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

Un sistema de calefacció ben equipat proporcionarà l’habitatge amb la temperatura necessària i serà còmode a totes les habitacions en qualsevol clima. Però, per transferir calor a l’espai aeri dels locals residencials, cal conèixer el nombre de bateries requerit, oi?

Per esbrinar-ho ajudarà el càlcul dels radiadors de calefacció, a partir dels càlculs de la potència tèrmica necessària dels aparells de calefacció instal·lats.

Alguna vegada has fet aquests càlculs i té por d’equivocar-se? Ajudarem a tractar les fórmules: l’article considera un algorisme de càlcul detallat, analitza els valors dels coeficients individuals utilitzats en el procés de càlcul.

Per facilitar 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. El càlcul de la potència tèrmica requerida de les bateries es basa en la comprensió que els dispositius de calefacció funcionen bé han de compensar totalment la pèrdua de calor que es produeix durant el seu funcionament per les característiques de les habitacions calefactes.

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

Per a aquestes habitacions, els càlculs es basen en una potència estàndard de 41 watts necessària per escalfar un metre cúbic espai habitable.

Per tal que l’energia tèrmica emesa pels aparells de calefacció es dirigeixi específicament a la calefacció d’espai, cal aïllar parets, golfes, finestres i terres

La fórmula per determinar la producció de calor dels radiadors necessaris per mantenir unes condicions de vida òptimes en una habitació és la següent:

Q = 41 x V,

on V - el volum de l’habitació escalfada en metres cúbics.

El resultat de quatre dígits obtingut es pot expressar en quilowatts, reduint-lo a raó d’1 kW = 1000 watts.

Fórmula detallada per al càlcul de la potència tèrmica

En els càlculs detallats del nombre i la mida de les bateries de calefacció, és habitual començar a partir d’una potència relativa de 100 W, necessària per a la calefacció normal d’1 m² d’una determinada habitació estàndard.

La fórmula per determinar la producció de calor requerida dels aparells 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

Multiplicador S a càlculs, no és més que la zona d’una habitació climatitzada, expressada en metres quadrats.

La resta de lletres són diversos factors de correcció, sense els quals el càlcul serà limitat.

El més important en els càlculs tèrmics és recordar la dita “la calor no trenca els ossos” i no tenir por d’equivocar-se

Però fins i tot paràmetres de disseny addicionals no sempre poden reflectir les especificitats d’una habitació. En cas de dubte en els càlculs, es recomana donar preferència als indicadors amb grans valors.

És més fàcil doncs baixar la temperatura dels radiadors dispositius de control de temperaturaque la congelació amb una falta d’energia tèrmica.

A continuació, s’analitza amb detall cadascun dels coeficients implicats en el càlcul de la potència tèrmica de les bateries.

Al final de l’article, es dóna informació sobre les característiques dels radiadors plegables de diferents materials i s’examina el procediment per calcular el nombre de seccions i les bateries necessàries en funció del càlcul bàsic.

Orientació de les habitacions cap als punts cardinals

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

De la direcció de les habitacions en una direcció o una altra, depèn el coeficient “R” de la fórmula de càlcul de la potència tèrmica.

1. Habitació amb finestra al sud - R = 1,0. Durant les hores del dia, rebrà la calor externa addicional màxima en comparació amb altres habitacions. Aquesta orientació es pren com a base, i el paràmetre addicional en aquest cas és mínim.
2. La finestra dóna a l'oest: R = 1,0 oR = 1,05 (per a zones amb un curt dia d’hivern). Aquesta habitació també tindrà temps per obtenir la seva part de llum solar.El sol, però, es veurà a la tarda, però, a més, la ubicació d'aquesta habitació és més avantatjosa que les de l'est i del nord.
3. L'habitació està orientada a l'est - R = 1,1. El creixent lluminós d'hivern és poc probable que tingui temps per escalfar adequadament aquesta habitació des de l'exterior. Per a l’alimentació de la bateria, caldrà watts addicionals. En conseqüència, afegim al càlcul una correcció tangible del 10%.
4. A fora de la finestra només hi ha el nord - R = 1,1 o R = 1,15 (un resident de les latituds del nord no s’equivocarà, que suposarà un 15% addicional). A l’hivern, una habitació així no veu la llum del sol directa. Per tant, es recomana que els càlculs de la rendibilitat tèrmica requerida dels radiadors també s’ajustin un 10% a l’alça.

Si predominen els vents d’una certa direcció a la zona de residència, és recomanable que les habitacions amb els costats del vent no augmentin R fins al 20% en funció de la força del cop (x1.1 ÷ 1.2), i per a les habitacions amb parets paral·leles als fluxos freds, eleveu el valor de R un 10% (x1.1).

Els locals orientats al nord i a l'est, així com les habitacions del costat sinuós, necessitaran un escalfament més potent.

Tenint en compte la influència de les parets externes

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 externes de la sala determinen el coeficient "K" de la fórmula calculada per a la potència tèrmica dels radiadors:

• La presència d’un mur del carrer en una habitació és un cas típic. Tot és senzill amb el coeficient: K = 1,0.
• Dues parets externes necessitaran un 20% més de calor per escalfar l’habitació. K = 1,2.
• Cada paret exterior posterior afegeix els càlculs un 10% de la transferència de calor necessària. Tres parets del carrer K = 1.3.
• La presència de quatre parets exteriors a la sala també suma un 10% - K = 1,4.

Segons les característiques de l’habitació per a la qual es realitzi el càlcul, cal agafar el coeficient adequat.

La dependència dels radiadors de l'aïllament tèrmic

Reduir el pressupost per a la calefacció de l’espai intern permet aïllar competencialment i de forma fiable de l’habitatge fred a l’hivern, i significativament.

El grau d'aïllament de les parets del carrer obeeix el coeficient "U", que redueix o augmenta la potència tèrmica estimada dels aparells 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 externes no són prou resistents al fred.

Es consideren estàndard les parets de materials i gruixos ecològics. Així com un gruix reduït, però amb una superfície exterior arrebossada o amb una superfície aïllament tèrmic extern.

Si la zona ho permet, és possible produirparets aïllants de l’interior. I per protegir les parets del fred de fora sempre hi ha una manera.

Una sala de racons ben aïllada segons càlcul especial suposarà un percentatge significatiu d’estalvis en els costos de calefacció de tota la zona d’estar

El clima és un factor important en l’aritmètica

Diferents zones climàtiques tenen diferents indicadors de temperatures mínimament baixes al carrer.

Quan es calcula la potència de transferència de calor dels radiadors, es proporciona el coeficient “T” tenint en compte les diferències de temperatura.

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

• T = 1.0 fins a -20 ºC.
• T = 0,9 per a hiverns amb gelades de fins a -15 ° С
• T = 0,7 - fins a -10 ° С.
• T = 1,1 per a gelades de fins a -25 ºC,
• T = 1.3 - a -35 ° C,
• T = 1,5 - per sota de -35 ° C.

Com es pot veure a la llista de dalt, el clima hivernal a -20 ° C es considera normal. Per a zones amb menys fred, cal un valor d’1.

Per a regions més càlides, aquest coeficient calculat reduirà el resultat global del càlcul. No obstant això, per a zones de clima dur, augmentarà la quantitat de calor requerida pels aparells de calefacció.

Càlcul de característiques d’habitacions altes

Està clar que, de les dues habitacions amb la mateixa zona, caldrà més calor per a la que té un sostre superior.Per tenir en compte la correcció del volum d’espai escalfat en els càlculs de la potència tèrmica, ajuda el coeficient “H”.

Al principi de l’article s’esmentava una certa premissa normativa. Es considera una habitació amb un sostre a un nivell de 2,7 metres i per sota. Per a ella, preneu el valor del coeficient igual a 1.

Considereu la dependència del coeficient N de l’alçada dels sostres:

• H = 1,0 - per 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 - la necessitat de calor per a una habitació més alta.

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

Segons la llei de la natura, l’aire càlid i escalfat s’acosta. Per barrejar tot el seu volum, els dispositius de calefacció hauran de treballar molt.

Amb la mateixa zona d’habitació, una habitació més gran pot requerir un nombre addicional de radiadors connectats al sistema de calefacció

El paper estimat del sostre i del sòl

No només condueixen a una disminució de la potència tèrmica de les bateries parets exteriors aïllades. El sostre en contacte amb una habitació càlida també minimitza les pèrdues en escalfar una habitació.

El coeficient "W" de la fórmula de càlcul és justament previst per a això:

• W = 1.0 - si es troba a la part superior, per exemple, un àtic no aïllat no calentat.
• W = 0,9 - per a un altell no climatitzat, però aïllat o una altra habitació aïllada des de dalt.
• W = 0,8 - si el sòl de la sala s’escalfa.

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

La qualitat del bastidor és la clau per escalfar

Finestres: un cop feble a l’aïllament de l’espai habitable. Els marcs moderns amb finestres de doble vidre han millorat notablement la protecció de les habitacions del fred del carrer.

El grau de qualitat de les finestres en la fórmula de càlcul de la potència tèrmica descriu el coeficient "G".

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

Considereu altres opcions per aplicar el coeficient:

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

Així doncs, si la casa té marcs vells, la pèrdua de calor serà important. Per tant, es necessitaran bateries més potents. L’ideal és recomanable substituir aquests bastidors, perquè 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 més àmplia la seva visió general, més fuites de calor són sensibles a través d’aquestes. El coeficient "X" de la fórmula per calcular la potència tèrmica requerida per les bateries, només ho reflecteix.

En una habitació amb finestres i radiadors immensos hauria d’estar fora del nombre 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 la sala igual entre 0,2 i 0,3.

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

• X = 1.0 - amb una proporció de 0,2 a 0,3.
• X = 0,9 - per a la relació de l'àrea de 0,1 a 0,2.
• X = 0,8 - amb una proporció de fins a 0,1.
• X = 1.1 - si la proporció d'àrea és de 0,3 a 0,4.
• X = 1.2 - quan és de 0,4 a 0,5.

Si la mida 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 amb un augment de la proporció d’àrea en un 0,1.

La porta situada a l’habitació, que s’utilitza regularment a l’hivern per accedir al balcó obert o al loggia, fa les seves pròpies modificacions a l’equilibri tèrmic. Per a tal habitació, serà correcte augmentar X un 30% més (x1.3).

La pèrdua d’energia tèrmica es compensa fàcilment amb una instal·lació compacta a l’entrada del balcó d’un canal d’aigua o d’un convector elèctric.

L’efecte del tancament de la bateria

Per descomptat, el radiador menys tancat per diversos obstacles artificials i naturals donarà millor calor. En aquest cas, la fórmula per calcular la seva potència tèrmica s’amplia a causa del coeficient “Y”, tenint en compte les condicions de funcionament de la bateria.

La ubicació més comuna per a radiadors es troba a sota del finestral. Amb aquesta posició, el valor del coeficient és 1.

Considereu situacions típiques per col·locar radiadors:

• I = 1.0 - immediatament sota l’ampit de la finestra.
• I = 0,9 - si la pila està de sobte oberta per tots els costats.
• I = 1,07 - quan el radiador està bloquejat per un rebost horitzontal de la paret
• I = 1,12 - si la bateria situada sota el parament de la finestra està coberta per la caixa frontal.
• I = 1,2 - quan el calefactor està bloquejat per tots els costats.

Les llargues cortines apagades també causen un refredament a l'habitació.

El disseny modern de les bateries de calefacció permet operar-les sense cap tipus de coberta decorativa, garantint així una màxima transferència de calor

Connectivitat amb radiador

L’eficiència del seu funcionament depèn directament del mètode de connexió del radiador al cablejat de calefacció interior. Sovint, els propietaris d’habitatges sacrificen aquest indicador per la bellesa de l’habitació. Tot això tenint en compte la fórmula per calcular la capacitat de calor mitjançant el coeficient "Z".

Donem els valors d’aquest indicador per a diverses situacions:

• Z = 1,0 - la inclusió d’un radiador al circuit global del sistema de calefacció amb recepció en diagonal, el que és el més justificat.
• Z = 1,03 - Un altre, el més comú a causa de la petita longitud del delineador d'ulls, l'opció d'unir-se "des del costat".
• Z = 1,13 - El tercer mètode és "des de baix en dues cares". Gràcies a les canonades de plàstic, va ser ell qui es va arrelar ràpidament en la nova construcció, tot i la seva eficiència molt inferior.
• Z = 1,28 - Un altre mètode molt baix d’eficiència "des de la part inferior per una banda". Només mereix consideració perquè alguns dissenys de radiadors es subministren amb unitats preparades amb connexió a un sol punt de la canonada i subministrament i retorn.

Les entrades d’aire instal·lades en ells ajudaran a augmentar l’eficiència dels dispositius de calefacció, cosa que estalviarà el sistema de “l’aire” de forma puntual.

Abans d’ocultar els tubs de calefacció al terra, utilitzant connexions de bateries poc efectives, val la pena recordar-ne les parets i el sostre

El principi de funcionament de qualsevol escalfador d'aigua es basa en les propietats físiques d'un líquid calent que s'eleva i després de refredar-se.

Per tant, no es recomana fermament utilitzar les connexions dels sistemes de calefacció a radiadors, en els quals el tub de subministrament es troba a la part inferior i els tubs de retorn a la part superior.

Un exemple pràctic de càlcul de la potència tèrmica

Dades d'origen:

1. Habitació a la cantonada sense balcó al segon pis d’una casa de rajoletes de dos pisos enguixada en una zona tranquil·la de l’oest de Sibèria.
2. Llarg 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 descriu el càlcul del nombre de seccions del radiador i el nombre de bateries requerit. Es basa en els resultats obtinguts de les capacitats tèrmiques, tenint en compte les dimensions dels llocs d’instal·lació proposats per a dispositius de calefacció.

Independentment del resultat, es recomana que a les sales de la cantonada no només els portells de les finestres estiguin equipats amb radiadors. Les bateries s’han d’instal·lar a prop de les parets externes “cegues” o a prop de les cantonades més gelades sota la influència del fred del carrer.

Potència tèrmica específica de les seccions de bateries

Fins i tot abans de realitzar el càlcul general de la transferència de calor requerida dels dispositius de calefacció, cal decidir quines bateries desmuntables de quin material s’instal·larà al local.

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

Quant a calcular correctament la quantitat adequada de diferents bateries per escalfar, i anirem més enllà.

A un refrigerant de 70 ° C, seccions estàndard de radiadors de 500 mm de materials diferents tenen una potència de calor específica desigual “q”.

1. Ferro fos: q = 160 Watts (potència específica d’una secció de ferro-porc). Radiadors d’aquest metall adequat per a qualsevol sistema de calefacció.
2. Acer: q = 85 Watts. Acer radiadors tubulars pot treballar en les condicions operatives més severes. Les seves seccions són boniques en el seu brillantor metàl·lic, però tenen la menor dissipació de calor.
3. Alumini - q = 200 W. Lleuger, estètic radiadors d’alumini només s’ha d’instal·lar en sistemes de calefacció autònoms en què la pressió sigui inferior a 7 atmosferes. Però en termes de transferència de calor a les seves seccions no n’hi ha d’iguals.
4. Bimetal - q = 180 watts. Interior radiadors bimetals fabricada en acer i la superfície del dissipador està fabricada en alumini. Aquestes bateries suportaran tot tipus de condicions de pressió i temperatura. La potència tèrmica específica dels trams bimetals també es troba a l’altitud.

Els valors q donats són més aviat arbitraris i s’utilitzen per al càlcul preliminar. Els passaports dels aparells de calefacció adquirits es troben amb nombres més precisos.

Càlcul del nombre de seccions dels radiadors

Els radiadors plegables de qualsevol material són bons perquè, per assolir la seva potència tèrmica nominal, es poden afegir o treure seccions individuals.

Per determinar el nombre de seccions de bateria "N" requerides del material seleccionat, s'utilitzen les fórmules següents:

N = Q / q,

On:

• P = Potència de calor requerida prèviament calculada dels dispositius per escalfar una habitació,
• q = secció específica d'energia tèrmica de la instal·lació de bateries proposada.

Després d’haver calculat el nombre total necessari de seccions de radiadors de l’habitació, heu d’entendre quantes bateries cal instal·lar. Aquest càlcul es basa en una comparació de les dimensions de les ubicacions proposades. instal·lació d’aparells de calefacció i la mida de les bateries, tenint en compte el revestiment.

els elements de la bateria es connecten amb mugrons amb un fil extern multidireccional mitjançant una clau de radiador, mentre que les juntes s’instal·len a les juntes

Per a càlculs previs, podeu combinar amb dades sobre l'amplada de les seccions dels diferents radiadors:

• ferro colat = 93 mm
• alumini = 80 mm
• bimetàlic = 82 mm.

En la fabricació de radiadors plegables a partir de canonades d'acer, els fabricants no compleixen certs estàndards. Si voleu subministrar aquestes bateries, hauríeu d’abordar el problema de manera individual.

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

Millora de l’eficiència de transferència de calor

Quan el radiador escalfa l’aire intern de l’habitació, la paret externa també s’escalfa intensament a la zona de darrere de la bateria. Això comporta una pèrdua addicional de calor injustificada.

Es proposa millorar l'eficiència de transferència de calor del radiador per bloquejar l'escalfador de la paret exterior amb una pantalla reflectant de calor.

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

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

Per a la fabricació d'una pantalla reflectora de calor, es pot aconsellar isospan, penofol, alufom. Un rectangle de les dimensions requerides es retalla del rotlle comprat i es fixa a la paret del lloc d'instal·lació del radiador.

El millor és fixar la pantalla reflectint la calor de l’escalfador a la paret amb cola de silicona o amb ungles líquides

Es recomana separar la làmina d’aïllament de la paret externa amb un petit espai d’aire, per exemple, amb una fina reixa de plàstic.

Si el reflector s’uneix des de diverses parts del material aïllant, les juntes del costat de la làmina s’han d’enganxar amb cinta adhesiva metal·litzada.

Conclusions i vídeo útil sobre el tema

Les pel·lícules petites presentaran la realització pràctica d'alguns consells d'enginyeria en la vida quotidiana. Al següent vídeo podeu veure un exemple pràctic de càlcul de radiadors de calefacció:

El canvi en el nombre de seccions dels radiadors es discuta en aquest vídeo:

El vídeo següent explica com muntar el reflector a la bateria:

Les habilitats adquirides per calcular la potència tèrmica de diferents tipus de radiadors de calefacció ajudaran el capatàs de la llar en el disseny competent del sistema de calefacció. I les mestresses de casa podran verificar la correcció del procés d’instal·lació de bateries per part d’especialistes de tercers.

Heu fet el vostre propi càlcul de la potència de la calefacció de les bateries de casa vostra? O davant problemes derivats de la instal·lació de dispositius de calefacció de baix consum? Expliqueu als vostres lectors la vostra experiència. Deixa els comentaris a continuació.