Réseau de chaleur, comment limiter les pertes de charge ?

Les pertes de charge d’un réseau de chaleur est un phénomène important dont il faut tenir compte. En effet, limiter les pertes de charges permet d’améliorer la performance énergétique globale du réseau. Nous allons vous expliquer dans cet article les pertes de charge, comment les calculer et surtout, comment les limiter.

Qu’est-ce que les pertes de charge d’un réseau de chaleur ?

Les pertes de charge signifient la perte de pression du réseau lorsque l’eau chemine dans les canalisations. Ceci n’est pas valable uniquement pour l’eau mais aussi pour tous les fluides à l’état liquide. Lorsque le fluide s’écoule dans les canalisations, la friction contre les parois ralentit son écoulement.

Chaque fluide à une viscosité cinématique et dynamique qui évolue avec la température du fluide. La viscosité définit la résistance à l’écoulement du fluide. Plus la viscosité d’un fluide est importante, plus les pertes de charge sont importantes. Par exemple, l’eau est plus fluide que l’huile (texture grasse et visqueuse) et donc adhère moins aux parois du tube.

En général, plus le fluide est chaud, plus sa viscosité diminue, et par conséquent la perte de charge est moins importante à haute température.

Il existe deux types de pertes de charge

  1. Les pertes régulières : Elles caractérisent le phénomène par lequel l’eau adhère à la paroi interne du tube pour la partie du réseau en ligne droite. Les pertes régulières concernent uniquement les pertes de charge qui se produisent dans les passages droits du réseau.
  2. Les pertes singulières : les pertes singulières fonctionnent en se basant sur le même principe que les pertes régulières. La différence est que les pertes singulières caractérisent tous les passages du réseau qui ne sont pas en ligne droite comme : les Vannes, les Coudes, les Tés, les Purges, les Réductions…

Par ailleurs, il est à noter que lorsque les points spécifiques sont peu nombreux, les pertes singulières auront tendance à être négligées. A l’inverse, les pertes régulières sont toujours importantes, il est donc impératif de les calculer.

Calculer les pertes de charge d’un réseau de chaleur

Pour minimiser les pertes de charge, le bureau d’études se charge de les calculer sur tout le réseau en se basant sur des formules mathématiques.

Les pertes de charge sont exprimées sous forme de pression. L’unité de calcule des pertes de charge est donc le BAR ou le PASCAL (Pa).

Il est important de calculer les pertes de charges d’un réseau de chaleur afin de déterminer la puissance nécessaire aux pompes de la sous station pour permettre à l’eau d’être en mouvement en permanence et de s’écouler dans le réseau à la vitesse souhaitée.

L’intérêt principal d’étudier les pertes de charge est de vérifier le bon dimensionnement du réseau. A l’aide des puissances hydrauliques de chaque sous-station, nous pouvons déterminer des paramètres tels que le débit, la vitesse du fluide et la différence de pression entre l’amont et l’aval d’un tronçon.

En fonction des valeurs maximales admissibles pour chacun de ses paramètres, nous sommes en mesure de choisir le bon DN pour chaque tronçon.