Càlcul de radiadors de calefacció: com calcular el nombre necessari i la potència de les bateries

Un sistema de calefacció ben dissenyat proporcionarà a l'habitatge la temperatura requerida i totes les habitacions seran còmodes amb qualsevol clima.Però per transferir calor a l'espai aeri d'un local residencial, cal saber el nombre de bateries necessari, oi?

El càlcul dels radiadors de calefacció, basat en càlculs de la potència tèrmica requerida dels dispositius de calefacció instal·lats, ajudarà a esbrinar-ho.

No heu fet mai aquests càlculs i teniu por d'equivocar-vos? L'ajudarem a entendre les fórmules: l'article analitza un algorisme de càlcul detallat i analitza els valors dels coeficients individuals utilitzats en el procés de càlcul.

Per facilitar-vos la comprensió de les complexitats del càlcul, hem seleccionat materials fotogràfics temàtics i vídeos útils que expliquen el principi de càlcul de la potència dels dispositius de calefacció.

Càlcul simplificat de la compensació de pèrdues de calor

Qualsevol càlcul es basa en determinats principis. Els càlculs de la potència tèrmica requerida de les bateries es basen en la comprensió que els dispositius de calefacció que funcionen correctament han de compensar totalment les pèrdues de calor que es produeixen durant el seu funcionament a causa de les característiques del local climatitzat.

Per a les sales d'estar situades en una casa ben aïllada, situada, al seu torn, en una zona de clima temperat, en alguns casos és adequat un càlcul simplificat de compensació per fuites de calor.

Per a aquestes instal·lacions, els càlculs es basen en una potència estàndard de 41 W necessària per escalfar 1 metre cúbic. espai per viure.

Perquè l'energia tèrmica emesa pels aparells de calefacció es dirigeixi específicament a l'escalfament del local, cal aïllar parets, golfes, finestres i terres.

La fórmula per determinar la potència tèrmica dels radiadors necessària per mantenir unes condicions de vida òptimes en una habitació és la següent:

Q = 41 x V,

On V – volum de l'habitació climatitzada en metres cúbics.

El resultat de quatre dígits es pot expressar en quilowatts, reduint-lo a una velocitat d'1 kW = 1000 W.

Fórmula detallada per calcular la potència tèrmica

Quan es fan càlculs detallats del nombre i la mida dels radiadors de calefacció, s'acostuma a partir de la potència relativa de 100 W necessària per a la calefacció normal d'1 m² d'una determinada habitació estàndard.

La fórmula per determinar la potència tèrmica necessària dels dispositius de calefacció és la següent:

Q = ( 100 x S ) x R x K x U x T x H x W x G x X x Y x Z

Factor S en càlculs, res més que l'àrea de l'habitació climatitzada, expressada en metres quadrats.

Les lletres restants són diversos factors de correcció, sense els quals el càlcul quedarà limitat.

El més important a l'hora de fer càlculs tèrmics és recordar la dita "la calor no et trenca els ossos" i no tenir por de cometre un gran error.

Però fins i tot els paràmetres de disseny addicionals no sempre reflecteixen tots els detalls d'una habitació en particular. En cas de dubte sobre els càlculs, es recomana donar preferència als indicadors amb valors més grans.

És més fàcil reduir llavors la temperatura dels radiadors utilitzant dispositius de control de temperaturaque congelar-se quan la seva potència tèrmica és insuficient.

A continuació, es discuteix amb detall cadascun dels coeficients implicats en la fórmula per calcular la potència tèrmica de les bateries.

Al final de l'article, s'informa sobre les característiques dels radiadors plegables fets de diferents materials i es discuteix el procediment per calcular el nombre de seccions necessaris i les bateries en si es basa en el càlcul bàsic.

Orientació de les habitacions segons direccions cardinals

I els dies més freds, l'energia del sol encara afecta l'equilibri tèrmic de l'interior de la llar.

El coeficient "R" de la fórmula per calcular la potència tèrmica depèn de l'orientació de les habitacions en una direcció o una altra.

1. Habitació amb finestra al sud - R = 1,0. Durant les hores de llum, rebrà la màxima calor externa addicional en comparació amb altres habitacions. Aquesta orientació es pren com a bàsica i el paràmetre addicional en aquest cas és mínim.
2. La finestra mira a l'oest - R = 1,0 o R = 1,05 (per a zones amb dies curts d'hivern). Aquesta habitació també tindrà temps per rebre la seva part de llum solar. Tot i que el sol es veurà allà a última hora de la tarda, la ubicació d'aquesta habitació encara és més favorable que les de l'est i el nord.
3. La sala està orientada a l'est - R = 1,1. És poc probable que la lluminària de l'hivern creixent tingui temps per escalfar correctament una habitació com aquesta des de l'exterior. L'energia de la bateria requerirà watts addicionals. En conseqüència, afegim una modificació significativa del 10% al càlcul.
4. Fora de la finestra només hi ha nord - R = 1,1 o R = 1,15 (un resident de latituds nord no s'equivocarà si pren un 15%) addicional. A l'hivern, aquesta habitació no veu la llum solar directa. Per tant, es recomana ajustar els càlculs de la producció de calor necessària dels radiadors en un 10% més.

Si a la zona on vius predominen els vents d'una determinada direcció, s'aconsella que les habitacions amb costats de barlovento augmentin R fins a un 20% en funció de la força del cop (x1,1÷1,2), i per a les habitacions amb parets. paral·lel als corrents freds, augmentar el valor de R un 10% (x1,1).

Les habitacions amb finestres orientades al nord i a l'est, així com les habitacions al costat del vent, requeriran una calefacció més potent

Tenint en compte la influència dels murs exteriors

A més de la paret amb una finestra o finestres incorporades, altres parets de l'habitació també poden tenir contacte amb el fred exterior.

Les parets exteriors de l'habitació determinen el coeficient "K" de la fórmula de càlcul de la potència tèrmica dels radiadors:

• La presència d'un mur de carrer prop d'una habitació és un cas típic. Aquí tot és senzill amb el coeficient - K = 1,0.
• Dues parets exteriors requeriran un 20% més de calor per escalfar l'habitació - K = 1,2.
• Cada paret exterior posterior afegeix un 10% de la transferència de calor necessària als càlculs. Per a tres murs de carrer - K = 1,3.
• La presència de quatre parets exteriors en una habitació també afegeix un 10% - K = 1,4.

En funció de les característiques de la sala per a la qual s'està realitzant el càlcul, s'ha de prendre el coeficient adequat.

Dependència dels radiadors de l'aïllament tèrmic

L'habitatge aïllat de manera adequada i fiable del fred de l'hivern us permet reduir el pressupost per escalfar l'espai interior i de manera significativa.

El grau d'aïllament de les parets del carrer està subjecte al coeficient "U", que redueix o augmenta la potència tèrmica calculada dels dispositius de calefacció:

• U=1,0 - per a parets exteriors estàndard.
• U = 0,85 - si l'aïllament dels murs del carrer s'ha realitzat segons un càlcul especial.
• U = 1,27 - si les parets exteriors no són prou resistents al fred.

Les parets fetes amb materials i gruix adequats per al clima es consideren estàndard. I també de gruix reduït, però amb una superfície exterior arrebossada o amb una superfície aïllament tèrmic exterior.

Si l'àrea de l'habitació ho permet, podeu fer-ho aïllament de parets des de l'interior. I sempre hi ha una manera de protegir les parets del fred exterior.

Una habitació cantonera ben aïllada segons càlculs especials proporcionarà un percentatge important d'estalvi en costos de calefacció per a tot l'espai habitable de l'apartament.

El clima és un factor important en l'aritmètica

Les diferents zones climàtiques tenen temperatures exteriors mínimes diferents.

Quan es calcula la potència de transferència de calor dels radiadors, es proporciona un coeficient "T" per tenir en compte les diferències de temperatura.

Considerem els valors d'aquest coeficient per a diverses condicions climàtiques:

• T=1,0 fins a -20 °C.
• T=0,9 per a hiverns amb gelades fins a -15 °C
• T=0,7 - fins a -10 °C.
• T=1,1 per a gelades fins a -25 °C,
• T=1,3 - fins a -35 °C,
• T=1,5 - per sota dels -35 °C.

Com podem veure a la llista anterior, el clima hivernal fins a -20 °C es considera normal. Per a les zones amb menys fred, es pren un valor d'1.

Per a les regions més càlides, aquest factor de càlcul reduirà el resultat global del càlcul. Però a les zones de clima dur, augmentarà la quantitat d'energia tèrmica necessària dels dispositius de calefacció.

Característiques del càlcul de les habitacions altes

És evident que de dues habitacions amb la mateixa superfície, la que tingui el sostre més alt necessitarà més calor. El coeficient "H" ajuda a tenir en compte la correcció del volum de l'espai escalfat en el càlcul de la potència tèrmica.

Al principi de l'article, es va esmentar sobre una determinada premissa normativa. Es considera una habitació amb un sostre de 2,7 metres o menys. Per a això, pren un valor del coeficient igual a 1.

Considerem la dependència del coeficient H de l'alçada dels sostres:

• H = 1,0 - per a sostres de 2,7 metres d'alçada.
• H=1,05 - per a habitacions de fins a 3 metres d'alçada.
• H = 1,1 - per a una habitació amb un sostre de fins a 3,5 metres.
• H = 1,15 - fins a 4 metres.
• H = 1,2 - Necessitat de calor per a una habitació superior.

Com podeu veure, per a habitacions amb sostres alts, cal afegir un 5% al ​​càlcul per cada mig metre d'alçada, a partir de 3,5 m.

D'acord amb la llei de la natura, l'aire calent i escalfat es precipita cap amunt. Per barrejar tot el seu volum, els dispositius de calefacció hauran de treballar molt.

Amb la mateixa àrea del local, una habitació més gran pot requerir un nombre addicional de radiadors connectats al sistema de calefacció

Paper de disseny del sostre i el terra

Reduir la potència tèrmica de les bateries no només és bo parets exteriors aïllades. El sostre en contacte amb l'habitació càlida també permet minimitzar les pèrdues en escalfar l'habitació.

El coeficient "W" de la fórmula de càlcul és precisament per proporcionar això:

• W=1,0 - si hi ha, per exemple, un àtic sense calefacció ni aïllament a la planta de dalt.
• W=0,9 - per a un àtic sense calefacció però aïllat o una altra habitació aïllada a dalt.
• W=0,8 - si l'habitació de la planta superior té calefacció.

L'indicador W es pot ajustar cap amunt per a les habitacions del primer pis si es troben a terra, per sobre d'un soterrani sense calefacció o un espai soterrani. Aleshores els números seran els següents: el terra està aïllat +20% (x1,2); el terra no està aïllat +40% (x1,4).

La qualitat dels marcs és la clau de la calidesa

Les finestres van ser una vegada un punt feble en l'aïllament tèrmic d'un espai habitable. Els marcs moderns amb finestres de doble vidre han millorat significativament la protecció de les habitacions del fred del carrer.

El grau de qualitat de la finestra a la fórmula per calcular la potència tèrmica es descriu pel coeficient "G".

El càlcul es basa en un marc estàndard amb una finestra de doble vidre d'una sola cambra, el coeficient de la qual és igual a 1.

Considerem altres opcions per utilitzar el coeficient:

• G=1,0 - marc amb finestres de doble vidre d'una sola cambra.
• G=0,85 - si el marc està equipat amb una finestra de doble vidre de dues o tres cambres.
• G = 1,27 - si la finestra té un marc de fusta antic.

Per tant, si la casa té marcs antics, la pèrdua de calor serà significativa. Per tant, es necessitaran bateries més potents. Idealment, és recomanable substituir aquests marcs, ja que són costos addicionals de calefacció.

La mida de la finestra és important

Seguint la lògica, es pot argumentar que com més gran sigui el nombre de finestres de l'habitació i com més àmplia sigui la seva visió, més sensible serà la fuita de calor a través d'elles. El factor "X" de la fórmula per calcular la potència tèrmica necessària de les bateries ho reflecteix.

En una habitació amb finestres enormes, els radiadors haurien de tenir una sèrie de seccions corresponents a la mida i la qualitat dels marcs.

La norma és el resultat de dividir l'àrea de les obertures de les finestres per l'àrea de l'habitació igual a 0,2 a 0,3.

Aquests són els principals valors del coeficient X per a diverses situacions:

• X = 1,0 - en una proporció de 0,2 a 0,3.
• X = 0,9 - per a una relació d'àrea de 0,1 a 0,2.
• X = 0,8 - amb una relació de fins a 0,1.
• X = 1,1 - si la relació d'àrea és de 0,3 a 0,4.
• X = 1,2 - quan sigui de 0,4 a 0,5.

Si el metratge de les obertures de les finestres (per exemple, a les habitacions amb finestres panoràmiques) va més enllà de les proporcions proposades, és raonable afegir un altre 10% al valor X quan la proporció d'àrea augmenta un 0,1.

La porta de l'habitació, que s'utilitza habitualment a l'hivern per accedir a un balcó o una galeria oberta, fa els seus propis ajustaments al balanç de calor.Per a aquesta habitació, seria correcte augmentar X un 30% més (x1,3).

Les pèrdues d'energia tèrmica es poden compensar fàcilment mitjançant la instal·lació compacta d'un convector d'aigua per conductes o elèctric sota l'entrada del balcó.

Impacte de la bateria tancada

Per descomptat, el radiador que estigui menys envoltat de diversos obstacles artificials i naturals emetrà millor calor. En aquest cas, la fórmula per calcular la seva potència tèrmica s'ha ampliat a causa del coeficient "Y", que té en compte les condicions de funcionament de la bateria.

La ubicació més habitual per als dispositius de calefacció és sota l'ampit de la finestra. En aquesta posició, el valor del coeficient és 1.

Considerem situacions típiques per col·locar radiadors:

• Y=1,0 - just sota l'ampit de la finestra.
• Y = 0,9 - si la bateria de sobte resulta estar completament oberta per tots els costats.
• Y = 1,07 - quan el radiador queda enfosquit per una projecció horitzontal de la paret
• Y = 1,12 - si la bateria situada sota l'ampit de la finestra està coberta amb una carcassa frontal.
• Y=1,2 - quan el dispositiu de calefacció està bloquejat per tots els costats.

Les cortines opaques llargues baixades també fan que l'habitació es faci més freda.

El disseny modern dels radiadors de calefacció permet utilitzar-los sense cap recobriment decoratiu, assegurant així la màxima transferència de calor.

Eficiència de connexió del radiador

L'eficiència del seu funcionament depèn directament del mètode de connexió del radiador al cablejat de calefacció interior. Els propietaris sovint sacrifiquen aquest indicador pel bé de la bellesa de l'habitació. La fórmula per calcular la potència tèrmica requerida té tot això en compte mitjançant el coeficient "Z".

Aquests són els valors d'aquest indicador per a diverses situacions:

• Z=1,0 - connectar el radiador al circuit general del sistema de calefacció mitjançant un mètode "diagonal", que és el més justificat.
• Z = 1,03 - una altra, més habitual per la curta longitud del revestiment, és l'opció de connectar “des del costat”.
• Z = 1,13 - el tercer mètode és "des de baix per ambdós costats". Gràcies a les canonades de plàstic, va arrelar ràpidament en les noves construccions, malgrat la seva eficiència molt menor.
• Z = 1,28 - un altre mètode molt ineficaç "des de baix per un costat". Només mereix una consideració perquè alguns dissenys de radiadors estan equipats amb unitats preparades amb tubs de subministrament i retorn connectats a un punt.

Les sortides d'aire instal·lades en elles ajudaran a augmentar l'eficiència dels dispositius de calefacció, la qual cosa estalviarà ràpidament el sistema de "airejar".

Abans d'amagar les canonades de calefacció al terra, utilitzant connexions de bateries ineficaces, val la pena recordar les parets i el sostre.

El principi de funcionament de qualsevol dispositiu d'escalfament d'aigua es basa en les propietats físiques del líquid calent per pujar cap amunt i, després de refredar-se, per moure's cap avall.

Per tant, és molt recomanable no utilitzar connexions del sistema de calefacció als radiadors en què la canonada de subministrament estigui a la part inferior i la de retorn a la part superior.

Exemple pràctic de càlcul de potència tèrmica

Dades inicials:

1. Una habitació cantonera sense balcó al segon pis d'una casa arrebossada de dos pisos en una regió sense vent de Sibèria occidental.
2. Longitud de l'habitació 5,30 m X amplada 4,30 m = superfície 22,79 m2.
3. Amplada de la finestra 1,30 m X alçada 1,70 m = superfície 2,21 m2.
4. Alçada de l'habitació = 2,95 m.

Seqüència de càlcul:

A continuació es mostra una descripció del càlcul del nombre de seccions del radiador i el nombre de bateries necessaris. Es basa en els resultats obtinguts de la potència tèrmica, tenint en compte les dimensions de les ubicacions d'instal·lació proposades dels dispositius de calefacció.

Independentment dels resultats, es recomana equipar no només els nínxols de l'ampit de la finestra amb radiadors a les habitacions cantoneres. Les bateries s'han d'instal·lar a prop de parets externes "cegues" o a prop de les cantonades que estan subjectes a la gelada més gran sota la influència del fred del carrer.

Potència tèrmica específica de les seccions de la bateria

Fins i tot abans de realitzar un càlcul general de la transferència de calor necessària dels dispositius de calefacció, cal decidir de quin material s'instal·laran les bateries plegables a les instal·lacions.

L'elecció s'ha de basar en les característiques del sistema de calefacció (pressió interna, temperatura del refrigerant). Al mateix temps, no us oblideu dels costos molt variables dels productes comprats.

Com calcular correctament el nombre necessari de bateries diferents per a la calefacció s'explicarà més endavant.

A una temperatura del refrigerant de 70 °C, les seccions estàndard de 500 mm de radiadors fetes de materials diferents tenen una potència tèrmica específica desigual "q".

1. Ferro colat - q = 160 Watt (potència específica d'una secció de ferro colat). Radiadors d'aquest metall apte per a qualsevol sistema de calefacció.
2. Acer - q = 85 watts. Acer radiadors tubulars pot treballar en les condicions de funcionament més dures. Les seves seccions són precioses per la seva brillantor metàl·lica, però tenen la producció de calor més baixa.
3. Alumini - q = 200 watts. Lleuger, estètic radiadors d'alumini s'ha d'instal·lar només en sistemes de calefacció autònoms en què la pressió sigui inferior a 7 atmosferes. Però les seves seccions no tenen igual en termes de transferència de calor.
4. Bimetàl·lic - q = 180 watts. Entranyes radiadors bimetàl·lics fet d'acer i la superfície de dissipació de calor és d'alumini. Aquestes bateries suportaran totes les condicions de pressió i temperatura. La potència tèrmica específica de les seccions bimetàl·liques també és elevada.

Els valors donats de q són més aviat arbitraris i s'utilitzen per a càlculs preliminars. Les xifres més precises es troben als passaports dels dispositius de calefacció comprats.

Càlcul del nombre de seccions del radiador

Els radiadors plegables de qualsevol material són bons perquè per assolir la seva potència tèrmica calculada, podeu sumar o restar seccions individuals.

Per determinar el nombre requerit "N" de seccions de la bateria del material seleccionat, es segueix la fórmula:

N=Q/q,

On:

• Q = potència tèrmica necessària prèviament calculada dels dispositius per escalfar l'habitació,
• q = potència tèrmica específica d'una secció separada de bateries proposades per a la instal·lació.

Un cop calculat el nombre total de seccions del radiador necessaris a l'habitació, cal entendre quantes bateries s'han d'instal·lar. Aquest càlcul es basa en una comparació de les dimensions de les ubicacions proposades instal·lació d'aparells de calefacció i mides de la bateria tenint en compte les connexions.

Els elements de la bateria estan connectats per mugrons amb fils externs multidireccionals mitjançant una clau de radiador i, al mateix temps, s'instal·len juntes a les juntes

Per als càlculs preliminars, podeu armar-vos amb dades sobre l'amplada de les seccions de diferents radiadors:

• ferro colat = 93 mm,
• alumini = 80 mm,
• bimetàl·lics = 82 mm.

Quan es fabriquen radiadors plegables a partir de canonades d'acer, els fabricants no compleixen determinades normes. Si voleu instal·lar aquestes bateries, hauríeu d'abordar el problema individualment.

També podeu utilitzar la nostra calculadora en línia gratuïta per calcular el nombre de seccions:

Augment de l'eficiència de transferència de calor

Quan el radiador escalfa l'aire interior de l'habitació, també es produeix un intens escalfament de la paret exterior a la zona darrere del radiador.Això comporta pèrdues de calor addicionals injustificades.

Per augmentar l'eficiència de la transferència de calor del radiador, es proposa tancar el dispositiu de calefacció de la paret exterior amb una pantalla que reflecteix la calor.

El mercat ofereix molts materials aïllants moderns amb una superfície de làmina que reflecteix la calor. La làmina protegeix l'aire calent escalfat per la bateria del contacte amb la paret freda i el dirigeix ​​a l'interior de l'habitació.

Per al correcte funcionament, els límits del reflector instal·lat han de superar les dimensions del radiador i sobresortir 2-3 cm a cada costat. L'espai entre el dispositiu de calefacció i la superfície de protecció tèrmica s'ha de deixar entre 3 i 5 cm.

Per fer una pantalla que reflecteix la calor, podem recomanar isospan, penofol, alufom. Del rotlle comprat es retalla un rectangle de les dimensions requerides i es fixa a la paret a la ubicació on s'instal·la el radiador.

El millor és fixar la pantalla que reflecteix la calor del dispositiu de calefacció a la paret amb cola de silicona o ungles líquides

Es recomana separar la làmina d'aïllament de la paret exterior amb un petit espai d'aire, per exemple, utilitzant una graella fina de plàstic.

Si el reflector s'uneix a partir de diverses parts de material aïllant, les juntes del costat de la làmina s'han de segellar amb cinta adhesiva metal·litzada.

Conclusions i vídeo útil sobre el tema

Els curtmetratges presentaran la implementació pràctica d'alguns consells d'enginyeria a la vida quotidiana. En el següent vídeo podeu veure un exemple pràctic de càlcul de radiadors de calefacció:

El canvi del nombre de seccions del radiador es parla en aquest vídeo:

El següent vídeo us explicarà com muntar el reflector sota la bateria:

Les habilitats adquirides per calcular la potència tèrmica de diferents tipus de radiadors de calefacció ajudaran l'artesà domèstic en el disseny competent del sistema de calefacció. I les mestresses de casa podran comprovar la correcció del procés d'instal·lació de la bateria per part d'especialistes de tercers.

Heu calculat de manera independent la potència de les bateries de calefacció per a casa vostra? O heu trobat problemes derivats de la instal·lació de dispositius de calefacció de baixa potència? Expliqueu als nostres lectors la vostra experiència; deixeu els comentaris a continuació.