Calcul de perte de charge hydraulique — chemin le plus défavorable
Documentation par l'exemple — PRO
- Outil
- Calcul de perte de charge hydraulique, chemin le plus défavorable — Bâti'Tools (compte PRO)
- Ce que l'outil détermine
- La perte de charge cumulée du chemin le plus défavorable d'un réseau hydraulique fermé, de l'émetteur le plus pénalisé jusqu'à la production, et la hauteur manométrique minimale du circulateur
- Ce qu'il produit
- Une ligne de calcul objet par objet, une note CSV, un rapport Word (.doc) au rendu de bureau d'études, et un fichier projet JSON
- Outil unitaire associé
- Perte de charge d'un tronçon (free) — même moteur, un seul tronçon
Un réseau de chauffage ou d'eau glacée se dimensionne sur son circuit le plus défavorisé : celui dont la somme des pertes de charge, de l'émetteur à la production et retour, est la plus grande. C'est cette somme, majorée d'une marge, qui fixe la hauteur manométrique du circulateur ; les autres circuits sont ensuite ramenés à la même perte par équilibrage. L'outil représente ce chemin par une ligne verticale : l'émetteur en haut, la production en bas, et entre les deux les tronçons de tube et les singularités traversées.
Prise en main
- Paramètres du projet (⚙) : cartouche du rapport (nom, date, indice), fluide (eau, eau + MEG, eau + MPG), température, marge sur le total, perte linéaire visée pour les alertes.
- Émetteur (haut de ligne) : puissance et ΔT, ou débit direct ; perte de charge de l'émetteur en kPa (fiche constructeur) ou par son Kv.
- Palette (gauche) : chaque bouton insère un objet après l'objet sélectionné — tronçon, coude, té, robinetterie, changement de section, collecteur, organe à Kv, organe à ΔP constructeur. Sans sélection, l'objet se place juste avant la production.
- Propriétés (droite) ou double-clic sur l'objet : la fenêtre des cotes affiche le schéma de l'objet et pose les champs à saisir directement sur le dessin (longueur sur le tube, débit secondaire sur la branche du té, Kv sur la vanne…). Les champs acceptent une expression (« 3*2,5 »).
- Aller + retour : un tronçon ou un nœud marqué « A+R » compte deux fois, le chemin revenant par le même tube. Un organe unique (robinet thermostatique, échangeur) reste coché « aller seul ».
- Té : le débit secondaire saisi s'ajoute au débit cumulé pour tous les objets situés en dessous (côté production).
- Le calcul se relance à chaque modification ; la synthèse donne Σ ΔP, la marge et la HMT requise en kPa, mmCE et mCE. Rapport .doc et Note CSV exportent la ligne ; Enregistrer / Ouvrir gèrent le projet JSON.
Méthode de calcul
Chaque objet de la ligne est calculé par le moteur de l'outil unitaire (Darcy-Weisbach, Colebrook-White, ζ, Kv — voir sa documentation), puis la ligne cumule :
- Tronçon : ΔP = J · L, avec J par Colebrook au débit cumulé, ×2 si aller + retour.
- Nœud à ζ (coude, té, robinetterie, section, collecteur) : ΔP = n · ζ · ρv²/2, à la vitesse du tronçon situé au-dessus (côté émetteur), ×2 si présent sur le retour.
- Organe à Kv : ΔP [bar] = (Q/Kv)² · ρ/1000 ; organe à ΔP : valeur constructeur telle quelle.
- Émetteur et production : ΔP constructeur (ou Kv pour l'émetteur), comptés une fois.
- Total = Σ ΔP × (1 + marge/100) — la marge par défaut est de 10 %.
Une erreur sur un objet (longueur manquante, diamètre inconnu) interrompt le cumul à partir de cet objet et rend le total indisponible ; les autres objets restent calculés et l'objet fautif est signalé en rouge dans la ligne, le diagnostic et le rapport.
Exemple — radiateur de 2 kW, robinet thermostatique, retour en DN 20
Eau à 70 °C, marge 10 %. Ligne : radiateur R1 (2 kW sous ΔT 20 K, ΔP 1 kPa) → 10 m de cuivre 16 × 1 (A+R) → 4 coudes cintrés (A+R) → robinet thermostatique Kv 0,5 (aller seul) → té en dérivation apportant 0,5 m³/h (A+R) → 6 m de DN 20 acier (A+R) → chaudière ΔP 5 kPa.
Résultat, objet par objet
| Objet | Q (m³/h) | v (m/s) | ζ / Kv | ΔP (Pa) | × | Σ ΔP (Pa) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| R1 — 2 kW / 20 K, ΔP constructeur | 0,088 | — | — | 1 000 | 1 | 1 000 |
| T1 — cuivre 16 × 1, 10 m (J = 3,3 mmCE/m) | 0,088 | 0,16 | — | 324 | 2 | 1 648 |
| N1 — 4 coudes cintrés | 0,088 | 0,16 | ζ 1,20 | 15 | 2 | 1 678 |
| N2 — robinet thermostatique | 0,088 | 0,16 | Kv 0,50 | 3 036 | 1 | 4 713 |
| N3 — té en dérivation, + 0,5 m³/h | 0,088 | 0,16 | ζ 1,50 | 19 | 2 | 4 750 |
| T2 — acier DN 20, 6 m (J = 13,1 mmCE/m) | 0,588 | 0,44 | — | 772 | 2 | 6 293 |
| Chaudière — ΔP interne | 0,588 | — | — | 5 000 | 1 | 11 293 |
Synthèse
- Débit total à la production
- 0,588 m³/h
- Σ ΔP de la ligne
- 11 293 Pa
- Marge
- 10 %
- HMT requise
- 12,42 kPa = 1 267 mmCE = 1,27 mCE
Limites de la V1
- Une seule ligne : l'outil ne calcule pas les circuits favorisés ni les réglages d'équilibrage (excédent à brider, autorité des robinets).
- Les ζ sont des valeurs usuelles (±25 %) ; pour un organe du commerce, saisir le Kv ou la ΔP constructeur.
- Réseau fermé : aucune hauteur géométrique n'est ajoutée. Pour un réseau ouvert, ajouter Δz à la HMT.
- Pas d'export DXF du schéma en V1.