Mur chauffant et perte de charge

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Bernard (Lyon)
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Mur chauffant et perte de charge

Message par Bernard (Lyon) »

Bonjour à tous

J'ai longtemps occulté le problême, car trop compliqué pour moi, mais .... je dois me mettre au calcul des pertes de charge, et ... je vous avoue que j'y vais à reculons !

Après avoir refait l'isolation, je débute la fabrication 2 murs chauffants.

Pour m'y préparer, j'ai relu l'expérience d'Yves Guern : http://amet.pierre.free.fr/yvesgern/Mur ... c188258348

J'ai bien compris l'avantage de grands émetteurs pour favoriser les basses températures, donc le solaire, et quitte à faire, prendre un pas serré pour les tuyaux.

J'ai du tuyau multicouche en diamètre 12/16 et comme Yves Guern, j'aimerais pouvoir faire un pas de 10 cm.

J'ai souvent lu qu'il fallait se limiter à des boucles de 80 à 100 ml, voire 120 au maximum.

Le premier mur chauffant est plutôt un galandage chauffant placé devant 10 cm de laine de verre nouvellement placée. Cette laine de verre isole un mur extérieur constitué de pierres schisteuses montées à l'argile. Il fait 50 cm d'épaisseur.

Le second mur est identique au premier, mais donne sur un garage. Ce mur sera isolé de ce côté, donc par l'extérieur.
Je souhaite en faire un vrai mur chauffant, avec l'inertie qu'il pourra m'apporter, en le recouvrant d'un réseau de tubes de chaque côté : l'un, intérieur directement en surface du mur, l'autre dans le garage, sous l'isolant.

Chacun des murs fait 4,50 m de long
Avec un pas de 10 cm, cela fait 45 boucles verticales de 2 m de haut, soit 90 ml. En supposant une températures d'entrée voisine de 40°C, quelle est la perte de charge pour cette longueur ?

Ces pertes vont varier avec la vitesse également. Je suppose que la vitesse doit être comprise entre 300 et 400 litres/heure ?

Mais aussi, quelles pertes de charge faut il compter pour ces 45 boucles à 180° ?

Au total, avec ce diamètre 12/16 sur quelle longueur maximale puis-je compter à partir du départ de la clarinette ?
Faudra t il que je fasse un pas plus ouvert pour limiter à la fois le nombre de sections droites et le nombre de boucles ?

Vos lumières seront les bienvenues. Merci d'avance.

domwood
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Re: Mur chauffant et perte de charge

Message par domwood »

Salut Bernard

N'as tu pas peur de bouffer beaucoup de chaleur avec ce mur mitoyen avec le garage, de par sa liaison avec le sol ? (pont thermique).

(à reculons moi aussi pour tes questions :grin: :oops: )
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Bernard (Lyon)
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Re: Mur chauffant et perte de charge

Message par Bernard (Lyon) »

Bonjour Domwood

Oui, le bas du mur, c'est un problème. Si je ne fais rien, il sera froid et j'aurai de la condensation. Je préfère donc perdre des calories, tant pis. J'assume, rien n'est parfait.

Dans mon premier message, il semble que je connaisse la réponse : 100 m de boucle.

En fait, je crains qu'il s'agisse d'un équivallent de 100 ml. Et ça change tout. La vraie question devient : quel est l'équivallent d'un coude à 90° exprimé en mètre ?

Ainsi 45 retours à 180°, c'est 90 coudes à 90°. Si je compte 1 ml pour un coude 90°, (je crois avoir lu cette règle très approchante ?) .... à ce petit jeu là, il me reste 10 m de portion droite !!!???

domwood
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Re: Mur chauffant et perte de charge

Message par domwood »

heu... peut-être que je lis mal...
4,50m de longueur, 45 boucles verticales. pourquoi donc verticales ?
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Bernard (Lyon)
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Re: Mur chauffant et perte de charge

Message par Bernard (Lyon) »

Effectivement quand on a le nez sur le problème, les choses sont évidentes pour soi, et pas du tout pour les autres. Désolé.

4,50 m c'est grosso modo la longueur de chaque mur (je ne compte pas la porte et la fenêtre) où je peux placer mes tuyaux pour en faire un mur chauffant.

Je choisis une disposition verticale des tuyaux pour pouvoir bourrer un mélange de Map et sable sans être gêné par des tuyaux à l'horizontale.
Sinon, il faut plus d'espace entre les parois, et donc plus de mélange.

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Re: Mur chauffant et perte de charge

Message par domwood »

ok, je comprends mieux. probablement aucun souci de circulation quand ce sera en service, mais ça risque d'être plus dur de purger.

as-tu lu tous les sujets qui parlent de murs sur apper ? par deux fois j'ai illustré mes petites réalisations, dans le sujet d'autres membres. notamment comment j'ai croisé/doublé les boucles montée et descente en quinconce, pour obtenir un pas réduit sans avoir des coudes trop galères à cintrer. petits murs en terre pour ma part.

bon courage
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Re: Mur chauffant et perte de charge

Message par Bernard (Lyon) »

Non, je n'ai pas vu tes réalisations. Elles m'intéressent. Où as tu inséré ces documents ? Je vais retourner sur l'ancien site ....

En attendant je viens de trouver un PDF de CALEFI sur :
Pertes de charge linéiques TUBES MULTICOUCHES – Température d’eau 50°C.

(bizarrement, je n'arrive pas à copier le lien)

On.y trouve les débits, vitesse en m/sec et la perte de charge r.
Mais j'avoue ne pas savoir l'utiliser sans être guidé.

domwood
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Re: Mur chauffant et perte de charge

Message par domwood »

en voici un, avec mon premier mur. l'autre sujet, plus récent, pas trouvé...
viewtopic.php?f=27&t=9358

ma recherche "apper mur chauffant terre" m'a aussi amené à un fil de 2009 où tu parles de ton mur ! tu as de la suite dans les idées :lol: :cool:
viewtopic.php?f=27&t=4287

je te laisse fouiller avec google, y'a de la lecture, surtout si tu choisis des mots clefs variés. platre, map, multicouche...

caleffi 50°C :

https://www.caleffi.com/sites/default/f ... 2-4_fr.pdf
https://webold.apper-solaire.org/

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Re: Mur chauffant et perte de charge

Message par flen42 »

Mais j'avoue ne pas savoir l'utiliser sans être guidé.
Tu pars de ton bilan énergétique et de la puissance requise pour chauffer la piece, en fixant de delta température, tu peux calculer le debit.

Dans l’abaque tu fais correspondre le debit et le diamètre des tuyaux, en verticale tu lis enfin la perte de charge linéique


Remarque pour des coudes cintrés de grand rayon. ( supérieur à 3 fois le diamètre) la perte de charge est la linéique,

La règle empirique de 1 m c’est pour les petits coudes achetés et rayon de coude égal à diamètre de tube
Les Énergies Renouvelables ? c'est tout naturel !

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Re: Mur chauffant et perte de charge

Message par Micapi »

Bonjour,
J'ai installé un mur chauffant par pièce.
Mes boucles font 60 à 80 ml en pause horizontale.
L'entrée chaude à 3 cm du sol avec des espaces de 15 à 20cm
Jusqu'à 2m de hauteur.
Sur les chambres j'avais peur de manquer de surface mes murs mitoyens se prolongent sur le mur extérieur du sol jusque sous la fenêtre.
L'alimentation des clarinettes est au sous sol et courre au plafond de ce dernier.
La pose de sepentins vertical risque a mon avis d'être difficile à mettre en eau. Il faudra un bonne pompe pour assurer une grande vitesse de circulation pour chasser l'air dans chaque boucles haute.
Pour ma part, je suis bien content des murs chauffants, nous avons gagné en confort.
La régul gère une loi d'eau avec un max à 38⁰
Michel
Installation : Solaire et Granulés Bouilleur (38)
https://forum.apper-solaire.org/viewtopic.php?f=41&t=10922

Bernard (Lyon)
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Re: Mur chauffant et perte de charge

Message par Bernard (Lyon) »

Bonjour à tous
J'ai bien fait de demander de l'aide. MERCI à Domwood, Flen et Mikapi.
J'ai donc mes réponses.
- je ferai mon coffrage à peine plus large pour faire une installation horieontale
- je prends à minima une vitesse de 0,5 m/sec pour chasser les bulles.
- sur le graphique de Calefi, l'intersection de la ligne 0,6 m/sec avec le diamètre 16/11,5 me donne une perte de charge d'environ 47 mm de hauteur manométrique par mètre de tuyauterie.
- 100 m de tuyauterie, avec des coudes cintrés à la main, donne une perte de charge totale de 4700 mm. Pour comparer, quelle est la perte de charge prise en compte habituellement pour un circulateur ?

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mbn du puy
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Re: Mur chauffant et perte de charge

Message par mbn du puy »

Bernard (Lyon) a écrit :
dim. sept. 05, 2021 10:30 am
Bonjour à tous
J'ai bien fait de demander de l'aide. MERCI à Domwood, Flen et Mikapi.
J'ai donc mes réponses.
- je ferai mon coffrage à peine plus large pour faire une installation horieontale
- je prends à minima une vitesse de 0,5 m/sec pour chasser les bulles.
- sur le graphique de Calefi, l'intersection de la ligne 0,6 m/sec avec le diamètre 16/11,5 me donne une perte de charge d'environ 47 mm de hauteur manométrique par mètre de tuyauterie.
- 100 m de tuyauterie, avec des coudes cintrés à la main, donne une perte de charge totale de 4700 mm. Pour comparer, quelle est la perte de charge prise en compte habituellement pour un circulateur ?
Bernard tu as déjà pas mal d'éléments de réponses.
Par contre même si ton projet est formalisé, tu ne dis rien des puissances que tu veux émettre par tes murs, ni (si j'ai bien lu) de la source (chaudière, solaire etc ...)
Pourquoi c'est important ?
Pour vérifier que ton projet est bien bouclé, car ce que le mur émet c'est la source de chaleur qui donne cette puissance, et tout ça c'est bouclé par un bilan thermique, sur le tube et sur le mur.
Tu as deux murs, mais sont-ils alimentés par le même circulateur, donc les deux circuits mur en parallèle .. ?

Pour ta question sur le circulateur ... la pression de refoulement dépend du débit, elle monte si le débit baisse (perte de charge) ... c'est couramment 5 m de refoulement, ou plus, ou moins selon le choix ...
Mais je remarque que le débit d'UN mur est TRES faible, si j'ai bien vu 225 l/h soit 0.225 m3/h ... même avec 2 en parallèle ça fait encore peu ... On sera TRES à gauche des caractéristiques pression/débit.
... on peut continuer à en parler et à mieux encore, boucler ton projet .. A+

qq formules et chiffres en image, première approche à vérifier et affiner ... mais c'est vraiment très simple ...
pertes de charge APER.JPG
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Bernard (Lyon)
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Re: Mur chauffant et perte de charge

Message par Bernard (Lyon) »

Bonjour Mbn

C'est sympa de m'aider.

C'est vrai que je suis une vraie bille côté pertes de charges et bilan thermique. Quand je vois que mon ancienneté sur le forum, m'attribue, à tord, le titre de maître solaire, ....Il y a de quoi rire jaune !

Covid aidant, nous sommes restés en Bretagne Sud (environs de La Baule) plutôt que rentrer à Lyon, zone Covid rouge sombre, il y a un an.

Cette petite maison traditionnelles en pierred de 50 m2 au sol + étage mansardé, a été isolée par le proprio précédent par 3 cm de polystyrène contre les murs + ossature bois devant supportant du placo.

Nous avons passé l'hiver avec 2 radiateurs de 2000 w presque à fond. (5 sur une echelle de 7)

On a fait faire un changement de portes et fenêtres au Printemps, et fait faire une large ouverture au Sud pour mettre de la lumière dans cette maison. Donc double vitrage sur ossature Alu : 1,1 w/°C.

Travaux pour travaux, j'ai cassé les galandages de 2 murs : Nord et ses ouvertures, Est contre le garage.

C'est sur ces 2 murs que j'installe les tuyauteries des muts chauffants.

Le fond du garage fera office de chaufferie avec un ballon double serpentin. Cette réserve recevra un complément d'énergie les jours sans soleil par une résistance électrique ou par une Pac dans un second temps. À réflechir à l'avenir pour une seconde tranche de travaux si on choisi définitivement de venir vivre en Bretagne plutôt qu'à Lyon ??

Ce ballon recevrait (conditionnel) par thermosiphon l'eau chaude d'une ancienne fosse enterrée à proximité. Elle sera isolée par l'intérieur.
Cette fosse fait 3 m3. Bien isolée par l'intérieur le volume se réduira à 2000 ou 1500 litres, ce qui devrait convenir pour une surface de panneaux de 18 m2 installés sur un cabanon à proximité immédiate.

J'aimerais beaucoup pouvoir faire une installation non pressurisée. Elle calme les angoisses de tout le monde, ma femme en particulier.

Je reviens à la maison.
Le polystyrène d'origine était inutile ou presque car le vent le contournait. Il a été remplacé par 100 mm de LdV sur 3 murssur 4.
Les combles ont actuellement 20 cm de LdV, et recevront un complément de 15 cm (l'épaisseur des solivettes) en ouate de cellulose. Malheureusement les rampants ne pourront pas bénéficier d'un supplément d'isolation. Changement prochain des 2 vélux.

Le mur Sud est isolé par 100 mm de LdV.

Le mur Ouest est à isoler complètement. Il n'y a aucune isolation, que l'ossature bois et du placo. Le premier propriétaire a dû juger que c'était un mur intérieur car mitoyen ??? Pourtant à côté, c'était une étable !
L'espace à combler est très inégal et va de 5 cm (l'épaisseur de l'ossature) à plus de 20 cm. Je compte faire des trous en haut des cloisons pour insuffler la ouate. Faute de caissons cela risque d'être très inégal comme remplissage. Si je suis courageux, et persuasif, je casse le placo pour mettre des panneaux de LdV.

Le programme à accomplir est malheureusement encore long. On va dire que j'ai une retraite occupée, et c'est le bon côté des choses !

Mes pertes de charge :
Je compte mettre un seul circulateur en sortie de ballon alimentant une clarinette avec 3 sorties : 1 pour le mur Nord, 1 pour le mur Est intérieur, et 1 pour le mur Est extérieur sous LdV côte garage.

Je retiens qu'elles sont faibles, et que je peux continuer mon installation tranquille sachant qu'un circulateur normal pourra tourner sans problème.

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Re: Mur chauffant et perte de charge

Message par mbn du puy »

Bernard, je réponds dans ton texte ... plus facile ...
Bernard (Lyon) a écrit :
dim. sept. 05, 2021 16:03 pm
Bonjour Mbn

C'est sympa de m'aider.

C'est vrai que je suis une vraie bille côté pertes de charges et bilan thermique. Quand je vois que mon ancienneté sur le forum, m'attribue, à tord, le titre de maître solaire, ....Il y a de quoi rire jaune ! Je t'ai donné les 3 relations (l'abaque aussi) pour te sortir d'affaire ...
1) La puissance véhiculée par un fluide : P = Q Cp deltaT(entrée-sortie) Q en kg/s, Cp de l'eau 4180 J/kg °C, et P en Watts

2)La perte de charge en régime turbulant (quasi toujours le cas avec de l'eau) deltaP = Cf L/d x ro x V²/2 .. Cf de 0.02 à 0.03 L/d en m ou cm ou mm ...c'est un rapport, V intérieur tube en m/s et deltaP en Pa .. J'explique
1 bar = 100 000 Pa ... et 1 bar = quasi 10 m d'eau

3) La puissance émise par une surface P = h x S x (Tparoi-Tambiance) ... P en Watt. Le plus dur est d'avoir le coef d'échange c'est COMPLIQUE .. mais pour une surface qui rayonne et échange en convection sur un mur vertical entre 25 et 50 W/m²°C ...

Et forcément la puissance émise = la puissance du serpentin.

La T parroi ? ... faut penser un peu au schéma de circulation fluide ... l'idéal c'est la double spirale des plancher chauffant, qui permet d'avoir une température moy partout .. Sinon on fait comme on peut ... mais l'arrivée chaude en bas est indispensable


Covid aidant, nous sommes restés en Bretagne Sud (environs de La Baule) plutôt que rentrer à Lyon, zone Covid rouge sombre, il y a un an.

Cette petite maison traditionnelles en pierred de 50 m2 au sol + étage mansardé, a été isolée par le proprio précédent par 3 cm de polystyrène contre les murs + ossature bois devant supportant du placo. 3cm ou rien ... (presque rien) ... la norme de nos jours c'est 15 cm

Nous avons passé l'hiver avec 2 radiateurs de 2000 w presque à fond. (5 sur une echelle de 7) ... du coup ça donne plus ou moins le bilan de puissance 4000 W, plus ou moins selon le temps et l'isolation... Mais la température intérieure ?? 19, 20, 21 ? ... je dirais 19 °C ...

On a fait faire un changement de portes et fenêtres au Printemps, et fait faire une large ouverture au Sud pour mettre de la lumière dans cette maison. Donc double vitrage sur ossature Alu : 1,1 w/°C.

Travaux pour travaux, j'ai cassé les galandages de 2 murs : Nord et ses ouvertures, Est contre le garage.

C'est sur ces 2 murs que j'installe les tuyauteries des muts chauffants. OK Nord, et Est

Le fond du garage fera office de chaufferie avec un ballon double serpentin. Cette réserve recevra un complément d'énergie les jours sans soleil par une résistance électrique ou par une Pac dans un second temps. À réflechir à l'avenir pour une seconde tranche de travaux si on choisi définitivement de venir vivre en Bretagne plutôt qu'à Lyon ??

Ce ballon recevrait (conditionnel) par thermosiphon l'eau chaude d'une ancienne fosse enterrée à proximité. Elle sera isolée par l'intérieur.
Cette fosse fait 3 m3. Bien isolée par l'intérieur le volume se réduira à 2000 ou 1500 litres, ce qui devrait convenir pour une surface de panneaux de 18 m2 installés sur un cabanon à proximité immédiate. OK ... mais thermosiphon ??? c'est pas performant, gros .. très gros tuyaux ... mieux vaut un circulateur, avec une sonde. Encore une formule .. Par une belle journée ensoleillée disons 500 W/m² (le soleil c'est 1357 W/m²; plutôt 1000 utile, ou moins) .. disons 6h L'Energie récupérée = 500 x 18 m² x 6 h = 54 000 Wh ou 54 kWh ... ce qui avec 4 kW de demande permet de chauffer 54/4 = 13h plus ou moins ..
.. mais si ça chauffe plus et plus longtemps, on a plus d'énergie. Encore un calcul prenons 2000 l pour ton ballon. L'énergie stockée c'est 54 kWh ou en Joules 1.9 10 puissance 8 ... On a E= m Cp DT .. L'élévation de température de ton ballon dans la journée sera de 1.9 10^8 / 2000 / 4180 = DT environ 23 ° plus ou moins selon le soleil.


J'aimerais beaucoup pouvoir faire une installation non pressurisée. Elle calme les angoisses de tout le monde, ma femme en particulier. A priori pas besoin de "vraie" pression ... par contre réfléchir au circuit glycole, ou alors capteurs en autovidange et eau pure

Je reviens à la maison.
Le polystyrène d'origine était inutile ou presque car le vent le contournait. Il a été remplacé par 100 mm de LdV sur 3 murs sur 4.
Je réagis sur cette phrase : le vent contournait le polystyrène ??? murs pas étanches ???? :cry: ... mais avec la LdV ce sera pas mieux si tes murs sont pas étanches au vent. PREMIERE CONDITION INCONTOURNABLE pour une isolation efficace

Les combles ont actuellement 20 cm de LdV, et recevront un complément de 15 cm (l'épaisseur des solivettes) en ouate de cellulose. Malheureusement les rampants ne pourront pas bénéficier d'un supplément d'isolation. Changement prochain des 2 vélux. oui c'est bien la ouate soufflée ou des panneaux .. si tu souffles faut mettre plus ... c'est pas si cher que ça. Et la LdV vieille ou pas ???

Le mur Sud est isolé par 100 mm de LdV. ok ... c'est pareil pour beaucoup, mais la norme maintenant c'est 15 cm

Le mur Ouest est à isoler complètement. Il n'y a aucune isolation, que l'ossature bois et du placo. Le premier propriétaire a dû juger que c'était un mur intérieur car mitoyen ??? Pourtant à côté, c'était une étable ! Alors là c'est le puit thermique effectivement beaucoup à gagner
L'espace à combler est très inégal et va de 5 cm (l'épaisseur de l'ossature) à plus de 20 cm. Je compte faire des trous en haut des cloisons pour insuffler la ouate. Faute de caissons cela risque d'être très inégal comme remplissage. Si je suis courageux, et persuasif, je casse le placo pour mettre des panneaux de LdV. 5 cm c'est TRES insuffisant ... A ce moment faut coller du BA13 plus au minimum 10 cm de polystyrène, sans rien casser.

Le programme à accomplir est malheureusement encore long. On va dire que j'ai une retraite occupée, et c'est le bon côté des choses !

Mes pertes de charge :
Je compte mettre un seul circulateur en sortie de ballon alimentant une clarinette avec 3 sorties : 1 pour le mur Nord, 1 pour le mur Est intérieur, et 1 pour le mur Est extérieur sous LdV côte garage. Donc faut choisir ce circulateur, pour ça faut bien connaitre les débits, l'idée est d'avoir 3 vannes d'équilibrage des débits, et un circulateur qui peut pousser facilement ... Je répète thermosiphon stockage ballon, j'y crois pas trop ...

Je retiens qu'elles sont faibles (les pertes de charge), et que je peux continuer mon installation tranquille sachant qu'un circulateur normal pourra tourner sans problème.

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Re: Mur chauffant et perte de charge

Message par ventura »

Bonjour,
Les pertes de charges de 4,7 m de CE (colonne d'eau ) est une pression importante pour un circulateur.
Tu peut réaliser tes murs chauffants avec 2 tubes en paralléles dans chaque mur, les pertes de charges vont ètre plus que divisées par 2.
J'ai réalisé 2 murs chauffants dans ma salle d'eau,trés confortable(.en PER.16/20)en placo avec platre et sable.Pas de 15 cm.
Le ciment , la chaux, le sable ( 2 fois plus conducteur thermique que le platre)
Les tubes horizontaux avec le départ en eau en partie basse, moi j'ai mis une purge à la sortie en partie hotte dans mon grenier.

Pour une installation no préssurisé, mise à l'air, si tu mets du glycol, tu n'aura pas de problèmes d'oxydation de l'eau .
Le seul soucis , c'est la pression minimale à l'aspiration du circulateur préconisé par le constructeur pour éviter le phénomène de cavitation.
Si c'est un montage en thermosiphon pas ce soucis.
En thermosiphon le stock doit étre au dessus des panneaux.
Je ne comprend pas ton stockage ?

A+

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