Sur base des données d'entrées type de fluide (eau), température du fluide, type de tuyau (acier, cuivre, multicouche), débit du fluide, notre outil vous permet de calculer le diamètre idéal pour votre tuyauterie de chauffage.
Le type de tuyau est important car il détermine la rugosité du tuyau, qui influence les pertes de charge. Moins le tuyau est rugueux, plus il peut laisser passer un débit important en minimisant les pertes de charges.
Les diamètres de tuyaux sont sélectionnées sur base d'une perte de charge maximale admissible et une vitesse maximale du fluide (les valeurs étant interdépendante).
Cette approche permet de déterminer le débit en fonction de la puissance de l'installation. Les détails sont disponibles dans les Explications de la méthode de calcul.
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Dans le cadre du dimensionnement du diamètre de tuyauterie, nous avons besoin des informations suivantes :
La puissance et le débit sont deux valeurs liés. En effet, il faut dépenser un certain montant d'énergie pour chauffer 1m3 d'eau de 1°C (à savoir 1.16 kWh). Ainsi, à partir d'une puissance disponible, on peut déterminer la capacité de l'installation à chauffer un volume V d'eau par unité de temps (en d'autres termes, le débit). Les deux sont liés par la formule suivante :
Puissance (kW) = Débit (m3/h) x 1.16 x Delta T (°C)
où Delta T est la différence de température entre l'entrée et la sortie du fluide dans le circuit de chauffage.
Après avoir estimé le débit, la première étape consiste à calculer le nombre de Reynolds (Re) pour déterminer si l'écoulement du fluide est laminaire (stable et prévisible) ou turbulent (agité). Cette distinction est cruciale car elle influence directement le calcul des pertes de charge. Le nombre de Reynolds est calculé avec la formule suivante :
Re = (D x V x ρ) / μ
où D est le diamètre du tuyau, V est la vitesse du fluide, ρ est la densité du fluide et μ est la viscosité dynamique.
Les valeurs de viscosité et de densité sont déterminées en fonction du fluide utilisé (eau, glycol, huile, etc.) et de sa température.
Nous utilisons ensuite l'équation de Darcy-Weisbach, la référence pour calculer les pertes de charge linéaires dues au frottement du fluide contre les parois du tuyau. La formule prend en compte le coefficient de frottement, qui est lui-même trouvé grâce à l'équation de Colebrook-White pour les régimes turbulents.
Cette relation entre nombre de Reynolds et perte de charge est non-linéaire et nécessite une résolution itérative.
Enfin, le diamètre idéal doit respecter deux conditions : une perte de charge linéaire modérée (généralement entre 50 et 150 Pa/m) et une vitesse de circulation de l'eau qui ne doit pas être trop élevée pour éviter le bruit et l'usure (idéalement sous 0.8 m/s), ni trop faible pour éviter les dépôts de boue.
Sont affichés les diamètres (DN) standard dont la chute de pression n'excède pas 100 Pa/m (idéalement entre 50 et 100Pa/m). Pour chaque tuyauterie, la vitesse du fluide (en m/s) est indiquée. La perte de charge est indiquée pour 1 mètre du Tuyauterie. Idéalement, l'ordre d'idée des vitesses conseillées par type de tuyauterie (1).
Choisir un tuyau avec une faible rugosité (une paroi interne très lisse) est crucial pour l'efficacité et la longévité de votre installation. Une surface lisse réduit considérablement les frottements lorsque l'eau circule. Cela entraîne deux avantages majeurs :
En bref, opter pour un tuyau à faible rugosité, comme le PER, le PEX ou le multicouche, garantit un système plus performant, plus économique et plus fiable.
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.
