L émission de chaleur
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- Hervé Picard
- il y a 8 ans
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1 2010/ GC L émission de chaleur Les émetteurs Les réseaux de distribution
2 Le chauffage Déperditions d un local - qualité de l isolation - ventilation Régulation Emission Distribution Production
3 Les émetteurs Rôle de l émetteur : transmettre à l ambiance la chaleur transportée par le fluide caloporteur (eau) Local : 20 C Eau 60 C Rayonnement Eau 40 C Convection Lois d émission d un émetteur
4 Emetteurs à eau chaude Puissance émise par un échangeur Te Ts Echangeur eau/air - eau : écoulement forcé - air : écoulement libre Tair D TLM est l écart logarithmique moyen forme générale : D TLM Ts Ts ln Te P = K.S.D TLM Te Tair Tair forme simplifiée : D TLM = 0,5 (Te + Ts) - Tair si (Ts -Tair) > 0,7 (Te -Tair)
5 Emetteurs à eau chaude Loi d émission générale pour un émetteur à eau chaude Te Ts Tair P = K. S. D TLM n. Q m - eau : écoulement forcé - air : écoulement libre «n» varie avec la forme de l émetteur n = 1 ventilo-convecteur, aérotherme, plancher chauffant n = 1,1-1,4 convecteur n = 1,2-1,4 radiateur «m» est un terme correcteur en débit (conv. naturelle) m = 0 radiateur, ventilo-convecteur,... m = 0,1 convecteur
6 EMETTEURS A EAU CHAUDE RADIATEUR CONVECTEUR PLANCHER CHAUFFANT AEROTHERME VENTILOCONVECTEUR
7 EMETTEURS ELECTRIQUES CONVECTEUR P. RAYONNANT ACCUMULATEUR PLANCHER CHAUFFANT EMETTEURS A RAYONNEMENT I.R. - Électrique - Gaz
8 Emetteurs à eau chaude Document
9 Emetteurs à eau chaude Comment dimensionner? Il faut fixer des «conditions nominales» - Puissance nominale = déperditions à combattre - Choix du niveau de température = lié à la production de chaleur (basse température?) = lié au type d émetteur (pl. chauffant, radiateur, ) - Choix du T = compromis Surface / Confort / Réglage / Débit = en général, entre 10 C et 20 C
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11 Plancher chauffant
12 2010/ GC L émission de chaleur Les émetteurs Les réseaux de distribution
13 Le réseau de distribution peut être divisé en plusieurs circuits : Circuit PRIMAIRE Circuit SECONDAIRE - dans le local de production - entre le local de production et le local chauffé - dans le local chauffé
14 Distribution verticale Distribution horizontale Colonne montante
15 Distribution monotube (obsolète) Retour Aller Q Distribution monotube dérivé Retour Aller Q Q
16 Robinet 3 voies monotube
17 Un élément de régulation : le robinet thermostatique
18 Distribution bitube Aller Q Retour avec boucle Tickelmann Aller Retour
19 Distribution «pieuvre» Aller Retour
20 Les matériaux Tubes en acier Tubes en cuivre Tubes en PER, en PB Quelques dispositions constructives Support des canalisations (déformations, flambement) Dilatation des canalisations (de 10 C à 100 C : acier ~ 1,2mm/m ; cuivre ~ 1,7 mm/m) Organes de sectionnement (isolement, démontage d éléments, )
21 Mécanique des fluides (rappel) Fluide incompressible réel P z 2 V 2g 1 P z 2 V 2g 2 ΣPdC en mce 2 P ρgz ρv 1 P ρgz ρv 2 2 ΣPdC en Pa - Linéaires : - Singulières : j.l K.ρ 2 V 2 Les coef. de perte de charge sont fonction de la température : pour l eau si T augmente, la PdC diminue (abaques 10 C, 40 C, 60 C, 80 C)
22 Abaque Polybutène (60 C)
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24 Distribution : dimensionnement Déperditions = Puissance à émettre Choix du régime de T (et T) Calcul du débit Q Dimensionnement : tuyaux (critères : V max, j max) Sélection : émetteurs (Q, T, Tair) Calcul des pertes de charge (lin., sing., émetteurs) Choix de la pompe Choix des équilibrages
25 Pompe et réseau Les réseaux de distribution
26 Distribution : assurer le service Solution 1, 2 ou 3 Radiateurs Pl. chauffant Solution 4 : bouteille de découplage
27 Distribution : alimenter le circuit primaire 3 Radiateurs Pl. chauffant 1 2 Solution 1, 2 ou 3
28 Distribution du circuit primaire : bouteille de découplage 3 d d d d d 2 d d d d
29 Dispositifs de maintien de pression Rôles : - absorber le volume de dilatation de l eau (10 C / 80 C) - maintenir une réserve d eau pour couvrir les fuites/pertes (en général : 1% du volume de l installation) - empêcher les dépressions dans l installation (dépressions => entrées d air => cavitation, corrosion) - limiter la perte de vapeur lors de surchauffes de courte durée
30 Dispositifs de maintien de pression Vase d expansion (à pression variable)
31 Dispositifs de maintien de pression Vase d expansion avec compresseur d air (à pression constante) P = constante
32 Dispositifs de maintien de pression Vase d expansion avec pompes (à pression constante) Un vase à P variable : pour les petites variations P = «constante»
33 Dispositifs de maintien de pression
34 Dispositifs de maintien de pression Comment déterminer le volume d expansion? 1) Estimer du volume de l installation : Vinstall - calcul exact - en fonction des puissances installées plancher chauffant : 1,7 m 3 pour 100 kw radiateur acier : 1,1 m 3 pour 100 kw radiateur fonte : 1,3 m 3 pour 100 kw batterie chaude : 0,9 m 3 pour 100 kw éventuellement les canalisations... 2) Calculer le volume d expansion : Vexp = a x Vinstall - coefficient de dilatation de l eau T ( C) Expansion(l/m 3 )
35 Dispositifs de maintien de pression Système à P fixe : Vvase = Vexp + Vréserve Pfonctionnement = Pstatique + 0,5 bars Plage de variation admise : + ou - 0,2 bars Système à P variable : Vvase Vexp Vréserve Pf Pini Pf 1 Pf : pression finale = 0,9.Pmaxi Pini : pression initiale de gonflage
36 Dispositifs de maintien de pression système avec compresseur d air système avec pompes P variable
37 Les organes d équilibrage Té de réglage émetteurs Vannes d équilibrage Vannes de P.diff. Soupape de décharge circuits parallèles colonnes montantes aller/retour
38 Les organes d équilibrage Té de réglage Soupape de décharge Vanne de pression différentielle Vanne d équilibrage
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