Cálculo de radiadores de calefacción: cómo calcular el número requerido y la potencia de las baterías

Un sistema de calefacción bien organizado proporcionará a la vivienda la temperatura necesaria y será cómoda en todas las habitaciones en cualquier clima. Pero para transferir calor al espacio aéreo de las instalaciones residenciales, necesita saber la cantidad requerida de baterías, ¿verdad?

Para descubrir esto, ayudará al cálculo de los radiadores de calefacción, en función de los cálculos de la potencia térmica requerida de los dispositivos de calefacción instalados.

¿Alguna vez has hecho tales cálculos y tienes miedo de cometer un error? Le ayudaremos a lidiar con las fórmulas: el artículo considera un algoritmo de cálculo detallado, analiza los valores de los coeficientes individuales utilizados en el proceso de cálculo.

Para facilitarle la comprensión de las complejidades del cálculo, hemos seleccionado materiales fotográficos temáticos y videos útiles que explican el principio de calcular la potencia de los dispositivos de calefacción.

Cálculo simplificado de la compensación de pérdida de calor.

Cualquier cálculo se basa en ciertos principios. El cálculo de la potencia térmica requerida de las baterías se basa en el entendimiento de que los dispositivos de calefacción que funcionan bien deben compensar completamente la pérdida de calor que ocurre durante su funcionamiento debido a las características de las habitaciones con calefacción.

Para salas de estar ubicadas en una casa bien aislada, ubicada, a su vez, en una zona de clima templado, en algunos casos es adecuado un cálculo simplificado de compensación por fugas de calor.

Para tales premisas, los cálculos se basan en una potencia estándar de 41 W, que se requiere para calentar 1 metro cúbico. espacio habitable

Para que la energía térmica emitida por los dispositivos de calefacción se dirija específicamente a la calefacción de espacios, es necesario aislar paredes, áticos, ventanas y pisos.

La fórmula para determinar la producción de calor de los radiadores necesaria para mantener las condiciones de vida óptimas en una habitación es la siguiente:

Q = 41 x V,

donde V - el volumen de la habitación climatizada en metros cúbicos.

El resultado obtenido de cuatro dígitos se puede expresar en kilovatios, reduciéndolo a razón de 1 kW = 1000 vatios.

Fórmula detallada para calcular la potencia térmica.

En los cálculos detallados de la cantidad y el tamaño de las baterías de calefacción, se acostumbra comenzar con una potencia relativa de 100 W, que es necesaria para el calentamiento normal de 1 m² de una habitación estándar determinada.

La fórmula para determinar la producción de calor requerida de los aparatos de calefacción es la siguiente:

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 En los cálculos, no es más que el área de una habitación climatizada, expresada en metros cuadrados.

Las letras restantes son varios factores de corrección, sin los cuales el cálculo será limitado.

Lo principal en los cálculos térmicos es recordar el dicho "el calor no rompe los huesos" y no tener miedo de cometer un gran error.

Pero incluso los parámetros de diseño adicionales no siempre pueden reflejar los detalles de una habitación. En caso de duda en los cálculos, se recomienda dar preferencia a los indicadores con valores grandes.

Es más fácil bajar la temperatura de los radiadores con dispositivos de control de temperaturaque congelar con falta de energía térmica.

A continuación, se analiza en detalle cada uno de los coeficientes involucrados en el cálculo de la potencia térmica de las baterías.

Al final del artículo, se brinda información sobre las características de los radiadores plegables de diferentes materiales, y el procedimiento para calcular el número requerido de secciones y las baterías en sí se examina en función del cálculo básico.

Orientación de las habitaciones a los puntos cardinales.

Y en los días más fríos, la energía del sol todavía afecta el equilibrio térmico dentro del hogar.

En la dirección de las habitaciones en una dirección u otra, depende el coeficiente "R" de la fórmula para calcular la potencia térmica.

1. Habitación con ventana al sur - R = 1,0. Durante las horas del día, recibirá el máximo calor externo adicional en comparación con otras habitaciones. Esta orientación se toma como base, y el parámetro adicional en este caso es mínimo.
2. La ventana mira hacia el oeste - R = 1,0 oR = 1.05 (para áreas con un corto día de invierno). Esta sala también tendrá tiempo para recibir su porción de luz solar.Sin embargo, el sol mirará allí al final de la tarde, pero aún así la ubicación de dicha habitación es más ventajosa que las orientales y las del norte.
3. La sala está orientada al este - R = 1,1. Es poco probable que la creciente luminaria de invierno tenga tiempo para calentar adecuadamente una habitación desde el exterior. Para la energía de la batería, se requerirán vatios adicionales. En consecuencia, agregamos al cálculo una corrección tangible del 10%.
4. Fuera de la ventana está solo el norte - R = 1,1 o R = 1.15 (un residente de las latitudes del norte no se equivocará, quien tomará un 15% adicional). En invierno, dicha habitación no ve la luz solar directa en absoluto. Por lo tanto, se recomienda que los cálculos del retorno térmico requerido de los radiadores también se ajusten en un 10% hacia arriba.

Si prevalecen vientos de cierta dirección en el área de residencia, es aconsejable que las habitaciones con los lados de barlovento aumenten R hasta un 20% dependiendo de la fuerza de soplado (x1.1 ÷ 1.2), y para habitaciones con paredes paralelas a flujos fríos, aumente el valor de R en un 10% (x1.1).

Las instalaciones orientadas hacia el norte y el este, así como las habitaciones en el lado de barlovento, requerirán una calefacción más potente.

Teniendo en cuenta la influencia de las paredes externas.

Además de la pared con una ventana o ventanas incorporadas, otras paredes de la habitación también pueden tener contacto con el frío exterior.

Las paredes externas de la habitación determinan el coeficiente "K" de la fórmula calculada para la potencia térmica de los radiadores:

• La presencia de una pared de la calle en una habitación es un caso típico. Todo es simple con el coeficiente: K = 1,0.
• Dos paredes externas requerirán un 20% más de calor para calentar la habitación. K = 1,2.
• Cada pared exterior posterior agrega el 10% de la transferencia de calor requerida a los cálculos. Para tres muros de la calle: K = 1.3.
• La presencia de cuatro paredes externas en la habitación también agrega 10% - K = 1.4.

Dependiendo de las características de la habitación para la que se realiza el cálculo, es necesario tomar el coeficiente apropiado.

La dependencia de los radiadores del aislamiento térmico.

Reducir el presupuesto para calentar el espacio interno permite aislar de manera competente y confiable de la vivienda fría de invierno, y de manera significativa.

El grado de aislamiento de las paredes de la calle obedece al coeficiente "U", que reduce o aumenta la potencia térmica estimada de los dispositivos de calefacción:

• U = 1,0 - Para paredes exteriores estándar.
• U = 0,85 - si el aislamiento de las paredes de la calle se realizó de acuerdo con un cálculo especial.
• U = 1.27 - si las paredes externas no son suficientemente resistentes al frío.

Las paredes hechas de materiales respetuosos con el clima y el grosor se consideran estándar. Además de grosor reducido, pero con una superficie exterior enlucida o con una superficie aislamiento térmico externo.

Si el área lo permite, entonces es posible producirparedes aislantes desde el interior. Y para proteger las paredes del frío exterior siempre hay un camino.

Una habitación esquinera bien aislada de acuerdo con cálculos especiales proporcionará un porcentaje significativo del ahorro de costos para calentar toda la sala de estar del apartamento

El clima es un factor importante en la aritmética.

Las diferentes zonas climáticas tienen diferentes indicadores de temperaturas de la calle mínimamente bajas.

Al calcular la potencia de transferencia de calor de los radiadores, se proporciona el coeficiente "T" para tener en cuenta las diferencias de temperatura.

Considere los valores de este coeficiente para diversas condiciones climáticas:

• T = 1.0 a -20 ° C.
• T = 0.9 para inviernos con escarcha hasta -15 ° С
• T = 0.7 - hasta -10 ° С.
• T = 1,1 para heladas de hasta -25 ° C,
• T = 1.3 - a -35 ° C,
• T = 1.5 - por debajo de -35 ° C.

Como puede ver en la lista anterior, el clima invernal a -20 ° C se considera normal. Para áreas con menos frío, tome un valor de 1.

Para regiones más cálidas, este coeficiente calculado reducirá el resultado general del cálculo. Pero para áreas de clima severo, aumentará la cantidad de calor requerida por los aparatos de calefacción.

Características de cálculo de habitaciones altas

Está claro que de dos habitaciones con la misma área, se requerirá más calor para la que tenga un techo más alto.Para tener en cuenta la corrección del volumen del espacio calentado en los cálculos de la potencia térmica, el coeficiente "H" ayuda.

Al comienzo del artículo, se mencionó cierta premisa normativa. Tal se considera una habitación con techo a un nivel de 2.7 metros o menos. Para ella, tome el valor del coeficiente igual a 1.

Considere la dependencia del coeficiente N con la altura de los techos:

• H = 1.0 - Para techos de 2,7 metros de altura.
• H = 1.05 - para habitaciones de hasta 3 metros de altura.
• H = 1,1 - para una habitación con un techo de hasta 3,5 metros.
• H = 1.15 - hasta 4 metros.
• H = 1.2 - La necesidad de calor para una habitación más alta.

Como puede ver, para habitaciones con techos altos, se debe agregar un 5% al ​​cálculo por cada medio metro de altura, comenzando desde 3.5 m.

Por la ley de la naturaleza, el aire cálido y caliente se precipita. Para mezclar todo su volumen, los dispositivos de calentamiento tendrán que trabajar duro.

Con la misma área de habitación, una habitación más grande puede requerir un número adicional de radiadores conectados al sistema de calefacción.

El papel estimado del techo y el piso.

No solo conducen a una disminución en la potencia térmica de las baterías paredes externas aisladas. El techo en contacto con una habitación cálida también minimiza las pérdidas al calentar una habitación.

El coeficiente "W" en la fórmula de cálculo es solo para proporcionar esto:

• W = 1.0 - si se encuentra en la parte superior, por ejemplo, un ático sin calefacción y sin aislamiento.
• W = 0.9 - para un ático sin calefacción, pero aislado u otra habitación aislada desde arriba.
• W = 0.8 - si el piso sobre la habitación se calienta.

El indicador W se puede ajustar hacia arriba para las instalaciones del primer piso, si están ubicadas en el suelo, por encima de un sótano o sótano sin calefacción. Entonces los números serán los siguientes: el piso está aislado + 20% (x1,2); el piso no está aislado + 40% (x1.4).

La calidad del cuadro es la clave para calentar

Ventanas: una vez un punto débil en el aislamiento del espacio habitable. Los marcos modernos con ventanas de doble acristalamiento han mejorado significativamente la protección de las habitaciones contra el frío de la calle.

El grado de calidad de las ventanas en la fórmula para calcular la potencia térmica describe el coeficiente "G".

El cálculo se basa en un marco estándar con una ventana de doble acristalamiento de una cámara, en la que el coeficiente es 1.

Considere otras opciones para aplicar el coeficiente:

• G = 1.0 - marco con ventana monocapa de doble acristalamiento.
• G = 0,85 - si el marco está equipado con una ventana de doble acristalamiento de dos o tres cámaras.
• G = 1.27 - si la ventana tiene un viejo marco de madera.

Entonces, si la casa tiene marcos viejos, entonces la pérdida de calor será significativa. Por lo tanto, se necesitarán baterías más potentes. Idealmente, es aconsejable reemplazar dichos marcos, ya que estos son costos de calefacción adicionales.

El tamaño de la ventana importa

Siguiendo la lógica, se puede argumentar que cuanto mayor sea el número de ventanas en la habitación y más amplia sea su visión general, más sensible será la fuga de calor a través de ellas. El coeficiente "X" de la fórmula para calcular la potencia térmica requerida por las baterías, simplemente refleja esto.

En una habitación con grandes ventanas y radiadores debe estar fuera del número de secciones correspondientes al tamaño y la calidad de los marcos.

La norma es el resultado de dividir el área de las aberturas de las ventanas por el área de la habitación igual a 0.2 a 0.3.

Estos son los principales valores del coeficiente X para diversas situaciones:

• X = 1.0 - con una relación de 0.2 a 0.3.
• X = 0.9 - para la relación de área de 0.1 a 0.2.
• X = 0.8 - con una relación de hasta 0.1.
• X = 1.1 - si la relación de área es de 0.3 a 0.4.
• X = 1.2 - cuando es de 0.4 a 0.5.

Si el metraje de las aberturas de las ventanas (por ejemplo, en habitaciones con ventanas panorámicas) va más allá de las proporciones propuestas, es razonable agregar otro 10% al valor X con un aumento en la relación de área en 0.1.

La puerta ubicada en la habitación, que se usa regularmente en invierno para acceder al balcón abierto o logia, hace sus propias modificaciones al equilibrio térmico. Para tal habitación, será correcto aumentar X en otro 30% (x1.3).

La pérdida de energía térmica se compensa fácilmente mediante una instalación compacta debajo de la entrada del balcón de un canal de agua o convector eléctrico.

El efecto del cierre de la batería.

Por supuesto, el radiador que está menos cercado por varios obstáculos artificiales y naturales dará mejor calor. En este caso, la fórmula para calcular su potencia térmica se expande debido al coeficiente "Y", teniendo en cuenta las condiciones de funcionamiento de la batería.

La ubicación más común para los radiadores es debajo del alféizar de la ventana. Con esta posición, el valor del coeficiente es 1.

Considere situaciones típicas para colocar radiadores:

• Y = 1.0 - Inmediatamente debajo del alféizar de la ventana.
• Y = 0.9 - si la batería se abre completamente de repente por todos los lados.
• Y = 1.07 - cuando el radiador está bloqueado por una repisa horizontal de la pared
• Y = 1.12 - si la batería ubicada debajo del alféizar de la ventana está cubierta por la carcasa frontal.
• Y = 1.2 - cuando el calentador está bloqueado por todos los lados.

Las largas cortinas opacas desplazadas también causan un enfriamiento en la habitación.

El diseño moderno de las baterías de calefacción le permite operarlas sin cubiertas decorativas, lo que garantiza la máxima transferencia de calor.

Conectividad del radiador

La eficiencia de su funcionamiento depende directamente del método de conexión del radiador al cableado de calefacción interior. A menudo, los propietarios sacrifican este indicador en aras de la belleza de la habitación. La fórmula para calcular la capacidad calorífica requerida tiene en cuenta todo esto a través del coeficiente "Z".

Damos los valores de este indicador para diversas situaciones:

• Z = 1.0 - la inclusión de un radiador en el circuito general del sistema de calefacción con una recepción diagonal, que es lo más justificado.
• Z = 1.03 - el otro, el más común debido a la pequeña longitud del delineador, la opción de conexión "desde el lado".
• Z = 1.13 - El tercer método es "desde abajo en dos lados". Gracias a las tuberías de plástico, fue él quien rápidamente echó raíces en la nueva construcción, a pesar de la eficiencia mucho menor.
• Z = 1.28 - Otro método muy poco eficiente "desde abajo, por un lado". Merece consideración solo porque algunos diseños de radiadores se suministran con unidades preparadas con conexión a un solo punto de la tubería y suministro y retorno.

Las salidas de aire instaladas en ellas ayudarán a aumentar la eficiencia de los dispositivos de calefacción, lo que evitará que el sistema se "airee" de manera oportuna.

Antes de ocultar las tuberías de calefacción en el piso, usando conexiones de batería ineficaces, vale la pena recordar acerca de las paredes y el techo

El principio de funcionamiento de cualquier calentador de agua se basa en las propiedades físicas de un líquido caliente que se eleva y después de enfriarse.

Por lo tanto, no se recomienda utilizar las conexiones de los sistemas de calefacción a los radiadores, en los que la tubería de suministro está en la parte inferior y las tuberías de retorno en la parte superior.

Un ejemplo práctico de cálculo de potencia térmica.

Datos de origen:

1. Habitación en la esquina sin balcón en el segundo piso de una casa enyesada de dos pisos en una tranquila zona del oeste de Siberia.
2. Longitud de la sala 5.30 m X ancho 4.30 m = área 22.79 sq.m.
3. Ancho de ventana 1.30 m X altura 1.70 m = área 2.21 sq.m.
4. Altura de la sala = 2,95 m.

Secuencia de cálculo:

La siguiente es una descripción del cálculo del número de secciones del radiador y el número requerido de baterías. Se basa en los resultados obtenidos de las capacidades térmicas, teniendo en cuenta las dimensiones de los sitios de instalación propuestos para los dispositivos de calefacción.

Independientemente del resultado, se recomienda que en las habitaciones de las esquinas no solo los alféizares de las ventanas estén equipados con radiadores. Las baterías deben instalarse cerca de las paredes externas "ciegas" o cerca de las esquinas que están más congeladas bajo la influencia del frío de la calle.

Potencia térmica específica de las secciones de la batería.

Incluso antes de realizar el cálculo general de la transferencia de calor requerida de los dispositivos de calefacción, es necesario decidir qué baterías desmontables de qué material se instalarán en las instalaciones.

La elección debe basarse en las características del sistema de calefacción (presión interna, temperatura del refrigerante). Al mismo tiempo, no se olvide del costo muy variado de los productos comprados.

Acerca de cómo calcular correctamente la cantidad correcta de diferentes baterías para calentar, e iremos más allá.

Con un refrigerante de 70 ° C, las secciones estándar de radiadores de 500 mm hechas de materiales diferentes tienen una salida de calor específica desigual "q".

1. Hierro fundido - q = 160 vatios (potencia específica de una sección de arrabio). Radiadores de este metal Apto para cualquier sistema de calefacción.
2. Acero - q = 85 vatios. Acero radiadores tubulares puede trabajar en las condiciones de operación más severas. Sus secciones son hermosas en su brillo metálico, pero tienen la menor disipación de calor.
3. Aluminio - q = 200 vatios. Ligero, estético radiadores de aluminio debe instalarse solo en sistemas de calefacción autónomos en los que la presión sea inferior a 7 atmósferas. Pero en términos de transferencia de calor a sus secciones no hay igual.
4. Bimetálico q = 180 vatios. Por dentro radiadores bimetálicos hecho de acero, y la superficie del disipador de calor está hecha de aluminio. Estas baterías soportarán todo tipo de condiciones de presión y temperatura. La potencia térmica específica de las secciones bimetálicas también está en altitud.

Los valores q dados son bastante arbitrarios y se usan para el cálculo preliminar. Los pasaportes de los aparatos de calefacción comprados contienen números más precisos.

Cálculo del número de secciones de radiadores.

Los radiadores plegables de cualquier material son buenos porque para lograr su potencia térmica nominal, se pueden agregar o quitar secciones individuales.

Para determinar el número requerido de secciones de batería "N" del material seleccionado, se utilizan las siguientes fórmulas:

N = Q / q,

Donde:

• Q = salida de calor requerida previamente calculada de los dispositivos para calentar una habitación,
• q = sección específica de energía térmica de la instalación de batería propuesta.

Una vez calculado el número total requerido de secciones de radiadores en la habitación, debe comprender cuántas baterías necesita instalar. Este cálculo se basa en una comparación de las dimensiones de las ubicaciones propuestas. instalación de aparatos de calefacción y tamaños de batería, teniendo en cuenta el revestimiento.

Los elementos de la batería están conectados con niples con una rosca externa multidireccional usando una llave de radiador, mientras que las juntas están instaladas en las juntas

Para cálculos preliminares, puede armar datos con el ancho de las secciones de diferentes radiadores:

• hierro fundido = 93 mm
• aluminio = 80 mm
• bimetálico = 82 mm.

En la fabricación de radiadores plegables a partir de tubos de acero, los fabricantes no se adhieren a ciertas normas. Si desea suministrar tales baterías, debe abordar el problema individualmente.

También puede usar nuestra calculadora en línea gratuita para calcular el número de secciones:

Mejora de la eficiencia de transferencia de calor.

Cuando el radiador calienta el aire interno de la habitación, la pared externa también se calienta intensamente en el área detrás de la batería. Esto conduce a una pérdida de calor injustificada adicional.

Se propone mejorar la eficiencia de transferencia de calor del radiador para bloquear el calentador de la pared exterior con una pantalla reflectante de calor.

El mercado ofrece muchos materiales aislantes modernos con una superficie de lámina reflectante del calor. La lámina protege el aire caliente calentado por la batería del contacto con una pared fría y lo dirige hacia la habitación.

Para un funcionamiento adecuado, los límites del reflector instalado deben superar las dimensiones del radiador y sobresalir en cada lado de 2 a 3 cm. El espacio entre el calentador y la superficie de protección térmica debe dejarse a 3-5 cm.

Para la fabricación de una pantalla que refleje el calor, se puede recomendar isospan, penofol, alufom. Se corta un rectángulo de las dimensiones requeridas del rollo comprado y se fija a la pared en el sitio de instalación del radiador.

Es mejor arreglar la pantalla reflejando el calor del calentador en la pared con pegamento de silicona o con clavos líquidos.

Se recomienda separar la lámina de aislamiento de la pared externa con un pequeño espacio de aire, por ejemplo, utilizando una rejilla de plástico delgada.

Si el reflector se une desde varias partes del material aislante, las juntas en el lado de la lámina se deben pegar con cinta adhesiva metalizada.

Conclusiones y video útil sobre el tema.

Las películas pequeñas presentarán la realización práctica de algunos consejos de ingeniería en la vida cotidiana. En el siguiente video puede ver un ejemplo práctico de cálculo de radiadores de calefacción:

El cambio en la cantidad de secciones de radiadores se discute en este video:

El siguiente video le dice cómo montar el reflector debajo de la batería:

Las habilidades adquiridas para calcular la potencia térmica de diferentes tipos de radiadores de calefacción ayudarán al capataz de la casa en el diseño competente del sistema de calefacción. Y las amas de casa podrán verificar la corrección del proceso de instalación de la batería por parte de especialistas externos.

¿Hiciste tu propio cálculo de la potencia de las baterías de calefacción para tu hogar? ¿O enfrenta problemas derivados de la instalación de dispositivos de calefacción de baja potencia? Cuénteles a sus lectores sobre su experiencia; deje comentarios a continuación.