Výpočet vykurovacích radiátorov: ako vypočítať požadovaný počet a výkon batérií

Dobre navrhnutý systém vykurovania zabezpečí bývanie s požadovanou teplotou a vo všetkých miestnostiach bude pohoda za každého počasia.Ale na prenos tepla do vzdušného priestoru obytných priestorov potrebujete poznať požadovaný počet batérií, však?

To pomôže zistiť výpočet vykurovacích radiátorov na základe výpočtov požadovaného tepelného výkonu od inštalovaných vykurovacích zariadení.

Nikdy ste nerobili takéto výpočty a bojíte sa robiť chyby? Pomôžeme vám pochopiť vzorce - článok rozoberá podrobný algoritmus výpočtu a analyzuje hodnoty jednotlivých koeficientov použitých v procese výpočtu.

Aby sme vám uľahčili pochopenie zložitosti výpočtu, vybrali sme tematické fotografické materiály a užitočné videá, ktoré vysvetľujú princíp výpočtu výkonu vykurovacích zariadení.

Zjednodušený výpočet kompenzácie tepelných strát

Akékoľvek výpočty sú založené na určitých princípoch. Výpočty potrebného tepelného výkonu batérií sú založené na pochopení, že dobre fungujúce vykurovacie zariadenia musia plne kompenzovať tepelné straty, ktoré vznikajú počas ich prevádzky v dôsledku charakteristík vykurovaných priestorov.

Pre obytné miestnosti umiestnené v dobre zateplenom dome, nachádzajúcom sa zasa v miernom klimatickom pásme, je v niektorých prípadoch vhodný zjednodušený výpočet kompenzácie úniku tepla.

Pre takéto priestory sú výpočty založené na štandardnom výkone 41 W potrebnom na ohrev 1 kubického metra. životný priestor.

Aby bola tepelná energia vyžarovaná vykurovacími zariadeniami nasmerovaná špeciálne na vykurovanie priestorov, je potrebné izolovať steny, podkrovia, okná a podlahy.

Vzorec na určenie tepelného výkonu radiátorov potrebného na udržanie optimálnych životných podmienok v miestnosti je nasledujúci:

Q = 41 x V,

Kde V – objem vykurovanej miestnosti v metroch kubických.

Výsledný štvorciferný výsledok možno vyjadriť v kilowattoch, čím sa zníži na 1 kW = 1 000 W.

Podrobný vzorec na výpočet tepelného výkonu

Pri podrobných výpočtoch počtu a veľkosti vykurovacích telies je zvykom vychádzať z relatívneho výkonu 100 W potrebného na bežné vykurovanie 1 m² určitej štandardnej miestnosti.

Vzorec na určenie tepelného výkonu požadovaného z vykurovacích zariadení je nasledujúci:

Q = ( 100 x S ) x R x K x U x T x V x Š x Z x X x Y x Z

Faktor S vo výpočtoch nič viac ako plocha vykurovanej miestnosti vyjadrená v metroch štvorcových.

Zvyšné písmená sú rôzne korekčné faktory, bez ktorých bude výpočet obmedzený.

Hlavnou vecou pri tepelných výpočtoch je pamätať na príslovie „teplo vám neláme kosti“ a nebáť sa urobiť veľkú chybu.

Ale ani dodatočné konštrukčné parametre nemôžu vždy odrážať všetky špecifiká konkrétnej miestnosti. V prípade pochybností o výpočtoch sa odporúča uprednostniť ukazovatele s väčšími hodnotami.

Jednoduchšie je potom znížiť teplotu použitých radiátorov zariadenia na reguláciu teplotynež zamrznúť, keď je ich tepelný výkon nedostatočný.

Ďalej sa podrobne diskutuje o každom z koeficientov zahrnutých vo vzorci na výpočet tepelného výkonu batérií.

Na konci článku sú uvedené informácie o charakteristikách skladacích radiátorov vyrobených z rôznych materiálov a na základe základného výpočtu je diskutovaný postup výpočtu požadovaného počtu sekcií a samotných batérií.

Orientácia miestností podľa svetových strán

A v najchladnejších dňoch energia slnka stále ovplyvňuje tepelnú rovnováhu vo vnútri domu.

Koeficient „R“ vzorca na výpočet tepelného výkonu závisí od orientácie miestností v jednom alebo druhom smere.

1. Izba s oknom na juh - R = 1,0. Počas denného svetla bude dostávať maximálne dodatočné vonkajšie teplo v porovnaní s ostatnými miestnosťami. Táto orientácia sa berie ako základná a doplnkový parameter je v tomto prípade minimálny.
2. Okno smeruje na západ - R = 1,0 alebo R = 1,05 (pre oblasti s krátkymi zimnými dňami). Táto miestnosť bude mať tiež čas prijať svoju časť slnečného svetla. Slnko sa tam síce pozrie v neskorých popoludňajších hodinách, no poloha takejto miestnosti je predsa len priaznivejšia ako východná a severná.
3. Izba je orientovaná na východ - R = 1,1. Je nepravdepodobné, že stúpajúce zimné svietidlo bude mať čas správne vykurovať takúto miestnosť zvonku. Napájanie z batérie bude vyžadovať ďalšie watty. V súlade s tým pridávame do výpočtu významnú úpravu o 10 %.
4. Za oknom je len sever - R = 1,1 alebo R = 1,15 (obyvateľ severných zemepisných šírok sa nebude mýliť, ak si vezme ďalších 15%). V zime takáto miestnosť vôbec nevidí priame slnečné svetlo. Preto sa odporúča upraviť výpočty potrebného tepelného výkonu z radiátorov o 10% smerom nahor.

Ak v oblasti, kde bývate, prevládajú vetry určitého smeru, je vhodné v miestnostiach s náveternými stranami zvýšiť R až o 20 % v závislosti od sily nárazu (x1,1÷1,2) a v miestnostiach so stenami paralelne so studenými prúdmi zvýšte hodnotu R o 10 % (x1,1).

Miestnosti s oknami orientovanými na sever a východ, ako aj miestnosti na náveternej strane si budú vyžadovať výkonnejšie vykurovanie

Berúc do úvahy vplyv vonkajších stien

Okrem steny so zabudovaným oknom alebo oknami môžu mať kontakt s vonkajším chladom aj iné steny miestnosti.

Vonkajšie steny miestnosti určujú koeficient „K“ výpočtového vzorca pre tepelný výkon radiátorov:

• Prítomnosť jednej uličnej steny v blízkosti miestnosti je typickým prípadom. Tu je všetko jednoduché s koeficientom - K = 1,0.
• Dve vonkajšie steny budú vyžadovať o 20% viac tepla na vykurovanie miestnosti - K = 1,2.
• Každá nasledujúca vonkajšia stena pridáva do výpočtov 10 % požadovaného prestupu tepla. Pre tri uličné steny - K = 1,3.
• Prítomnosť štyroch vonkajších stien v miestnosti tiež pridáva 10% - K = 1,4.

V závislosti od charakteristík miestnosti, pre ktorú sa výpočet vykonáva, je potrebné vziať príslušný koeficient.

Závislosť radiátorov od tepelnej izolácie

Správne a spoľahlivo izolované bývanie od zimného chladu umožňuje znížiť rozpočet na vykurovanie vnútorného priestoru, a to výrazne.

Stupeň izolácie uličných stien podlieha koeficientu „U“, ktorý znižuje alebo zvyšuje vypočítaný tepelný výkon vykurovacích zariadení:

• U = 1,0 - pre štandardné vonkajšie steny.
• U = 0,85 - ak bola izolácia uličných stien vykonaná podľa osobitného výpočtu.
• U = 1,27 - ak vonkajšie steny nie sú dostatočne odolné voči chladu.

Steny vyrobené z klimaticky vhodných materiálov a hrúbky sa považujú za štandardné. A tiež zníženej hrúbky, ale s omietnutým vonkajším povrchom alebo s povrchom vonkajšia tepelná izolácia.

Ak to oblasť miestnosti umožňuje, môžete to urobiť izolácia stien zvnútra. A vždy existuje spôsob, ako chrániť steny pred vonkajším chladom.

Dobre izolovaná rohová miestnosť podľa špeciálnych výpočtov zabezpečí výraznú percentuálnu úsporu nákladov na vykurovanie pre celý obytný priestor bytu

Klíma je dôležitým faktorom v aritmetike

Rôzne klimatické zóny majú rôzne minimálne vonkajšie teploty.

Pri výpočte výkonu prenosu tepla radiátorov sa poskytuje koeficient „T“, ktorý zohľadňuje teplotné rozdiely.

Zoberme si hodnoty tohto koeficientu pre rôzne klimatické podmienky:

• T = 1,0 až do -20 °C.
• T = 0,9 pre zimy s mrazmi do -15 °C
• T = 0,7 – do -10 °C.
• T = 1,1 pri mrazoch do -25 °C,
• T = 1,3 - do -35 °C,
• T = 1,5 – pod -35 °C.

Ako vidíme z vyššie uvedeného zoznamu, zimné počasie do -20 °C sa považuje za normálne. Pre oblasti s takým najmenším chladom sa berie hodnota 1.

Pre teplejšie oblasti tento faktor výpočtu zníži celkový výsledok výpočtu. Ale v oblastiach s drsným podnebím sa množstvo tepelnej energie potrebnej z vykurovacích zariadení zvýši.

Vlastnosti výpočtu vysokých miestností

Je jasné, že z dvoch miestností s rovnakou rozlohou bude potrebovať viac tepla tá s vyšším stropom. Koeficient „H“ pomáha pri výpočte tepelného výkonu zohľadniť korekciu na objem vykurovaného priestoru.

Na začiatku článku bola spomenutá určitá regulačná premisa. Za túto miestnosť sa považuje miestnosť so stropom 2,7 metra alebo nižším. Pre to vezmite hodnotu koeficientu rovnú 1.

Uvažujme závislosť koeficientu H od výšky stropov:

• H = 1,0 - pre stropy vysoké 2,7 metra.
• H = 1,05 - pre miestnosti do výšky 3 metrov.
• H = 1,1 - pre miestnosť so stropom do 3,5 metra.
• H = 1,15 - do 4 metrov.
• H = 1,2 - potreba tepla pre vyššiu miestnosť.

Ako vidíte, pre miestnosti s vysokými stropmi by sa malo do výpočtu pridať 5% na každých pol metra výšky, počnúc od 3,5 m.

Podľa zákona prírody teplý ohriaty vzduch prúdi nahor. Na zmiešanie celého objemu budú musieť vykurovacie zariadenia tvrdo pracovať.

Pri rovnakej ploche priestorov môže väčšia miestnosť vyžadovať dodatočný počet radiátorov pripojených k vykurovaciemu systému

Dizajnová úloha stropu a podlahy

Zníženie tepelného výkonu batérií nie je len dobré zateplené vonkajšie steny. Strop v kontakte s teplou miestnosťou tiež umožňuje minimalizovať straty pri vykurovaní miestnosti.

Koeficient „W“ vo výpočtovom vzorci má presne zabezpečiť toto:

• W = 1,0 - ak je na poschodí napríklad nevykurovaná, nezateplená povala.
• W = 0,9 - pre nevykurovanú, ale izolovanú povalu alebo inú izolovanú miestnosť vyššie.
• W = 0,8 - ak je miestnosť na poschodí vykurovaná.

Indikátor W je možné nastaviť smerom nahor pre izby na prvom poschodí, ak sú umiestnené na zemi, nad nevykurovanou pivnicou alebo pivničným priestorom. Potom budú čísla nasledovné: podlaha je izolovaná +20% (x1,2); podlaha nie je zateplená +40% (x1,4).

Kvalita rámov je kľúčom k teplu

Okná boli kedysi slabým miestom v tepelnej izolácii obytného priestoru. Moderné rámy s oknami s dvojitým zasklením výrazne zlepšili ochranu miestností pred chladom z ulice.

Stupeň kvality okna vo vzorci na výpočet tepelného výkonu je opísaný koeficientom „G“.

Výpočet je založený na štandardnom ráme s jednokomorovým dvojsklom, ktorého koeficient sa rovná 1.

Zvážme ďalšie možnosti použitia koeficientu:

• G = 1,0 - rám s jednokomorovými oknami s dvojitým zasklením.
• G = 0,85 - ak je rám vybavený dvoj- alebo trojkomorovým oknom s dvojitým zasklením.
• G = 1,27 - ak má okno starý drevený rám.

Takže ak má dom staré rámy, tepelné straty budú značné. Preto budú potrebné výkonnejšie batérie. V ideálnom prípade je vhodné takéto rámy vymeniť, pretože ide o dodatočné náklady na vykurovanie.

Na veľkosti okna záleží

Logicky možno tvrdiť, že čím väčší počet okien v miestnosti a širší výhľad, tým citlivejší je únik tepla cez ne. Faktor „X“ vo vzorci na výpočet tepelného výkonu potrebného z batérií to odráža.

V miestnosti s obrovskými oknami by radiátory mali mať počet sekcií zodpovedajúcich veľkosti a kvalite rámov

Norma je výsledkom vydelenia plochy okenných otvorov plochou miestnosti rovnajúcej sa 0,2 až 0,3.

Tu sú hlavné hodnoty koeficientu X pre rôzne situácie:

• X = 1,0 - v pomere od 0,2 do 0,3.
• X = 0,9 - pre pomer plochy od 0,1 do 0,2.
• X = 0,8 - s pomerom do 0,1.
• X = 1,1 - ak je pomer plôch od 0,3 do 0,4.
• X = 1,2 - keď je od 0,4 do 0,5.

Ak zábery okenných otvorov (napríklad v miestnostiach s panoramatickými oknami) presahujú navrhované pomery, je rozumné pridať ďalších 10 % k hodnote X, keď sa pomer plôch zvýši o 0,1.

Dvere v miestnosti, ktorá sa v zime pravidelne používa na prístup na otvorený balkón alebo lodžiu, sa prispôsobujú tepelnej bilancii.Pre takúto miestnosť by bolo správne zvýšiť X o ďalších 30 % (x1,3).

Straty tepelnej energie možno jednoducho kompenzovať kompaktnou inštaláciou potrubného vodného alebo elektrického konvektora pod vstup na balkón.

Vplyv zatvorenej batérie

Samozrejme, radiátor, ktorý je menej obklopený rôznymi umelými a prírodnými prekážkami, bude lepšie odovzdávať teplo. V tomto prípade bol vzorec na výpočet jeho tepelného výkonu rozšírený vďaka koeficientu „Y“, ktorý zohľadňuje prevádzkové podmienky batérie.

Najbežnejšie umiestnenie vykurovacích zariadení je pod parapetom. V tejto polohe je hodnota koeficientu 1.

Zoberme si typické situácie pre umiestnenie radiátorov:

• Y = 1,0 - priamo pod parapetom.
• Y = 0,9 - ak sa náhle ukáže, že batéria je úplne otvorená zo všetkých strán.
• Y = 1,07 - keď je radiátor zakrytý vodorovným priemetom steny
• Y = 1,12 - ak je batéria umiestnená pod parapetom zakrytá predným krytom.
• Y = 1,2 - keď je vykurovacie zariadenie zablokované zo všetkých strán.

Ochladzovanie miestnosti spôsobujú aj dlhé zatemňovacie závesy.

Moderný dizajn vykurovacích radiátorov umožňuje ich použitie bez akýchkoľvek dekoratívnych krytín - čím je zaistený maximálny prenos tepla

Účinnosť pripojenia radiátora

Účinnosť jeho prevádzky priamo závisí od spôsobu pripojenia radiátora k rozvodu vnútorného vykurovania. Majitelia domov často obetujú tento ukazovateľ kvôli kráse miestnosti. Vzorec na výpočet požadovaného tepelného výkonu to všetko zohľadňuje prostredníctvom koeficientu „Z“.

Tu sú hodnoty tohto ukazovateľa pre rôzne situácie:

• Z = 1,0 - pripojenie radiátora k všeobecnému okruhu vykurovacieho systému pomocou „diagonálnej“ metódy, ktorá je najviac opodstatnená.
• Z = 1,03 - ďalšou, najbežnejšou z dôvodu krátkej dĺžky vložky, je možnosť pripojenia „z boku“.
• Z = 1,13 - tretia metóda je „zospodu na oboch stranách“. Vďaka plastovým rúram sa rýchlo udomácnil v novostavbách, a to aj napriek oveľa nižšej účinnosti.
• Z = 1,28 - ďalšia, veľmi neúčinná metóda „zdola na jednu stranu“. Zasluhuje si pozornosť len preto, že niektoré konštrukcie radiátorov sú vybavené hotovými jednotkami s prívodným aj spätným potrubím pripojeným k jednému bodu.

Vetracie otvory, ktoré sú v nich nainštalované, pomôžu zvýšiť účinnosť vykurovacích zariadení, čo okamžite zachráni systém pred „vetraním“.

Pred skrytím vykurovacích potrubí v podlahe pomocou neúčinných pripojení batérie je potrebné pamätať na steny a strop

Princíp činnosti akéhokoľvek zariadenia na ohrev vody je založený na fyzikálnych vlastnostiach horúcej kvapaliny stúpať nahor a po ochladení sa pohybovať nadol.

Preto sa dôrazne odporúča nepoužívať pripojenia vykurovacieho systému k radiátorom, v ktorých je prívodné potrubie dole a spätné potrubie hore.

Praktický príklad výpočtu tepelného výkonu

Počiatočné údaje:

1. Rohová izba bez balkóna na druhom poschodí dvojposchodového domu omietnutého škvárou v bezvetrnej oblasti západnej Sibíri.
2. Dĺžka miestnosti 5,30 m X šírka 4,30 m = plocha 22,79 m2.
3. Šírka okna 1,30 m X výška 1,70 m = plocha 2,21 m2.
4. Výška miestnosti = 2,95 m.

Postupnosť výpočtu:

Nižšie je uvedený popis výpočtu počtu sekcií radiátora a požadovaného počtu batérií. Vychádza zo získaných výsledkov tepelného výkonu, berúc do úvahy rozmery navrhovaných miest inštalácie vykurovacích zariadení.

Bez ohľadu na výsledky sa v rohových miestnostiach odporúča vybaviť nielen parapetné výklenky s radiátormi. Batérie by mali byť inštalované v blízkosti „slepých“ vonkajších stien alebo v blízkosti rohov, ktoré sú vystavené najväčšiemu mrazu pod vplyvom chladu na ulici.

Špecifický tepelný výkon sekcií batérie

Ešte pred vykonaním všeobecného výpočtu požadovaného prenosu tepla vykurovacích zariadení je potrebné rozhodnúť, z akého materiálu budú skladacie batérie inštalované v priestoroch.

Výber by mal byť založený na charakteristikách vykurovacieho systému (vnútorný tlak, teplota chladiacej kvapaliny). Zároveň nezabudnite na veľmi rozdielne náklady na zakúpené produkty.

O tom, ako správne vypočítať požadovaný počet rôznych batérií na vykurovanie, sa bude ďalej diskutovať.

Pri teplote chladiacej kvapaliny 70 °C majú štandardné 500 mm profily radiátorov z rôznych materiálov nerovnaký špecifický tepelný výkon „q“.

1. Liatina - q = 160 Watt (merný výkon jednej liatinovej sekcie). Radiátory z tohto kovu vhodné pre akýkoľvek vykurovací systém.
2. Oceľ - q = 85 Watt. Oceľ rúrkové radiátory môže pracovať v najnáročnejších prevádzkových podmienkach. Ich časti sú krásne v kovovom lesku, ale majú najnižší prenos tepla.
3. Hliník - q = 200 Watt. Ľahký, estetický hliníkové radiátory by mali byť inštalované iba v autonómnych vykurovacích systémoch, v ktorých je tlak nižší ako 7 atmosfér. Ale ich časti nemajú rovnaké, pokiaľ ide o prenos tepla.
4. bimetal - q = 180 wattov. Vnútornosti bimetalové radiátory vyrobené z ocele a povrch odvádzajúci teplo je vyrobený z hliníka. Tieto batérie vydržia všetky tlakové a teplotné podmienky. Špecifický tepelný výkon bimetalových profilov je tiež vysoký.

Uvedené hodnoty q sú skôr ľubovoľné a používajú sa na predbežné výpočty. Presnejšie údaje sú uvedené v pasoch zakúpených vykurovacích zariadení.

Výpočet počtu sekcií radiátora

Skladacie radiátory vyrobené z akéhokoľvek materiálu sú dobré, pretože na dosiahnutie ich vypočítaného tepelného výkonu môžete jednotlivé sekcie pridávať alebo uberať.

Na určenie požadovaného počtu „N“ častí batérie z vybraného materiálu sa používa vzorec:

N=Q/q,

Kde:

• Q = vopred vypočítaný požadovaný tepelný výkon zariadení na vykurovanie miestnosti,
• q = špecifický tepelný výkon samostatnej časti batérií navrhnutých na inštaláciu.

Po vypočítaní celkového požadovaného počtu sekcií radiátora v miestnosti musíte pochopiť, koľko batérií je potrebné nainštalovať. Tento výpočet je založený na porovnaní rozmerov navrhovaných lokalít inštalácia vykurovacích zariadení a veľkosti batérií berúc do úvahy pripojenia.

Prvky batérie sú spojené vsuvkami s viacsmernými vonkajšími závitmi pomocou kľúča na chladič a súčasne sú na spojoch inštalované tesnenia

Pre predbežné výpočty sa môžete vyzbrojiť údajmi o šírke sekcií rôznych radiátorov:

• liatina = 93 mm,
• hliník = 80 mm,
• bimetalické = 82 mm.

Pri výrobe skladacích radiátorov z oceľových rúr výrobcovia nedodržiavajú určité normy. Ak chcete nainštalovať takéto batérie, mali by ste k problému pristupovať individuálne.

Na výpočet počtu sekcií môžete použiť aj našu bezplatnú online kalkulačku:

Zvýšená účinnosť prenosu tepla

Keď radiátor ohrieva vnútorný vzduch v miestnosti, dochádza aj k intenzívnemu ohrevu vonkajšej steny v oblasti za radiátorom.To vedie k dodatočným neoprávneným tepelným stratám.

Pre zvýšenie účinnosti prenosu tepla z radiátora sa navrhuje ohradenie vykurovacieho zariadenia od vonkajšej steny clonou odrážajúcou teplo.

Trh ponúka mnoho moderných izolačných materiálov s fóliovým povrchom odrážajúcim teplo. Fólia chráni teplý vzduch ohriaty batériou pred kontaktom so studenou stenou a smeruje ho dovnútra miestnosti.

Pre správnu funkciu musia hranice inštalovaného reflektora presahovať rozmery radiátora a vyčnievať 2-3 cm na každej strane. Medzera medzi vykurovacím zariadením a povrchom tepelnej ochrany by mala byť ponechaná 3-5 cm.

Na výrobu clony odrážajúcej teplo môžeme odporučiť izospan, penofol, alufom. Zo zakúpenej rolky sa vyreže obdĺžnik požadovaných rozmerov a upevní sa na stenu v mieste inštalácie radiátora.

Obrazovku, ktorá odráža teplo vykurovacieho zariadenia, je najlepšie pripevniť na stenu silikónovým lepidlom alebo tekutými nechtami

Odporúča sa oddeliť izolačnú fóliu od vonkajšej steny malou vzduchovou medzerou, napríklad pomocou tenkej plastovej mriežky.

Ak je reflektor spájaný z viacerých dielov izolačného materiálu, je potrebné spoje na strane fólie prelepiť metalizovanou lepiacou páskou.

Závery a užitočné video na túto tému

Krátke filmy predstavia praktickú implementáciu niektorých inžinierskych tipov v každodennom živote. V nasledujúcom videu môžete vidieť praktický príklad výpočtu vykurovacích radiátorov:

O zmene počtu sekcií radiátora hovorí toto video:

Nasledujúce video vám povie, ako namontovať reflektor pod batériu:

Získané zručnosti na výpočet tepelného výkonu rôznych typov vykurovacích radiátorov pomôžu domácemu remeselníkovi pri kompetentnom návrhu vykurovacieho systému. A ženy v domácnosti budú môcť skontrolovať správnosť procesu inštalácie batérie odborníkmi tretích strán.

Nezávisle ste vypočítali výkon vykurovacích batérií pre váš dom? Alebo ste sa stretli s problémami vyplývajúcimi z inštalácie nízkoenergetických vykurovacích zariadení? Povedzte našim čitateľom o svojich skúsenostiach - zanechajte komentáre nižšie.