Ce calculateur permet de dimensionner les tuyaux de chauffage en fonction de la température du fluide et du type de tuyau. Le calcul utilise l'approche de Darcy-Weisbach et de Colebrook-White (2) pour déterminer les pertes de charges en fonction du nombre de Reynolds, la friction des tuyaux et la viscosité du fluide.
Le critère par défaut pour la chute de pression spécifique est dP = 160 Pa/m, également appelé perte de charge linéaire.
Dans le cadre du dimensionnement du diamètre de tuyauterie, nous avons besoin des informations suivantes :
La première étape est d'estimer la nature de l'écoulement, pour cela, nous calculons le nombre de Reynolds. Selon sa valeur, un fluide est soit en écoulement laminaire, soit en écoulement turbulent. Dans la plupart des cas, le fluide peut être considéré turbulent dans des conduites de chauffage.
Ensuite, l'équation de Darcy-Weisbach permet de calculer la perte de charge linéique en fonction de la vitesse du fluide, de la rugosité du tuyau et du diamètre de la tuyauterie. Cependant, l'équation fait apparaitre le coefficient de perte de charge. Ce dernier peut être soit déterminer de manière graphique, grâce au Diagramme de Moody, soit être calculer selon l'équation adéquate.
Dans notre cas, l'équation de Colebrook-White est utilisée pour déterminer le coefficient de frottement de la tuyauterie en fonction du nombre de Reynolds et de la rugosité relative du tuyau.
La dernière étape consite à calculer ces pertes de charges pour tous les tuyaux standard et retenir ceux qui respectent la perte de charge maximale admissible. De même, connaissant le débit, nous pouvons calculer la vitesse du fluide dans chaque tuyau.
Les diamètres de tuyauterie adaptés répondent donc à 2 critères : une perte de charge en-dessous des pertes admissibles et une vitesse de fluide idéale.
Sont affichés les diamètres (DN) standard dont la chute de pression n'excède pas 160 Pa/m (idéalement entre 50 et 100Pa/m). Pour chaque tuyauterie, la vitesse du fluide (en m/s) est indiqué. La perte de charge est indiqué pour 1 mètre du Tuyauterie. Idéalement, l'ordre d'idée des vitesses conseillés par type de tuyauterie (1).
En tuyauterie, plusieurs éléments viennent peser dans la balance, cependant ils agissent tous dans une direction contraire.
Un mauvais dimensionnement de tuyauterie peut avoir de nombreux impacts. Tout d'abord, le débit du fluide peut être insuffisant pour chauffer correctement le bâtiment. Cela peut entraîner des températures insuffisantes dans certaines pièces, des problèmes de confort thermique et une consommation énergétique plus élevée.
Quand les tuyaux sont trop petits, l'installation peut devenir bruyante en raison de la vitesse excessive du fluide - à débit égale, un fluide se déplace plus vite dans un petit diammètre.
Une tuyauterie mal dimensionné peut entrainer ce qu'on appelle des trains d'eau chaude, trains d'eau froide. Ces phénomènes apparaissent quand plusieurs appareils sont utilisés en même temps, générant des variations de débit et de température.
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