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N°2 - Les pertes en ligne - niv 3

N°2 - Les pertes en ligne - niv 3

Si l'on est seulement interressé par l'apprentissage de la méthode d'équilibrage par égalisation des températures de retour des circuits, on pourra "sauter" ce § et le suivant.

Les pertes en ligne correspondent aux pertes de chaleur des tuyauteries, que celles-ci circulent dans des locaux chauffés ou dans des locaux non chauffés. Ces pertes en ligne sont présentes sur tous les réseaux, même de type basse température.

Ces pertes de chaleur P sont fonction de l’écart de température entre l’eau et l’ambiance des locaux traversés.

Pour une puissance perdue donnée, la chute de température de l’eau est fonction du débit en circulation.

ΔT = P / (1,16 x qv)
Avec :
ΔT : Chute de température
P : Puissance calorifique perdue par la tuyauterie en [kW]
qv : Débit en circulation en [m³/h]

Notons que plus le débit est faible, plus la chute de température est importante.

Il existe des tables d’évaluation de ces pertes en ligne (voir dossier « Pertes en ligne dans les réseaux de chauffage »).                   



Source Raychem


Remarques :

  • Les diamètres indiqués sont ceux de l’acier, mais on pourra utiliser cette table pour d’autres matériaux tels que le cuivre ou le PER, en utilisant les renseignements indiqués pour le diamètre le plus proche.
  • Les coefficients indiqués correspondent à un calorifugeage de type laine de verre. Pour d’autres calorifugeages, on pourra utiliser les coefficients ci-dessous :


Question

Q1: Calculez les pertes en ligne d’une tuyauterie véhiculant de l’eau à 70 [°C], de DN 20, de longueur 20 [m], calorifuge fibre de verre, 30 [mm] d’épaisseur, dans un sous-sol pouvant descendre à 10 [°C].

248 [W]

Explication :

Le ΔT entre l’eau et l’air est de : 70 – 10 = 60 [°C].
La tuyauterie en DN 20 avec un calorifuge de 30 [mm] a une perte thermique unitaire de 12,4 [W/m].
Soit pour 20 [m] :
12,4 × 20 = 248 [W]

Question

Q2: Calculez la chute de température dans la canalisation étudiée ci-dessus pour un débit de circulation usuel pour ce diamètre de 500 [l/h].

0,4 [°C]

Explication :

ΔT = P / (1,16 x qv)

ΔT = 248 / (1,16 x 500) = 0,4 [°C]

Question

Q3: Calculez la chute de température dans la canalisation étudiée ci-dessus pour un débit de circulation réduit tel que peut l’entraîner un défaut d’équilibrage de 125 [l/h].

1,7 [°C]

Explication :

ΔT = P / (1,16 x qv)

ΔT = 248 / (1,16 x 125) = 1,7 [°C]

Ces pertes en ligne sont particulièrement importantes sur les anciennes distributions (et particulièrement sur celles qui présentent certains parcours non calorifugés dans les locaux chauffés).

Ainsi étudions le relevé ci-dessous réalisé par la SOCRAM dans les sous-sols d’un bâtiment des années 70, chauffé par plancher chauffant, d’environ 100 [m] de longueur.

Pour une température de circulation pourtant très faible (par +12 [°C] extérieur), on relève une chute de la température d’entrée de 28,5 [°C] à 28,1 [°C] (ΔT =  0,4 [°C] entre la 1ère et la dernière colonne). Par ailleurs, on peut noter que cette chute de température se répercute également sur les températures de retour.



D’autres relevés effectués à l’intérieur du même bâtiment, par des températures extérieures plus faibles, ont montré sur les colonnes (10 étages) des pertes en ligne qui s’accentuaient du fait de la réduction des diamètres (un petit tube a plus de surface extérieure, proportionnellement au débit qu’il véhicule, qu’un gros tube).



On constate donc pour une température extérieure en moyenne de +8 [°C], une chute de température entre la 1ère nappe de plancher alimentée et la dernière de l’ordre de 2 [°C]. A elle seule, sans intégrer par ailleurs les défauts d’équilibrage, cette chute de température sera à l’origine d’écarts de températures ambiantes de 1 à 2 [°C] entre les logements par grand froid.

Nous verrons que l’équilibrage, particulièrement lorsqu’il est réalisé par mesure des températures de retour, permet de réduire fortement ces chutes de températures sur la distribution aller.





Lien vers la sous - rubrique : « Equilibrage hydraulique ».