Cálculo de radiadores de aquecimento: como calcular o número e a potência necessários das baterias

Um sistema de aquecimento bem organizado fornecerá à habitação a temperatura necessária e será confortável em todos os quartos, em qualquer clima. Mas, para transferir calor para o espaço aéreo de instalações residenciais, você precisa saber o número necessário de baterias, certo?

Para descobrir isso, ajudará o cálculo dos radiadores de aquecimento, com base nos cálculos da energia térmica necessária dos dispositivos de aquecimento instalados.

Você já fez esses cálculos e tem medo de cometer um erro? Ajudaremos a lidar com as fórmulas - o artigo considera um algoritmo de cálculo detalhado, analisa os valores dos coeficientes individuais usados ​​no processo de cálculo.

Para facilitar a compreensão dos meandros do cálculo, selecionamos materiais fotográficos temáticos e vídeos úteis que explicam o princípio do cálculo da potência dos dispositivos de aquecimento.

Cálculo simplificado da compensação de perda de calor

Quaisquer cálculos são baseados em certos princípios. O cálculo da energia térmica necessária das baterias baseia-se no entendimento de que os dispositivos de aquecimento que funcionam bem devem compensar totalmente a perda de calor que ocorre durante sua operação devido às características das salas aquecidas.

Para salas de estar localizadas em uma casa bem isolada, localizada em uma zona de clima temperado, em alguns casos é adequado um cálculo simplificado da compensação por vazamentos de calor.

Para essas salas, os cálculos são baseados em uma potência padrão de 41 W, necessária para o aquecimento de 1 metro cúbico. espaço de convivência.

Para que a energia térmica emitida pelos dispositivos de aquecimento seja direcionada especificamente ao aquecimento do ambiente, é necessário isolar paredes, sótãos, janelas e pisos

A fórmula para determinar a produção de calor dos radiadores necessária para manter as condições ideais de vida em uma sala é a seguinte:

Q = 41 x V,

onde V - o volume da sala aquecida em metros cúbicos.

O resultado de quatro dígitos obtido pode ser expresso em quilowatts, reduzindo-o à taxa de 1 kW = 1000 watts.

Fórmula detalhada para calcular a energia térmica

Nos cálculos detalhados do número e tamanho das baterias de aquecimento, é habitual iniciar a partir de uma potência relativa de 100 W, necessária para o aquecimento normal de 1 m² de uma determinada sala padrão.

A fórmula para determinar a produção de calor necessária para os aparelhos de aquecimento é a seguinte:

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

Multiplicador S nos cálculos, nada mais é do que a área de uma sala aquecida, expressa em metros quadrados.

As letras restantes são vários fatores de correção, sem os quais o cálculo será limitado.

O principal nos cálculos térmicos é lembrar o ditado "o calor não quebra ossos" e não ter medo de cometer um grande erro

Mas mesmo parâmetros adicionais de projeto nem sempre refletem as especificidades de uma sala. Em caso de dúvida nos cálculos, recomenda-se dar preferência a indicadores com grandes valores.

É mais fácil diminuir a temperatura dos radiadores com dispositivos de controle de temperaturado que congelar com falta de energia térmica.

A seguir, cada um dos coeficientes envolvidos no cálculo da energia térmica das baterias é analisado em detalhes.

No final do artigo, são fornecidas informações sobre as características dos radiadores dobráveis ​​de diferentes materiais, e o procedimento para calcular o número necessário de seções e as próprias baterias é examinado com base no cálculo básico.

Orientação de salas para os pontos cardeais

E nos dias mais frios, a energia do sol ainda afeta o equilíbrio térmico dentro de casa.

Na direção das salas em uma direção ou outra, o coeficiente "R" da fórmula para calcular a energia térmica depende.

1. Quarto com uma janela para o sul - R = 1,0. Durante o dia, ele recebe o calor externo adicional máximo em comparação com outras salas. Essa orientação é tomada como base e, neste caso, o parâmetro adicional é mínimo.
2. A janela está virada a oeste - R = 1,0 ouR = 1,05 (para áreas com um dia curto de inverno). Este quarto também terá tempo para receber sua porção de luz solar.O sol, no entanto, olhará para lá no final da tarde, mas ainda assim a localização de uma sala dessas é mais vantajosa que as do leste e do norte.
3. A sala está orientada para o leste - R = 1,1. É improvável que o aumento da luminária de inverno tenha tempo para aquecer adequadamente uma sala desse lado de fora. Para energia da bateria, serão necessários watts extras. Assim, adicionamos ao cálculo uma correção tangível de 10%.
4. Fora da janela é apenas o norte - R = 1,1 ou R = 1,15 (um residente das latitudes do norte não se enganará, e ficará com 15% a mais). No inverno, essa sala não vê luz solar direta. Portanto, recomenda-se que os cálculos do retorno térmico exigido dos radiadores também sejam ajustados em 10% para cima.

Se os ventos de uma determinada direção prevalecerem na área de residência, é recomendável que os quartos com lados de barlavento aumentem R até 20%, dependendo da força do golpe (x1,1 ± 1,2), e para quartos com paredes paralelas a fluxos de frio, aumente o valor de R em 10% (x1.1).

Instalações orientadas para o norte e leste, bem como salas do lado do vento, exigirão um aquecimento mais potente.

Tendo em conta a influência das paredes externas

Além da parede com uma janela ou janelas embutidas, outras paredes da sala também podem ter contato com o frio externo.

As paredes externas da sala determinam o coeficiente "K" da fórmula calculada para a energia térmica dos radiadores:

• A presença de uma parede de rua em uma sala é um caso típico. Tudo é simples com o coeficiente - K = 1,0.
• Duas paredes externas exigirão 20% mais calor para aquecer a sala - K = 1,2.
• Cada parede externa subsequente adiciona 10% da transferência de calor necessária aos cálculos. Por três paredes da rua - K = 1,3.
• A presença de quatro paredes externas na sala também adiciona 10% - K = 1,4.

Dependendo das características da sala para a qual o cálculo é realizado, é necessário tomar o coeficiente apropriado.

A dependência dos radiadores no isolamento térmico

Para reduzir o orçamento para aquecimento, o espaço interno permite isolar de forma competente e confiável a carcaça fria do inverno, e significativamente.

O grau de isolamento das paredes das ruas obedece ao coeficiente "U", que reduz ou aumenta a potência térmica estimada dos dispositivos de aquecimento:

• U = 1,0 - para paredes externas padrão.
• U = 0,85 - se o isolamento das paredes das ruas foi realizado de acordo com um cálculo especial.
• U = 1,27 - se as paredes externas não forem suficientemente resistentes ao frio.

Paredes feitas de materiais e espessura favoráveis ​​ao clima são consideradas padrão. Além de espessura reduzida, mas com superfície externa rebocada ou com superfície isolamento térmico externo.

Se a área permitir, é possível produzirparedes isolantes por dentro. E para proteger as paredes do frio lá fora, sempre existe uma maneira.

Uma sala de canto bem isolada, de acordo com cálculos especiais, proporcionará uma porcentagem significativa da economia de custos para aquecer toda a área útil do apartamento

O clima é um fator importante na aritmética

Diferentes zonas climáticas têm diferentes indicadores de temperatura das ruas minimamente baixa.

Ao calcular a potência de transferência de calor dos radiadores, o coeficiente "T" é fornecido para levar em consideração as diferenças de temperatura.

Considere os valores desse coeficiente para várias condições climáticas:

• T = 1,0 a -20 ° C.
• T = 0,9 para invernos com geada até -15 ° C
• T = 0,7 - até -10 ° C.
• T = 1,1 para geadas até -25 ° C,
• T = 1,3 - a -35 ° C,
• T = 1,5 - abaixo de -35 ° C.

Como você pode ver na lista acima, o clima de inverno a -20 ° C é considerado normal. Para áreas com menos frio, use o valor 1.

Para regiões mais quentes, esse coeficiente calculado reduzirá o resultado geral do cálculo. Mas em áreas de clima severo, a quantidade de calor necessária para aquecer aparelhos aumentará.

Apresenta cálculo de salas altas

É claro que, em dois quartos com a mesma área, será necessário mais calor para aquele com teto mais alto.Para levar em consideração a correção do volume de espaço aquecido nos cálculos da energia térmica, o coeficiente "H" ajuda.

No início do artigo, uma certa premissa normativa foi mencionada. Tal é considerado uma sala com um teto a um nível de 2,7 metros e abaixo. Para ela, considere o valor do coeficiente igual a 1.

Considere a dependência do coeficiente N na altura dos tetos:

• H = 1,0 - para tetos com 2,7 metros de altura.
• H = 1,05 - para salas com até 3 metros de altura.
• H = 1,1 - para um quarto com um teto de até 3,5 metros.
• H = 1,15 - até 4 metros.
• H = 1,2 - a necessidade de calor para uma sala mais alta.

Como você pode ver, para salas com tetos altos, 5% devem ser adicionados ao cálculo para cada meio metro de altura, a partir de 3,5 m.

Pela lei da natureza, o ar quente e aquecido aumenta. Para misturar todo o volume, os dispositivos de aquecimento terão que trabalhar duro.

Com a mesma área da sala, uma sala maior pode exigir um número adicional de radiadores conectados ao sistema de aquecimento

O papel estimado do teto e do piso

Não apenas levam a uma diminuição na energia térmica das baterias paredes externas isoladas. O teto em contato com uma sala quente também minimiza as perdas no aquecimento de uma sala.

O coeficiente "W" na fórmula de cálculo é apenas para fornecer isso:

• W = 1,0 - se localizado na parte superior, por exemplo, um sótão não isolado e sem aquecimento.
• W = 0,9 - para um sótão não aquecido, mas isolado, ou outro local isolado por cima.
• W = 0,8 - se o piso acima da sala estiver aquecido.

O indicador W pode ser ajustado para cima nas instalações do primeiro andar, se estiverem localizadas no chão, acima de um porão ou porão sem aquecimento. Em seguida, os números serão os seguintes: o piso é isolado + 20% (x1,2); o piso não é isolado + 40% (x1.4).

A qualidade do quadro é a chave para aquecer

Windows - uma vez um ponto fraco no isolamento do espaço vital. As molduras modernas com janelas com vidros duplos melhoraram significativamente a proteção dos ambientes contra o frio da rua.

O grau de qualidade das janelas na fórmula para calcular a energia térmica descreve o coeficiente "G".

O cálculo é baseado em uma estrutura padrão com uma janela de vidro duplo de câmara única, na qual o coeficiente é 1.

Considere outras opções para aplicar o coeficiente:

• G = 1.0 - caixilho com janela de vidro duplo de uma câmara.
• G = 0,85 - se o quadro estiver equipado com uma janela de vidro duplo de duas ou três câmaras.
• G = 1,27 - se a janela tiver uma moldura de madeira antiga.

Portanto, se a casa tiver quadros antigos, a perda de calor será significativa. Portanto, serão necessárias baterias mais poderosas. Idealmente, é aconselhável substituir esses quadros, porque esses são custos de aquecimento adicionais.

O tamanho da janela é importante

Seguindo a lógica, pode-se argumentar que, quanto maior o número de janelas na sala e maior a visão geral, maior será o vazamento de calor por elas. O coeficiente "X" da fórmula para calcular a energia térmica requerida pelas baterias apenas reflete isso.

Em uma sala com grandes janelas e radiadores, deve estar fora do número de seções correspondente ao tamanho e qualidade dos quadros

A norma é o resultado da divisão da área das aberturas das janelas pela área da sala igual a 0,2 a 0,3.

Aqui estão os principais valores do coeficiente X para várias situações:

• X = 1,0 - com uma proporção de 0,2 a 0,3.
• X = 0,9 - para a proporção da área de 0,1 a 0,2.
• X = 0,8 - com uma proporção de até 0,1.
• X = 1,1 - se a proporção da área for de 0,3 a 0,4.
• X = 1,2 - quando é de 0,4 a 0,5.

Se o tamanho das aberturas das janelas (por exemplo, em salas com janelas panorâmicas) ultrapassar as proporções propostas, é razoável adicionar outros 10% ao valor X com um aumento na proporção da área em 0,1.

A porta localizada na sala, que é usada regularmente no inverno para acessar a varanda ou varanda aberta, faz suas próprias alterações no balanço de calor. Para uma sala dessas, será correto aumentar X em mais 30% (x1,3).

A perda de energia térmica é facilmente compensada por uma instalação compacta sob a entrada da varanda de um canal de água ou convector elétrico.

O efeito do fechamento da bateria

Obviamente, o radiador menos vedado por vários obstáculos artificiais e naturais dará melhor calor. Nesse caso, a fórmula para calcular sua energia térmica é ampliada devido ao coeficiente "Y", levando em consideração as condições de operação da bateria.

O local mais comum para os radiadores é sob o peitoril da janela. Com esta posição, o valor do coeficiente é 1.

Considere situações típicas para colocar radiadores:

• Y = 1,0 - imediatamente sob o peitoril da janela.
• Y = 0,9 - se a bateria estiver subitamente completamente aberta por todos os lados.
• Y = 1,07 - quando o radiador estiver bloqueado por uma borda horizontal da parede
• Y = 1,12 - se a bateria localizada sob o peitoril da janela estiver coberta pela caixa frontal.
• Y = 1,2 - quando o aquecedor estiver bloqueado por todos os lados.

As longas cortinas blackout deslocadas também causam um resfriamento na sala.

O design moderno das baterias de aquecimento permite operá-las sem tampas decorativas - garantindo assim a máxima transferência de calor

Conectividade do radiador

A eficiência de sua operação depende diretamente do método de conexão do radiador à fiação de aquecimento interno. Muitas vezes, os proprietários sacrificam esse indicador em prol da beleza da sala. A fórmula para calcular a capacidade de aquecimento necessária leva em conta tudo isso através do coeficiente "Z".

Fornecemos os valores desse indicador para várias situações:

• Z = 1.0 - a inclusão de um radiador no circuito geral do sistema de aquecimento com uma recepção diagonal, a mais justificada.
• Z = 1,03 - Outro, o mais comum devido ao pequeno comprimento do delineador, a opção de unir "pelo lado".
• Z = 1,13 - O terceiro método é "de baixo por dois lados". Graças aos tubos de plástico, foi ele quem rapidamente se enraizou na nova construção, apesar da eficiência muito menor.
• Z = 1,28 - Outro método muito pouco eficiente "por baixo, por um lado". Merece consideração apenas porque alguns projetos de radiadores são fornecidos com unidades prontas, com conexão a um único ponto do tubo e fornecimento e retorno.

Os respiradouros instalados neles ajudarão a aumentar a eficiência dos dispositivos de aquecimento, o que evitará que o sistema seja “arejado” em tempo hábil.

Antes de esconder os tubos de aquecimento no chão, usando conexões ineficazes da bateria, vale lembrar as paredes e o teto

O princípio de operação de qualquer aquecedor de água é baseado nas propriedades físicas de um líquido quente que se eleva e depois de esfriar.

Portanto, não é altamente recomendável usar as conexões dos sistemas de aquecimento nos radiadores, nos quais o tubo de suprimento fica na parte inferior e os tubos de retorno na parte superior.

Um exemplo prático de cálculo da energia térmica

Dados de origem:

1. Quarto de esquina sem varanda no segundo andar de uma casa de reboco de dois andares em uma área calma da Sibéria Ocidental.
2. Comprimento do quarto 5,30 m X largura 4,30 m = área 22,79 m²
3. Largura da janela 1,30 m X altura 1,70 m = área 2,21 m²
4. Altura do quarto = 2,95 m.

Sequência de cálculo:

A seguir, é apresentada uma descrição do cálculo do número de seções do radiador e do número necessário de baterias. Baseia-se nos resultados obtidos das capacidades térmicas, levando em consideração as dimensões dos locais de instalação propostos para os dispositivos de aquecimento.

Independentemente do resultado, recomenda-se que nas salas de canto não apenas os peitoris das janelas sejam equipados com radiadores. As baterias devem ser instaladas perto das paredes externas “cegas” ou perto dos cantos mais congelados sob a influência do frio da rua.

Energia térmica específica das seções da bateria

Mesmo antes de realizar o cálculo geral da transferência de calor necessária dos dispositivos de aquecimento, é necessário decidir quais baterias desmontáveis ​​de qual material serão instaladas nas instalações.

A escolha deve ser baseada nas características do sistema de aquecimento (pressão interna, temperatura do líquido de refrigeração). Ao mesmo tempo, não se esqueça do custo muito variado dos produtos adquiridos.

Sobre como calcular corretamente a quantidade certa de baterias diferentes para aquecimento, e iremos além.

Em um líquido de arrefecimento de 70 ° C, as seções padrão de 500 mm de radiadores feitos de materiais diferentes têm uma saída de calor específica desigual “q”.

1. Ferro fundido - q = 160 Watts (potência específica de uma seção de gusa). Radiadores deste metal adequado para qualquer sistema de aquecimento.
2. Aço - q = 85 Watts. Aço radiadores tubulares pode trabalhar nas condições operacionais mais severas. Suas seções são bonitas em seu brilho metálico, mas têm a menor dissipação de calor.
3. Alumínio - q = 200 Watts. Leve, estético radiadores de alumínio deve ser instalado apenas em sistemas de aquecimento autônomos nos quais a pressão seja inferior a 7 atmosferas. Mas em termos de transferência de calor para suas seções, não há igual.
4. Bimetálico - q = 180 watts. Interior radiadores bimetálicos feito de aço e a superfície do dissipador de calor é de alumínio. Essas baterias suportam todos os tipos de condições de pressão e temperatura. A potência térmica específica das seções bimetálicas também está em altitude.

Os valores q fornecidos são bastante arbitrários e são usados ​​para cálculos preliminares. Números mais precisos estão contidos nos passaportes dos aparelhos de aquecimento adquiridos.

Cálculo do número de seções de radiadores

Radiadores dobráveis ​​de qualquer material são bons porque, para atingir a potência térmica nominal, seções individuais podem ser adicionadas ou removidas.

Para determinar o número necessário de seções de bateria "N" do material selecionado, as seguintes fórmulas são usadas:

N = Q / q,

Onde:

• Q = potência calorífica requerida previamente calculada dos dispositivos para aquecer uma sala,
• q = seção específica de energia térmica da instalação da bateria proposta.

Tendo calculado o número total necessário de seções de radiadores na sala, você precisa entender quantas baterias você precisa instalar. Este cálculo é baseado em uma comparação das dimensões dos locais propostos. instalação de aparelhos de aquecimento e tamanhos de bateria, levando em consideração o revestimento.

os elementos da bateria são conectados aos mamilos com uma rosca externa multidirecional usando uma chave do radiador, enquanto as juntas são instaladas nas juntas

Para cálculos preliminares, você pode armar com dados sobre a largura das seções de diferentes radiadores:

• ferro fundido = 93 mm
• alumínio = 80 mm
• bimetálico = 82 mm.

Na fabricação de radiadores desmontáveis ​​a partir de tubos de aço, os fabricantes não seguem certos padrões. Se você deseja fornecer essas baterias, deve abordar o problema individualmente.

Você também pode usar nossa calculadora on-line gratuita para calcular o número de seções:

Melhorando a eficiência da transferência de calor

Quando o radiador aquece o ar interno da sala, a parede externa também é aquecida intensamente na área atrás da bateria. Isso leva a perda de calor injustificada adicional.

Propõe-se melhorar a eficiência da transferência de calor do radiador para bloquear o aquecedor da parede externa com uma tela refletora de calor.

O mercado oferece muitos materiais isolantes modernos com uma superfície de folha refletora de calor. A película protege o ar quente aquecido pela bateria do contato com uma parede fria e a direciona para a sala.

Para uma operação adequada, os limites do refletor instalado devem exceder as dimensões do radiador e sobressair de cada lado em 2-3 cm. O espaço entre o aquecedor e a superfície de proteção térmica deve ser deixado em 3-5 cm.

Para a fabricação de uma tela refletora de calor, pode-se recomendar isospan, penofol, alufom. Um retângulo com as dimensões necessárias é cortado do rolo adquirido e fixado na parede no local de instalação do radiador.

É melhor consertar a tela que reflete o calor do aquecedor na parede com cola de silicone ou com unhas líquidas

Recomenda-se separar a folha de isolamento da parede externa com um pequeno espaço de ar, por exemplo, usando uma fina grade de plástico.

Se o refletor se unir a várias partes do material isolante, as juntas do lado da folha devem ser coladas com fita adesiva metalizada.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

Filmes pequenos apresentarão a incorporação prática de algumas dicas de engenharia na vida cotidiana. No próximo vídeo, você pode ver um exemplo prático de cálculo de radiadores de aquecimento:

A mudança no número de seções de radiadores é discutida neste vídeo:

O vídeo a seguir mostra como montar o refletor sob a bateria:

As habilidades adquiridas no cálculo da energia térmica de diferentes tipos de radiadores de aquecimento ajudarão o chefe de casa no projeto competente do sistema de aquecimento. E as donas de casa poderão verificar a correção do processo de instalação da bateria por especialistas terceirizados.

Você fez o seu próprio cálculo da potência de aquecimento de baterias para sua casa? Ou diante de problemas decorrentes da instalação de dispositivos de aquecimento de baixa potência? Informe os seus leitores sobre a sua experiência - deixe comentários abaixo.