Värmeradiatoreffekt: beräkning av termisk effekt och metod för beräkning av värmeradiatorer (85 foton och videor)

När man utför byggandet av privata hus eller olika rekonstruktioner av bostadshus som har drivits under lång tid är en förutsättning att det finns ett dokument som visar beräkningen av värmesystemets volym.

Du kan på allvar och länge glömma den kaotiska konstruktionen och underhållet av byggnader som inte kunde stå länge - nu är det ett sekel när allt är formaliserat, installerat och kontrollerat (för ägarnas bästa hus, naturligtvis). Ett beräknat dokument visar nästan all information om hur mycket värme som krävs för att värma bostadsdelen av byggnaden.

För att förstå hur uppvärmning beräknas är det nödvändigt att inte bara ta hänsyn till beräkningen av värmesystemen i värmesystemet utan också det material som användes vid byggandet av huset, golvet, placeringen av fönstren på kardinalpunkterna, väderförhållandena i regionen och andra obestridligt viktiga saker.

Först efter detta kan vi säga med fullständigt förtroende att du måste komma ihåg hur viktigt beräkningen av värmesystemet i värmesystemet är - om inte allt tas med i beräkningen kommer resultatet att förvrängas.

Metoder för att bestämma lasten

Låt oss först förklara innebörden av termen. Värmebelastning är den totala mängden värme som förbrukas av värmesystemet för att värma lokalerna till standardtemperaturen under den kallaste perioden. Värdet beräknas i energienheter - kilowatt, kilokalorier (mindre ofta - kilojoule) och betecknas i formlerna med den latinska bokstaven Q.

Att känna till uppvärmningsbelastningen i ett privat hus i allmänhet och behovet av varje rum i synnerhet är det inte svårt att välja en panna, värmare och batterier i ett vattensystem när det gäller effekt. Hur kan denna parameter beräknas:

1. Om takhöjden inte når 3 m görs en förstorad beräkning för de uppvärmda rummen.
2. Med en takhöjd på 3 m eller mer beräknas värmeförbrukningen av lokalens volym.
3. Bestämning av värmeförlust genom yttre staket och kostnaden för uppvärmning av ventilationsluft i enlighet med SNiP.

Notera. Under de senaste åren har onlinekalkylatorer som publicerats på sidorna med olika internetresurser vunnit stor popularitet. Med deras hjälp utförs bestämningen av mängden termisk energi snabbt och kräver inga ytterligare instruktioner. Nackdelen är att resultatens tillförlitlighet måste kontrolleras, eftersom programmen är skrivna av personer som inte är värmeingenjörer.

Foto av byggnaden som tas med en värmekamera
De två första beräkningsmetoderna baseras på tillämpningen av den specifika termiska egenskapen i förhållande till det uppvärmda området eller byggnadens volym. Algoritmen är enkel, den används överallt, men den ger mycket ungefärliga resultat och tar inte hänsyn till stugans isoleringsgrad.

Det är mycket svårare att beräkna förbrukningen av termisk energi enligt SNiP, som designingenjörer gör. Du måste samla in en hel del referensdata och arbeta hårt med beräkningarna, men de slutliga siffrorna återspeglar den verkliga bilden med en noggrannhet på 95%. Vi kommer att försöka förenkla metoden och göra beräkningen av värmebelastningen så lätt att förstå som möjligt.

Formler för beräkning av värmaren för olika rum

Formeln för beräkning av värmarens effekt beror på takets höjd. För rum med takhöjd

• S är området i rummet;
• ∆T är värmeöverföringen från värmeavsnittet.

För rum med takhöjd> 3 m utförs beräkningar enligt formeln

• S är den totala ytan i rummet;
• ∆T är värmeöverföringen från en del av batteriet;
• h - takhöjd.

Dessa enkla formler hjälper till att exakt beräkna det erforderliga antalet sektioner av uppvärmningsanordningen. Innan du matar in data i formeln, bestäm den verkliga värmeöverföringen för sektionen med hjälp av formlerna som ges tidigare! Denna beräkning är lämplig för en medeltemperatur för det inkommande värmemediet på 70 ° C. För andra värden måste korrektionsfaktorn beaktas.

Här är några exempel på beräkningar. Föreställ dig att ett rum eller lokaler har en mått på 3 x 4 m, takhöjden är 2,7 m (standardtakhöjden i sovjetbyggda stadslägenheter). Bestäm rummets volym:

3 x 4 x 2,7 = 32,4 kubikmeter.

Låt oss nu beräkna den värmeeffekt som krävs för uppvärmning: vi multiplicerar rummets volym med indikatorn som krävs för att värma en kubikmeter luft:

Att känna till den verkliga kraften i en separat sektion av kylaren, välj önskat antal sektioner och runda upp det. Så avrundas 5.3 upp till 6 och 7.8 - upp till 8 sektioner. Vid beräkning av uppvärmningen av intilliggande rum som inte är åtskilda av en dörr (till exempel ett kök som är separerat från vardagsrummet med en båge utan en dörr) summeras rummens ytor. För ett rum med tvåglasfönster eller isolerade väggar kan du runda ner (isolerings- och dubbelglasfönster minskar värmeförlusten med 15-20%), och i ett hörnrum och rum på höga våningar lägger du till en eller två "reserv "sektioner.

Varför värms inte batteriet upp?

Men ibland beräknas sektionernas kraft om baserat på kylvätskans verkliga temperatur, och deras antal beräknas med hänsyn till rummets egenskaper och installeras med nödvändig marginal ... och det är kallt i huset! Varför händer det här? Vilka är orsakerna till detta? Kan denna situation korrigeras?

Anledningen till temperaturminskningen kan vara en minskning av vattentrycket från pannrummet eller reparationer från grannarna! Om en granne under reparationen smalnade stigaren med varmt vatten, installerade ett "varmt golv" -system, började värma en loggia eller en inglasad balkong där han arrangerade en vinterträdgård - trycket från varmt vatten som kommer in i dina värmeelement kommer att naturligtvis, minska.

Men det är fullt möjligt att rummet är kallt eftersom du har installerat gjutjärnskylaren fel. Vanligtvis installeras ett gjutjärnsbatteri under fönstret så att den varma luften som stiger upp från ytan skapar en slags termisk gardin framför fönstrets öppning. Men baksidan av det massiva batteriet värmer inte luften utan väggen! För att minska värmeförlusten, lim en speciell reflekterande skärm på väggen bakom värmeelementen. Eller så kan du köpa dekorativa gjutjärnsbatterier i retrostil som inte behöver monteras på väggen: de kan fixeras på ett avsevärt avstånd från väggarna.

Till exempel ett projekt av ett envåningshus på 100 m²

För att tydligt förklara alla metoder för att bestämma mängden värmeenergi, föreslår vi att vi tar ett exempel på ett envåningshus med en total yta på 100 kvadrater (genom extern mätning), som visas på ritningen. Låt oss lista byggnadens tekniska egenskaper:

• konstruktionsregionen är en zon med tempererat klimat (Minsk, Moskva);
• tjocklek på yttre staket - 38 cm, material - silikattegel;
• yttre väggisolering - polystyren 100 mm tjock, densitet - 25 kg / m³;
• golv - betong på marken, ingen källare;
• överlappning - armerade betongplattor, isolerade från sidan av den kalla vinden med 10 cm skum;
• fönster - standard metallplast för 2 glas, storlek - 1500 x 1570 mm (h);
• entrédörr - metall 100 x 200 cm, isolerad från insidan med 20 mm extruderat polystyrenskum.

Stugan har halva tegelväggar (12 cm), pannrummet ligger i en separat byggnad. Rummens ytor anges på ritningen, takhöjden kommer att tas beroende på den förklarade beräkningsmetoden - 2,8 eller 3 m.

Vad som bestämmer kraften hos gjutjärnstrålare

Radiatorer med grisjärn är ett beprövat sätt att värma byggnader i årtionden.De är mycket pålitliga och hållbara, men det finns några saker att tänka på. Så de har en lite liten värmeöverföringsyta; ungefär en tredjedel av värmen överförs genom konvektion. Först rekommenderar vi att du tittar på fördelarna och funktionerna med gjutjärnstrålare i den här videon.

Området för sektionen av MC-140 gjutjärnstrålaren är (i termer av uppvärmningsarean) endast 0,23 m2, vikt 7,5 kg och rymmer 4 liter vatten. Detta är ganska litet, så varje rum bör ha minst 8-10 sektioner. Området för sektionen av en gjutjärnsradiator bör alltid beaktas när du väljer för att inte skada dig själv. Förresten, i gjutjärnsbatterier sänks värmetillförseln också något. Kraften hos en del av en gjutjärnsradiator är vanligtvis cirka 100-200 watt.

Arbetstrycket hos en gjutjärnselement är det maximala vattentrycket den tål. Vanligtvis varierar detta värde runt 16 atm. Och värmeöverföring visar hur mycket värme som avges av en del av kylaren.

Ofta överskattar tillverkare av radiatorer värmeöverföringen. Till exempel kan du se att värmeöverföringen av gjutjärn vid ett delta t 70 ° C är 160/200 W, men innebörden av detta är inte helt tydlig. Beteckningen "delta t" är faktiskt skillnaden mellan den genomsnittliga lufttemperaturen i rummet och i värmesystemet, det vill säga vid ett delta t 70 ° C, bör värmesystemets arbetsschema vara: leverera 100 ° C, returnera 80 ° C Det är redan klart att dessa siffror inte motsvarar verkligheten. Därför är det korrekt att beräkna kylarens värmeöverföring vid ett delta t 50 ° C. Numera används gjutjärnsradiatorer i stor utsträckning, vars värmeöverföring (mer specifikt kraften i gjutjärnssektionsdelen) varierar i området 100-150 W.

En enkel beräkning hjälper oss att bestämma den erforderliga termiska effekten. Området på ditt rum i mdelta bör multipliceras med 100 W. Det vill säga, för ett rum med ett område på 20 mdelta behövs en radiator på 2000 W. Tänk på att om det finns tvåglasfönster i rummet, dra 200 W från resultatet, och om det finns flera fönster i rummet, för stora fönster eller om det är vinklat, lägg till 20-25%. Om du inte tar hänsyn till dessa punkter kommer kylaren att fungera ineffektivt, och resultatet är ett ohälsosamt mikroklimat i ditt hem. Du bör inte heller välja en kylare efter bredden på fönstret under vilken den kommer att placeras, och inte efter dess kraft.

Om effekten av gjutjärnsradiatorer i ditt hem är högre än värmeförlusten i rummet, överhettas enheterna. Konsekvenserna kanske inte är så trevliga.

• Först och främst, i kampen mot täppan som uppstår på grund av överhettning, måste du öppna fönster, balkonger etc., skapa drag som skapar obehag och sjukdom för hela familjen, och särskilt för barn.
• För det andra, på grund av kylarens högt uppvärmda yta, brinner syre ut, luftens fuktighet sjunker kraftigt och till och med lukten av bränt damm uppträder. Detta medför speciellt lidande för allergiker, eftersom torr luft och bränt damm irriterar slemhinnorna och orsakar en allergisk reaktion. Och detta påverkar också friska människor.
• Slutligen är den felaktigt valda effekten hos gjutjärnstrålare en konsekvens av ojämn värmefördelning, konstanta temperaturfall. Radiatortermostatventiler används för att reglera och bibehålla temperaturen. Det är dock värdelöst att installera dem på gjutjärnselement.

Om värmeeffekten i dina radiatorer är mindre än värmeförlusten i rummet, löses detta problem genom att skapa ytterligare elektrisk uppvärmning eller till och med en komplett ersättning av värmeenheter. Och det kommer att kosta dig tid och pengar.

Därför är det mycket viktigt att ta hänsyn till ovanstående faktorer att välja den lämpligaste kylaren för ditt rum.

Vi beräknar värmeförbrukningen efter kvadratur

För en ungefärlig uppskattning av värmebelastningen används vanligtvis den enklaste termiska beräkningen: byggnadens yta tas med de yttre dimensionerna och multipliceras med 100 W. Följaktligen kommer värmeförbrukningen för ett hus på 100 m² att vara 10 000 W eller 10 kW.Resultatet gör att du kan välja en panna med en säkerhetsfaktor på 1,2-1,3, i detta fall antas enhetens effekt vara 12,5 kW.

Vi föreslår att du gör mer exakta beräkningar med hänsyn till rumens läge, antalet fönster och konstruktionsområdet. Så med en takhöjd på upp till 3 m rekommenderas att du använder följande formel:

Beräkningen utförs för varje rum separat, sedan summeras resultaten och multipliceras med den regionala koefficienten. Förklaring av formelbeteckningarna:

• Q är det erforderliga belastningsvärdet, W;
• Spom - kvadrat i rummet, m²;
• q är indikatorn för de specifika termiska egenskaperna relaterade till rummets yta, W / m2;
• k - koefficient med hänsyn till klimatet i bostadsområdet.

Som referens. Om ett privat hus ligger i en zon med tempererat klimat, tas koefficienten k lika med en. I de södra regionerna används k = 0,7, i de norra regionerna används värdena 1,5-2.

I en ungefärlig beräkning enligt den allmänna kvadraturen är indikatorn q = 100 W / m². Detta tillvägagångssätt tar inte hänsyn till var rummen ligger och det olika antalet ljusöppningar. Korridoren inuti stugan tappar mycket mindre värme än ett hörnrum med fönster från samma område. Vi föreslår att ta värdet för den specifika termiska karakteristiken q enligt följande:

• för rum med en yttervägg och ett fönster (eller dörr) q = 100 W / m²;
• hörnrum med en ljusöppning - 120 W / m²;
• samma, med två fönster - 130 W / m².

Hur man väljer rätt q-värde visas tydligt på byggnadsplanen. För vårt exempel ser beräkningen ut så här:

Q = (15,75 x 130 + 21 x 120 + 5 x 100 + 7 x 100 + 6 x 100 + 15,75 x 130 + 21 x 120) x 1 = 10935 W ≈ 11 kW.

Som du kan se gav de förfinade beräkningarna ett annat resultat - i själva verket kommer 1 kW värmeenergi mer att spendera på att värma ett specifikt hus på 100 m². Figuren tar hänsyn till värmeförbrukningen för uppvärmning av uteluften som tränger in i bostaden genom öppningar och väggar (infiltration).

Hur man väljer rätt antal sektioner

Värmeöverföringen för bimetalliska värmeenheter anges i databladet. Alla nödvändiga beräkningar görs på grundval av dessa uppgifter. I de fall där värmeöverföringsvärdet inte anges i dokumenten kan dessa uppgifter visas på tillverkarens officiella webbplatser eller användas i beräkningarna med medelvärdet. För varje enskilt rum måste dess egen beräkning genomföras.

För att beräkna det önskade antalet bimetalsektioner måste flera faktorer beaktas. Värmeöverföringsparametrarna för en bimetall är något högre än för gjutjärn (med hänsyn till samma driftsförhållanden. Låt till exempel kylvätsketemperaturen vara 90 ° C, då är effekten av en sektion från bimetall 200 W, från gjuten järn - 180 W).

Beräkningstabell för värmeeffekt för kylare

Om du ska byta gjutjärnstrålaren till en bimetallisk värme kommer det nya batteriet med samma mått att värmas upp lite bättre än det gamla. Och det här är bra. Man bör komma ihåg att värmeöverföringen över tid kommer att bli något mindre på grund av förekomst av blockeringar inuti rören. Batterierna är igensatta med avlagringar som bildas genom metallkontakt med vatten.

Om du ändå bestämmer dig för att byta ut tar du lugnt samma antal sektioner. Ibland installeras batterier med en liten marginal i en eller två sektioner. Detta görs för att undvika förlust av värmeöverföring på grund av igensättning. Men om du köper batterier för ett nytt rum kan du inte göra utan beräkningar.

Beräkning av värmebelastning efter rumsvolym

När avståndet mellan golv och tak når 3 m eller mer kan den tidigare beräkningen inte användas - resultatet blir felaktigt. I sådana fall anses värmebelastningen baseras på specifika aggregerade indikatorer på värmeförbrukning per 1 m³ av rumsvolymen.

Formeln och beräkningsalgoritmen förblir desamma, endast areaparametern S ändras till volym - V:

Följaktligen tas en annan indikator för den specifika förbrukningen q, hänvisad till varje rums kubik kapacitet:

• ett rum inuti en byggnad eller med en yttervägg och ett fönster - 35 W / m³;
• hörnrum med ett fönster - 40 W / m³;
• samma, med två ljusöppningar - 45 W / m³.

Notera. Ökande och minskande regionala koefficienter k tillämpas i formeln utan ändringar.

Nu, till exempel, låt oss bestämma värmebelastningen på vår stuga och ta takhöjden lika med 3 m:

Q = (47,25 x 45 + 63 x 40 + 15 x 35 + 21 x 35 + 18 x 35 + 47,25 x 45 + 63 x 40) x 1 = 11182 W ≈ 11,2 kW.

Det märks att den erforderliga värmeeffekten för värmesystemet har ökat med 200 W jämfört med föregående beräkning. Om vi ​​tar höjden på rummen 2,7-2,8 m och beräknar energiförbrukningen genom kubik kapacitet, kommer siffrorna att vara ungefär desamma. Det vill säga metoden är ganska användbar för den förstorade beräkningen av värmeförlust i rum av vilken höjd som helst.

Beräkning av värmeförlust i huset

Enligt termodynamikens andra lag (skolfysik) sker ingen spontan energiöverföring från mindre uppvärmd till mer uppvärmd mini- eller makroobjekt. Ett speciellt fall av denna lag är "strävan" att skapa temperaturjämvikt mellan två termodynamiska system.

Till exempel är det första systemet en miljö med en temperatur på -20 ° C, det andra systemet är en byggnad med en inre temperatur på + 20 ° C. Enligt ovanstående lag kommer dessa två system att sträva efter att balansera genom utbyte av energi. Detta kommer att hända med hjälp av värmeförluster från det andra systemet och kylning i det första.

Det kan sägas otvetydigt att omgivningstemperaturen beror på den latitud där det privata huset ligger. Och temperaturskillnaden påverkar mängden värmeläckage från byggnaden (+)

Värmeförlust betyder ofrivillig frisättning av värme (energi) från något föremål (hus, lägenhet). För en vanlig lägenhet är denna process inte så "märkbar" jämfört med ett privat hus, eftersom lägenheten ligger inne i byggnaden och ligger "intill" andra lägenheter.

I ett privat hus ”släpper” värmen ut i en eller annan grad genom ytterväggarna, golvet, taket, fönstren och dörrarna.

Att veta mängden värmeförlust för de mest ogynnsamma väderförhållandena och egenskaperna hos dessa förhållanden är det möjligt att beräkna värmesystemets effekt med hög noggrannhet.

Så beräknas volymen värmeläckage från byggnaden med följande formel:

Q = Qfloor + Qwall + Qwindow + Qroof + Qdoor + ... + Qivar

Qi - volymen av värmeförlust från det enhetliga utseendet på byggnadshöljet.

Varje komponent i formeln beräknas med formeln:

Q = S * ∆T / Rvar

• F - termiska läckor, V;
• S - yta av en viss typ av struktur, kvm. m;
• ∆T - temperaturskillnad mellan omgivande luft och inomhusluft, ° C;
• R - värmebeständighet av en viss typ av struktur, m2 * ° C / W.

Själva värdet av värmebeständighet för faktiskt befintliga material rekommenderas att tas från hjälpbord.

Dessutom kan värmebeständighet erhållas med följande förhållande:

R = d / kvar

• R - termiskt motstånd, (m2 * K) / W;
• k - materialets värmekonduktivitetskoefficient, W / (m2 * K);
• d Är tjockleken på detta material, m.

I äldre hus med en fuktig takkonstruktion uppstår värmeläckage genom byggnadens topp, nämligen genom taket och vinden. Åtgärder för att värma taket eller värmeisolering på vindtaket löser detta problem.

Om du isolerar vindutrymmet och taket kan den totala värmeförlusten från huset minskas avsevärt.

Det finns flera andra typer av värmeförluster i huset genom sprickor i strukturer, ett ventilationssystem, en köksfläkt, fönster och dörrar som öppnas. Men det är ingen mening att ta hänsyn till deras volym, eftersom de utgör högst 5% av det totala antalet värmeläckage.

Hur man utnyttjar resultaten av beräkningarna

Att känna till byggnadens värmebehov kan en husägare:

• välj kraften i värmeutrustning för uppvärmning av en stuga;
• slå önskat antal kylarsektioner;
• bestäm isoleringens erforderliga tjocklek och isolera byggnaden;
• ta reda på kylvätskans flödeshastighet i någon del av systemet och, om nödvändigt, utföra en hydraulisk beräkning av rörledningarna;
• ta reda på den genomsnittliga dagliga och månatliga värmeförbrukningen.

Den sista punkten är av särskilt intresse. Vi hittade värmebelastningens värde i 1 timme, men den kan beräknas om under en längre period och den beräknade bränsleförbrukningen - gas, ved eller pellets - kan beräknas.

Exempel på termisk design

Som ett exempel på värmeberäkning finns det ett vanligt hus med 1 våning med fyra vardagsrum, ett kök, ett badrum, en "vinterträdgård" och tvättstugor.

Grunden är gjord av en monolitisk armerad betongplatta (20 cm), ytterväggarna är betong (25 cm) med gips, taket är av träbjälkar, taket är metall och mineralull (10 cm)

Låt oss ange de ursprungliga parametrarna för huset, nödvändiga för beräkningarna.

Byggnadsmått:

• golvhöjd - 3 m;
• litet fönster på framsidan och baksidan av byggnaden 1470 * 1420 mm;
• stort fasadfönster 2080 * 1420 mm;
• entrédörrar 2000 * 900 mm;
• bakdörrar (utgång till terrassen) 2000 * 1400 (700 + 700) mm.

Byggnadens totala bredd är 9,5 m2, längden är 16 m2. Endast vardagsrum (4 st.), Badrum och kök värms upp.

För att exakt beräkna värmeförlusten på väggarna från ytan av ytterväggarna måste du subtrahera området för alla fönster och dörrar - det här är en helt annan typ av material med sin egen termiska motståndskraft

Vi börjar med att beräkna områdena för homogena material:

• golvyta - 152 m2;
• takarea - 180 m2, med hänsyn till vindhöjden på 1,3 m och körningens bredd - 4 m;
• fönsteryta - 3 * 1,47 * 1,42 + 2,08 * 1,42 = 9,22 m2;
• dörryta - 2 * 0,9 + 2 * 2 * 1,4 = 7,4 m2.

Ytterväggarnas yta blir 51 * 3-9.22-7.4 = 136.38 m2.

Låt oss gå vidare till att beräkna värmeförlusten för varje material:

• Qpol = S * ∆T * k / d = 152 * 20 * 0,2 / 1,7 = 357,65 W;
• Qroof = 180 * 40 * 0,1 / 0,05 = 14400 W;
• Qfönster = 9,22 * 40 * 0,36 / 0,5 = 265,54 W;
• Qdoor = 7,4 * 40 * 0,15 / 0,75 = 59,2 W;

Och även Qwall motsvarar 136,38 * 40 * 0,25 / 0,3 = 4546. Summan av alla värmeförluster kommer att vara 19628,4 W.

Som ett resultat beräknar vi pannkraften: Р-panna = Qloss * Sheat_room * К / 100 = 19628.4 * (10.4 + 10.4 + 13.5 + 27.9 + 14.1 + 7.4) * 1.25 / 100 = 19628.4 * 83.7 * 1.25 / 100 = 20536.2 = 21 kW.

Vi beräknar antalet kylarsektioner för ett av rummen. För alla andra är beräkningarna desamma. Till exempel är ett hörnrum (vänster, nedre hörn av diagrammet) 10,4 m2.

Följaktligen N = (100 * k1 * k2 * k3 * k4 * k5 * k6 * k7) / C = (100 * 10,4 * 1,0 * 1,0 * 0,9 * 1,3 * 1,2 * 1,0 * 1,05) / 180=8,5176=9.

Detta rum kräver 9 delar av en värmeradiator med en värmeeffekt på 180 W.

Vi beräknar mängden kylvätska i systemet - W = 13,5 * P = 13,5 * 21 = 283,5 liter. Detta innebär att kylvätskans hastighet blir: V = (0,86 * P * μ) / ∆T = (0,86 * 21000 * 0,9) /20=812,7 liter.

Som ett resultat kommer en fullständig omsättning av hela kylvätskans volym i systemet att motsvara 2,87 gånger per timme.

Ett urval av artiklar om termisk beräkning hjälper till att bestämma de exakta parametrarna för elementen i värmesystemet:

1. Beräkning av ett privat huss värmesystem: regler och beräkningsexempel
2. Termisk beräkning av en byggnad: detaljer och formler för att utföra beräkningar + praktiska exempel