquées sont valables pour la zone centrale de la Fédération de Russie et de la République du Bélarus. Pour les logements situés au sud, les valeurs de la puissance thermique doivent être multipliées par un facteur de 0,7. Dans les régions du nord, un facteur à la hausse de 1,5–2 est appliqué aux résultats.
La technique ci-dessus ne convient pas aux pièces avec des plafonds de 3 mètres ou plus. Dans de tels cas, la quantité de chaleur requise est calculée par le volume des locaux, multiplié par 35, 40 ou 45 watts, selon l'emplacement à l'intérieur du bâtiment. Le calcul de la charge sur le système de chauffage est décrit en détail dans un article séparé.
Calcul des circuits de chauffe-eau
Après avoir déterminé la puissance du flux de chaleur nécessaire pour produire un plancher chaud dans chaque pièce, calculez ses principaux paramètres dans l'ordre suivant:
- Déterminez le débit du liquide de refroidissement qui fournit le transfert de chaleur nécessaire aux circuits. Découvrez et ajustez la température de surface du sol.
- Calculez le pas des boucles, ainsi que la température du liquide de refroidissement dans les conduites d'alimentation et de retour.
- Découvrez la longueur du tuyau dans le circuit.
Avant de faire d'autres calculs, nous voulons mettre en garde contre l'utilisation du chauffage au sol comme système de chauffage principal et unique. Selon de nombreux experts, dont Vladimir Sukhorukov, le chauffage par le sol devrait fonctionner en conjonction avec des batteries conventionnelles pour les raisons suivantes:
- les circuits d'eau chauffent une masse décente de chape de béton et sont donc assez inertes et réagissent lentement aux changements de température du liquide de refroidissement;
- les radiateurs se prêtent bien au réglage manuel et automatique, réagissent rapidement aux températures montantes ou descendantes de l'eau du réseau;
- afin de chauffer le volume de la pièce sans piles, les tuyaux doivent réchauffer la surface à 28–33 ° C, créant une sensation de congestion dans la pièce;
- en conséquence, le caloporteur devra être chauffé à 50–55 ° С; le programme de température économique des planchers d'eau est de 45–35 ° С.
D'où la recommandation. Les planchers chauds doivent être calculés pour la température de surface la plus confortable de +26 ° C et monter en plus un réseau de radiateurs qui peut fonctionner indépendamment, séparément du chauffage au sol. Il réchauffera l'air à la température souhaitée et le maintiendra en mode automatique.
Si vous décidez de ne pas installer de batteries de chauffage par convection en raison d'une augmentation des coûts de construction, vous pouvez toujours utiliser le calcul ci-dessous pour connaître le métrage des circuits, le diamètre et le pas de pose des pipelines. Explications de notre expert concernant l'installation de radiateurs:
Débit de liquide de refroidissement et température de revêtement
La méthode de calcul proposée est basée sur une méthode de résolution graphique. Mais le volume d'eau traversant le circuit pendant 1 heure, vous devez connaître les réglages corrects des débitmètres du collecteur de distribution, le calcul hydraulique et la sélection de la pompe de circulation pour la productivité.
La consommation d'eau de chauffage est calculée par la formule:
Explication des symboles:
- G - la valeur souhaitée du débit, unités - kg / h;
- Q - puissance thermique dépensée pour le chauffage des locaux (calculée dans la section précédente), W;
- Δt est la différence de température entre le caloporteur dans les branches d'alimentation et de retour, pour un plancher chauffant, elle est généralement prise égale à 10 ° С.
Exemple. Pour chauffer un salon d'une superficie de 15,75 m², vous aurez besoin de 15,75 x 130 = 2048 W de chaleur. La consommation horaire d'eau chauffée sera G = 0,86 x 2048/10 = 176,13 kg / h.
Pour connaître la température de surface des sols, il est nécessaire de connaître le type de revêtement, car les carreaux, le linoléum et le parquet en bois (stratifié) transmettent le flux thermique de différentes manières. Supposons que, dans le salon susmentionné, il soit prévu de poser du linoléum, nous nous tournons ensuite vers le nomogramme, où ces paramètres se reflètent:
- la différence entre la température moyenne du liquide de refroidissement et l'air dans le salon;
- transfert de chaleur spécifique à partir de 1 m² de sols;
- la température de surface correspondante;
- graphiques pour le pas de la disposition des tuyaux de 10 à 35 cm.
Pour déterminer le degré de chauffage du revêtement, sélectionnez le nomogramme compilé pour le linoléum. Nous regardons le transfert de chaleur spécifique - dans le salon, il est supérieur à 120 W / m², ce qui correspond à une température de 31 ° C. Plus tôt, nous avons convenu que cet indicateur est trop grand et prenons en compte la valeur optimale - 26 ° C. La puissance thermique spécifique q sera alors de 68 W / m².
Le manque de chaleur récupéré par les radiateurs est facile à calculer. Dans notre exemple, nous multiplions la valeur q trouvée par la surface du salon, soustrayons le chiffre résultant de l'indicateur de puissance précédemment calculé: 2048 W - 68 W / m² x 15,75 m² = 977 W.
Par conséquent, la quantité de liquide de refroidissement consommée par le système de plancher changera. La consommation diminuera à 0,86 x 1071/10 = 92,1 kg / h.
Remarque. Des calendriers prêts à l'emploi similaires sont faits pour d'autres types de revêtements - carreaux en grès cérame, stratifié et sols épais, des nomogrammes sont donnés tout au long de l'article. Les calculs de chauffage par le sol disposés en parquet avec la méthode «sèche» sont effectués selon les plannings pour les carreaux céramiques.
Pose et température de l'eau
Pour le chauffage par le sol des maisons privées et des appartements, il est habituel de poser des tuyaux en polyéthylène métal-plastique ou réticulé d'un diamètre de 16 x 2 mm (DN10). Les nomogrammes ci-dessus sont conçus spécifiquement pour ces matériaux polymères.
Le choix de l'étape d'aménagement se fait à l'aide de l'exemple d'un salon d'une maison à un étage:
- En utilisant le même nomogramme compilé pour le revêtement synthétique (linoléum), nous sélectionnons un graphique avec un intervalle de 15 cm.
- Du point d'intersection du graphe avec la ligne verte, on descend à l'échelle de différence de température, on obtient tp = 19 ° C.
- On retrouve la valeur de la température moyenne du liquide de refroidissement tav par la formule:
Ici, la désignation tv indique la température de l'air souhaitée dans le salon, prise +22 ° C. On considère tav: 19 + 22 = 41 ° C. Sachant que la différence de température entre l'alimentation et le retour Δt est de 10 degrés, il est facile de connaître le graphique de température: 41 ± 5 = 46/36 ° С.
Remarque: si vous prenez un intervalle plus long entre les conduites de chauffage (par exemple, 20 cm), le caloporteur devra être chauffé plus fortement. Il faut maintenir 48 ° С dans la conduite d'alimentation, 38 ° С dans la conduite de retour.
Le calcul du graphique de température aidera à sélectionner correctement la vanne de mélange à trois voies qui doit être installée sur le collecteur du plancher chauffant à eau. Lors du refroidissement de l'eau de retour des circuits à 36 degrés, il mélangera le liquide de refroidissement chaud de la chaudière à gaz (ou autre). Lorsqu'elle atteint 46 ° C, la vanne coupe le débit et la pompe fait tourner l'eau le long des circuits jusqu'à ce qu'elle refroidisse à nouveau.
Longueur de tuyau et résultats finaux
En indiquant l'intervalle de pose de la boucle avec la lettre latine b et en convertissant les unités en mètres, calculez la longueur du tuyau à l'aide de la formule:
La lettre F indique la superficie de la pièce en mètres carrés. La longueur du tuyau dans le salon de notre exemple sera L = 15,75 m² / 0,15 m = 105 m. Ici, nous rencontrons le problème suivant: pour que le monolithe en béton se réchauffe uniformément, la longueur du circuit ne doit pas dépasser 100 m et la résistance hydraulique doit être de 20 kPa. Il est nécessaire de mettre 105 m dans le salon plus la longueur des connexions pour connecter le circuit de chauffage au peigne.
Un point important. Avant d'effectuer les calculs, esquissez un schéma avec le plan de la maison et prenez la place de l'armoire avec le collecteur. Dans le dessin, le peigne est dans le couloir - la distance à toutes les pièces est à peu près la même.
Comment résoudre le problème avec une grande longueur de tuyau:
- Divisez le salon en 2 circuits de chauffage de même taille.
- La longueur d'un pipeline doit être déterminée en tenant compte de la connexion au collecteur - (105 + 5) / 2 = 55 m.
- Faites une couture de déformation entre les deux monolithes, permettant aux plaques de se dilater du chauffage sans se détruire.
Pour remplir correctement 2 plaques avec un joint de déformation, étudiez attentivement le schéma présenté. La base et le réchauffement avec de la mousse plastique pour les monolithes sont courants, seule la partie supérieure de la «tarte» est séparée - une chape avec des tuyaux à l'intérieur.
Pointe. Si la longueur des circuits ne dépasse pas 60 mètres, au lieu d'une pompe supplémentaire et d'une vanne à trois voies, il est recommandé de placer les têtes thermiques RTL sur le peigne du chauffage au sol. L'élément restreint le débit de retour jusqu'à ce que la température du liquide de refroidissement atteigne la température calculée (dans cet exemple, 36 ° C).
Il reste à calculer les paramètres des contours du sol dans les autres pièces d'une maison à un étage. Supposons que la chambre et la pépinière soient recouvertes d'un stratifié, la cuisine avec des carreaux de céramique. En utilisant des nomogrammes pour les revêtements indiqués, nous effectuons des calculs, les résultats sont inscrits dans le tableau général.
Remarque. La température du revêtement de sol en pépinière est limitée à 24 ° C selon les exigences des normes sanitaires. La méthode de calcul proposée est publiée dans le livre de V. V. Pokotilov, «Water Heating Systems», publié en 2008.
Caractéristiques des systèmes de plancher électrique
La technologie de préparation et de disposition des éléments chauffants électriques diffère de la disposition des circuits d'eau et dépend du type d'éléments chauffants sélectionnés:
- les câbles résistifs, les tiges de carbone et les nappes de câbles peuvent être posés «secs» (directement sous le revêtement) et «humides» (sous la chape ou l'adhésif pour carreaux);
- Les films infrarouges en carbone montrés sur la photo sont mieux utilisés comme substrat pour le revêtement sans chape, bien que certains fabricants autorisent la pose sous les carreaux.
Pour référence. Les systèmes de barres autorégulantes sont des éléments chauffants en carbone connectés en parallèle par deux conducteurs. En cas d'épuisement d'une tige, les éléments restants augmenteront la puissance de chauffage et continueront à chauffer la pièce.
3 éléments sont inhérents aux éléments chauffants électriques:
- transfert de chaleur uniforme sur toute la longueur;
- l'intensité de chauffage et la température de surface sont contrôlées par un régulateur de température qui se concentre sur les lectures des capteurs;
- intolérance à la surchauffe.
Les tiges autorégulatrices tolèrent calmement de telles choses, mais un autre facteur commence à influencer ici - acheter et poser des radiateurs au carbone coûteux sous les meubles est irrationnel.
Sélection de chauffe-câbles et films
En relation avec les points ci-dessus, le calcul du chauffage électrique est quelque peu simplifié, les paramètres du chauffage par le sol du câble sont déterminés comme suit:
- Calculez la quantité de chaleur nécessaire pour chauffer une pièce particulière (voir la première section).
- Dessinez la disposition de la pièce avec l'emplacement des meubles fixes et des appareils électroménagers. Faites un dessin à l'échelle aux dimensions réelles des armoires, des machines à laver, etc.
- Comptez la zone libre de la pièce en prenant le carré des zones occupées.
- La quantité de chaleur précédemment trouvée doit être répartie sur la zone restante. Divisez la puissance requise par le carré de la zone libre - obtenez un transfert de chaleur de 1 m².
- Câbles et nattes résistifs avec une puissance thermique de 9-25 W / m. n. sont vendus à longueur fixe. Sélectionnez l'élément chauffant en fonction du transfert de chaleur requis dans le catalogue du fabricant.
- Divisez le carré de la zone libre par la longueur du produit sélectionné - vous découvrirez l'étape de disposition des câbles.
Un exemple de calcul de la salle de bain d'une maison d'un étage d'une superficie de 6 m², dont 2,5 m² sont occupés par une baignoire, un lavabo et une armoire. Le carré de la zone libre est de 3,5 m², la puissance thermique requise est de 600 watts. Selon le catalogue de la célèbre marque Devi, nous sélectionnons un câble chauffant à deux conducteurs de la marque DEVIflex 18T d'une longueur de 37 mètres avec un transfert de chaleur de 622 watts. Divisez 3,5 m² par 37 m, nous obtenons un pas de 0,095 m, arrondi - 10 cm.
Remarque. Il est encore plus facile de sélectionner des passe-câbles - le fabricant indique la zone occupée par l'élément chauffant. Pour la salle de bain, un produit d'une capacité de 635 W de la marque DEVImat 200T, conçu pour une quadrature de 3,45 m², convient.
Éléments chauffants à film calculés et sélectionnés de manière similaire, placés sous le revêtement de sol. Une petite nuance: lors de l'installation d'un film de carbone ou d'un câble résistif dans les pièces à vivre, un espacement minimum de 150 mm des cloisons est réalisé. Ces rayures le long des murs devront également être retirées de la quadrature générale. Sur les loggias, les balcons et les salles de bains, cette empreinte est prise égale au pas d'installation (dans l'exemple - 10 cm).
Conclusion
Dans la méthode de calcul donnée, il n'est pas fait mention du réchauffement de la «tarte» du sol chaud à partir du sol ou du sol. La raison est simple: l'isolation thermique doit être présente dans tous les cas, au sol - 10 cm de mousse de polystyrène ou de laine minérale dense, au sol - 20 mm de mousse de polystyrène extrudé. Un calcul précis du matériau et de l'épaisseur de l'isolation est un sujet approfondi pour une publication séparée.
Si le cours des calculs vous semble trop compliqué, essayez d'utiliser des outils en ligne - des calculatrices publiées sur divers sites. Mais rappelez-vous - les résultats des calculs doivent être vérifiés à l'aide de programmes spécialisés ou de la méthode graphique proposée. Un exemple de travail avec le progiciel de la marque Herz Armaturen est présenté dans la vidéo.