Расчет биметаллических радиаторов отопления на квадратный метр: Расчет количества секций биметаллических радиаторов отопления

Расчет количества секций биметаллического радиатора – сколько нужно ребер

Секрет популярности биметаллических радиаторов заключается в том, что по своей эффективности они не уступают традиционным чугунным батареям, однако при этом они имеют лучшие технико-эксплуатационные характеристики. К числу неоспоримых преимуществ относят:

• Высокий коэффициент теплоотдачи.
• Продолжительный срок службы, составляющий более 20 лет.
• Стильный и аккуратный внешний вид.
• Сравнительно небольшой вес, что существенно упрощает установочные работы.
• Наличие ниппелей, обеспечивающих возможность соединять секции, благодаря чему радиатор можно «нарастить».

Отметим, что зачастую необходимость в наращивании возникает, например, если при покупке был выбран прибор с неподходящим числом секций или по другим причинам. Чтобы изначально не ошибиться в подборе оптимальной модели, нужно знать, как выполнить расчет радиаторов отопления биметаллических, то есть оптимального числа секций.   Кстати, сделать это можно самостоятельно, не прибегая к помощи профессионалов, при этом для расчета используются различные методики.

Почему нужно делать расчет, а не выбирать радиатор «на глаз»?

Обратите внимание: зачастую при покупке биметаллического прибора некоторые ориентируются на то, сколько секций было в прежде эксплуатируемых чугунных батареях. Такой подход в корне неверный.

Теплоотдача секции биметаллического прибора значительно выше, чем чугунного, поэтому количество ребер будет разным. А в частности, тепловая мощность одной секции чугунного радиатора составляет в среднем от 80 до 160 Ватт, а для биметаллического этот параметр соответствует примерно 200 Ватт.

Некоторые решают выполнить расчет количества секций «на глаз», например, если в чугунной батарее их было 9, то выбрать биметаллический радиатор с 6 секциями. Но в конечном итоге вероятность «угадать» крайне мала, и получается, что после установки нового прибора в помещении либо очень холодно, либо наоборот — слишком жарко.

Именно поэтому правильнее изначально сделать точный расчет биметаллических радиаторов. К счастью, современные производители выпускают устройства с различным числом секций и не составляет сложности подобрать модель для помещения фактически с любыми планировочными особенностями.

Выполнить корректный расчет количества биметаллических радиаторов и секций не так уж сложно, но для этого нужно знать технические характеристики помещения, в котором планируется установка. А в частности, потребуются следующие значения: фактическая площадь помещения и объем отапливаемой комнаты. Далее выбираем, как именно (т.е. по какой методике) будет удобнее всего рассчитать количество секций биметаллического радиатора.

Определение по площади комнаты

Проще всего выполнить расчет биметаллических радиаторов отопления по площади, но в этом случае нужно, чтобы высота потолка была около 2,5 метров. В соответствии со СНиП, нагрузка на один метр составляет 100 Ватт — такой норматив установлен для средней полосы РФ. Отметим, что в регионах Крайнего Севера это значение гораздо больше.

В «стандартном» случае необходимо умножить площадь комнаты на 100, в результате чего мы получим мощность нормативного потребления тепла. После делим полученное значение на паспортную теплоотдачу одной секции биметаллического радиатора (она указывается в техническом описании или паспорте на прибор) — итоговая цифра показывает, сколько секций биметаллического радиатора нужно.

Расчет по объему

Расчет оптимальных параметров биметаллических радиаторов для помещений с высотой потолков более 2,6 метра осуществляется по объему. В соответствии с установленными нормами, для отопления одного кубического метра необходимо:

• 41 Ватт, если помещение находится в многоквартирном панельном доме.
• 34 Ватта, если помещение находится в кирпичном доме.

Определение нужного количества секций биметаллического радиатора выполняется по следующей схеме:

• Определяем расчетный объем в кубических метрах. Для этого умножаем высоту комнаты на ее площадь.
• Умножаем полученное значение на норматив теплопотребления (то есть на 34 или 41 Ватт), так мы получим мощность нормативного потребления тепла.
• Итоговое значение делим на паспортную теплоотдачу одного ребра биметаллического радиатора (берем значение из технического описания или паспорта на изделие) — так удалось узнать, сколько секций нужно.

Альтернативные методы расчета

Существует и еще одна методика расчета секций биметаллических радиаторов, которая очень проста, но дает лишь приблизительный результат. Чаще всего ее используют сантехники, когда им предстоит выполнить расчет множества приборов, имеющих высокую суммарную мощность.

Считается, что в квартире со стандартной высотой потолков, расположенной в средней полосе России, одна секция биметаллического радиатора, имеющая среднюю мощность, способна обеспечивать теплом 1,8 кв. метров площади. Таким образом, для определения нужного количества секций биметаллического радиатора остается лишь поделить площадь комнаты на 1,8.

Наиболее точная методика расчета числа секций с учетом поправочных коэффициентов

Конечно, такая методика расчета привлекает своей простотой, но рассчитывать на ее точность не приходится. Если вы хотите получить более достоверные значения, то придется учесть множество сторонних факторов, в том числе касающихся:

• Состояния остекления.
• Количества наружных стен.
• Качества теплоизоляции наружных стен.
• Климатических характеристик региона и проч.

Рекомендуем, если вы покупаете радиаторы биметаллические, расчет секций выполнить именно по формуле с поправочными коэффициентами, так как полученное значение будет максимально точным. Итоговая формула в данном случае выглядит следующим образом: нормативное значение тепла (то есть 100 Ватт/кв.м) необходимо умножить на все поправочные коэффициенты, определяющие особенности теплопотребления комнаты.

Описание и расшифровка поправочных коэффициентов

Поправочные коэффициенты:

• К1 — он учитывает конструкцию остекления в помещении. Для двойных деревянных рам этот коэффициент соответствует 1,27, для двойных пластиковых стеклопакетов — 1,0, а для тройных — 0,85.
• К2 — определяет качество утепления стен. Если стены дома созданы из кирпича, то этот коэффициент принимают за 1, во всех остальных случаях — 1,27. Кстати, наличие дополнительной теплоизоляции стен дает возможность использовать понижающий коэффициент 0,85.
• К3 — отражает отношение площади окон к полу. В числителе ставится процент остекления, присутствующий в помещении, а в знаменателе — коэффициент теплопотребления (то есть 50/0,8; 40/0,9; 30/1,0; 20/1,1; 10/1,2).
• K4 — коэффициент, учитывающий среднюю температуру в самую холодную неделю года. Если это значение соответствует -35 градусам по Цельсию, то К4=1,5, при -25 — 1,3, при -20 — 1,1, при -15 — 0,9, а при -10 — 0,7.
• К5 — учитывает число наружных стен. При наличии одной наружной стены в помещении он соответствует 1,1, а каждая последующая увеличивает это значение на 0,1.
• К6 — необходим для учета влияния теплового режима помещения, находящегося на этаж выше. Если там расположен холодный чердак, то К6 принимают на 1, если отапливаемый, то за 0,6, если жилое помещение — 0,8.
• К7 — коэффициент, с помощью которого выражается зависимость от высоты потолков. При стандартном значении 2,5 метра он принимается равным 1. Повышение этого значения на 0,5 метра делает К7 больше на 0,05, при 3 метрах — 1,05, при 3,5 метрах — 1,1, при 4,0 метрах — 1,15, а при 4,5 метрах — 1,2.

Как показывает практика, очень большое значение оказывает, какое именно помещение расположено над комнатой, где планируется установка биметаллических радиаторов, а также существенную «лепту» вносит количество наружных стен квартиры. Если сделать расчет без учета этих факторов, то с большой долей вероятности в помещении будет слишком жарко, или наоборот — со временем придется наращивать радиатор. Намного правильнее и удобнее сразу сделать точный расчет и выполнить установку биметаллического радиатора отопления с идеально подходящими техническими характеристиками.

Пример

Рассмотрим пример расчета и определим, сколько секций биметаллического радиатора нужно для полноценного обогрева помещения, находящегося в доме из кирпича, на последнем этаже здания с неотапливаемым чердаком. При этом в комнате установлены двойные стеклопакеты, а отношение остекления к площади пола соответствует 30%. Отметим, что квартира, где находится комната — угловая, площадь помещения — 18 квадратных метров. Сам многоквартирный дом расположен в средней полосе РФ, где в самую холодную неделю в году средняя температура составляет -10 градусов по Цельсию.

При таких вводных данных формула расчета секций биметаллического радиатора будет выглядеть следующим образом:

• 100 Ватт/метр*1,0*1,0*1,0*0,7*1,2*1,0*=84 Вт/кв.м
• Полученное значение необходимо умножить на площадь комнаты: 18*84=1512 Ватт.
• Остается лишь разделить 1512 Ватт на тепловую мощность одной секции, мы примем это значение за 170 Вт (на практике нужно уточнить в паспорте или описании на изделие). В итоге получаем 8,89, то есть идеальное количество секций биметаллического радиатора в представленном примере — 9.

Использование онлайн-калькулятора для расчета: в чем преимущества?

Если времени или желания выполнять самостоятельные расчеты нет, то можно воспользоваться бесплатными онлайн-программами. Для этого необходимо найти специальный калькулятор для расчета секций биметаллических радиаторов. В таких программах, помимо обозначенных выше коэффициентов, также требуется указать информацию, которая касается:

• Особенностей установки радиатора. Например, возможен монтаж устройства открыто на стене, под подоконником, в стеновой нише.
• Наличия или отсутствия декоративного кожуха.
• Схемы подключения радиатора.
• Расположения дома (а точнее — на какую сторону света выходят внешние стены дома).

Использование дополнительных данных позволяет выполнить наиболее точный расчет. Если у вас появились вопросы по способам определения необходимого количества секций биметаллического радиатора или вы хотите доверить проведение работ по расчету профессионалам, достаточно связаться с менеджером «САНТЕХПРОМ» по телефону +7 (495) 730-70-80. Представитель компании предоставит необходимые консультации и поможет точно узнать, сколько секций биметаллического радиатора нужно для вашей комнаты.

Как рассчитать количество секций биметаллического радиатора?

Чтобы штатный режим отопления обеспечивал в комнатах квартиры температуру комфорта, под каждым подоконником должно быть достаточно радиаторных секций. Иногда, в угловых квартирах, они не помещаются под окном и располагаются вдоль стены.

Прежде чем заменить старые батареи, на стильные биметаллические приборы, рассчитайте их потребность, воспользовавшись известными методиками расчета.

Принцип и особенности работы биметаллического радиатора

Главное достоинство и причина популярности этих радиаторов в том, что они по прочности не уступают стальным трубам. Благодаря алюминиевому покрытию, они имеют:

• Отличный коэффициент теплопередачи;
• Долгий срок использования;
• Стильный внешний вид;
• Легкий вес;
• Наличие ниппелей для соединения секций, позволяет легко нарастить — уменьшить длину батарей, соответственно теплотехническим расчетам.

Методы расчета

Наиболее популярные способы расчета производятся с использованием фактической площади и объема отапливаемой комнаты.

По площади

Расчет по площади наиболее прост, но позволяет определить количество секций, только в квартирах с высотой около 2,5 м. СНиП предусматривает нагрузку на метр в 100 Вт. Это норматив для средней полосы. На севере за 60 широтой, она может быть значительно выше.

Умножая площадь на 100, мы получаем мощность нормативного потребления тепла. Разделив ее на паспортную теплоотдачу ребра, получим число ребер для обогрева.

По объему

Расчет по объему используется там, где потолки выше 2,6 м. Согласно нормативам, для отопления м.куб. в зависимости от типа здания требуется:

• для панельного 41 Вт,
• для кирпичного 34 Вт.

Умножая площадь на высоту комнаты получаем расчетный объем в кубах.

Умножая количество кубов на норматив теплопотребления вашего дома, получаем мощность нормативного потребления тепла, которую используем аналогично п. 2.1.

Сколько секций биметаллического радиатора нужно на 1 м2

Еще один метод расчета. Он хоть и приближенный, но его с успехом используют слесаря сантехники, в случаях, когда расчет касается приборов большой суммарной мощности.

Практики утверждают, что в квартире со стандартной высотой, одна биметаллическая секция средней мощности обеспечивает теплом 1,8 метров площади. В этом случае достаточно знать только площадь комнаты. Поделив ее на 1,8, получаем необходимое количества ребер.

Параметры, которые нужно учитывать при подсчете

Приблизительные расчеты привлекают своей простотой, но не дают достоверной информации. В результате хозяин квартиры может замерзнуть, или переплатить за установку дорогостоящих радиаторов.

Точный расчет должен учитывать множество поправочных параметров:

• Состояние остекление;
• Количество наружных стен;
• Их теплоизоляцию;
• Тепловой режим верхнего помещения;
• Климатические характеристики региона и другие параметры.

Поправочные коэффициенты

Окончательная формула теплопотребления выглядит как произведение нормативного значения тепла — 100 вт/м.кв, на поправочные коэффициенты, учитывающие особенности теплопотребления комнаты:

• К1 учитывает конструкцию остекления. Принимается для спаренных деревянных переплетов 1,27. Окна с двойным стеклопакетом позволяют применять коэффициент 1,0. Значение для стеклопакета с тремя камерами — 0,85;
• К2 учитывает качество утепления стен и принимается для стен в два кирпича за единицу. При худшей степени изоляции принимается коэффициент 1,27. Дополнительная изоляция позволяет применять понижающий коэффициент 0,85;
• К3 отражает отношение площади окон к полу. Если процент остекления поставить в числителе, в знаменателе смотрите коэффициент теплопотребления 50/0,8, 40/0,9, 30/1,0, 20/1,1 и 10/1,2;
• К4 учитывает среднюю температуру наиболее холодной недели года. При -35 градусах это 1,5, при — 25 градусах — 1,3, при — 20 градусах — 1,1, при — 15 градусах — 0,9, а при — 10 градусах — 0,7.
• К5 дает поправку на количество наружных стен. При одной наружной стене в комнате он равен 1,1, а каждая следующая стена увеличивает его на 0,1;
• К6 позволяет учесть влияние теплового режима верхнего помещения. За единицу принимается холодный чердак, отапливаемый — 0,9. Если сверху находится жилой этаж — 0,8;
• К7 выражает зависимость от высоты комнаты. Стандартная — 2,5 м, принимается за единицу. Повышение высоты на пол-метра дает основание увеличить его на 0,05; при трех метрах — 1,05, три с половиной — 1,1, четыре метра — 1,15, четыре с половиной — 1,2.

Пример расчета — сколько секций нужно на комнату 18 м2

Вы живете в кирпичном доме, в средней полосе России, где самая холодная пятидневка имеет среднюю температуру минус 10 градусов. Живете на последнем этаже, где над вами неотапливаемый чердак, на окнах стоят двойные стеклопакеты, а отношение остекления к полу составляет 30 %. Причем квартира у вас угловая, а площадь комнаты — 18 м.кв.

Формула подсчета количества тепла будет выглядеть так:

100 Вт / на метр ×1,0 ×1,0 ×1,0 ×0,7 ×1,2 ×1,0 = 84 Вт/кв.м.

Умножаем что получилось на 18 метров и получаем 1512 Вт. Теперь разделим на тепловую мощность одного биметаллического ребра, которую мы принимает за 170 Вт (а вам следует уточнить ее у продавца). Вышло 8,89 ребер или 9 штук.

По аналогии с этим примером вы сможете рассчитать сколько секций необходимо для вашего помещения и не ошибиться при заказе.

4.7 / 5 ( 23 голоса )

Правильный расчет радиаторов отопления в доме

В вопросе поддержания оптимальной температуры в доме главное место занимает радиатор.

Выбор просто поражает: биметаллические, алюминиевые, стальные самых разных размеров.

Важно правильно рассчитать мощность и выбрать радиатор, чтобы впоследствии не было ошибок, которые могут поставить под угрозу не только функционирование радиаторов, но и здоровье Вас и Ваших близких.

Нет ничего хуже, чем неправильно рассчитанная необходимая тепловая мощность в помещении. Зимой такая ошибка может стоить очень дорого.

Тепловой расчет радиаторов отопления подходит для биметаллических, алюминиевых, стальных и чугунных радиаторов. Специалисты выделяют три способа, каждый из которых основан на определенных показателях.

Готовимся к зиме – расчет количества секций радиаторов отопления.

Здесь существует три метода, которые базируются на общих принципах:

• стандартная величина мощности одной секции может варьироваться от 120 до 220 Вт, поэтому берется средняя величина
• для корректировки погрешностей в расчетах при покупке радиатора следует заложить 20% резерв

Теперь обратимся непосредственно к самим методам.

Метод первый – стандартный

Исходя из строительных правил, для качественного отопления одного квадратного метра требуется 100 ватт мощности радиатора. Займемся подсчетами.

Допустим, площадь помещения составляет 30 м², мощность одной секции возьмем равной 180 ватт, тогда 30*100/180 = 16,6. Округлим значение в большую сторону и получим, что для комнаты площадью в 30 квадратных метров необходимо 17 секций радиатора отопления.

Однако, если помещение является угловым, то полученное значение следует умножить на коэффициент 1,2. В таком случае, количество необходимых секций радиаторов будет равно 20

Метод второй – примерный

Данный метод отличается от предыдущего тем, что основан не только на площади помещения, но и на его высоте. Обратите внимание, что метод работает только для приборов средней и большой мощности.

При малой мощности (50 ватт и менее) подобные расчеты будут неэффективны ввиду слишком большой погрешности.

Итак, если принять во внимание, что средняя высота помещения равна 2,5 метра (стандартная высота потолков большинства квартир), то одна секция стандартного радиатора способна обогреть площадь в 1,8 м².

Расчет секций для комнаты в 30 «квадратов» будет следующим: 30/1,8=16. Снова округляем в большую сторону и получим, что для обогрева данной комнаты нужно 17 секций радиатора.

Метод третий – объемный

Как видно из названия, подсчеты в этом методе базируются на объеме комнаты.

Условно принимается, что для обогрева 5 кубических метров помещения нужна 1 секция мощностью 200 ватт. При длине в 6 м, ширине 5 и высоте 2,5 м формула для расчета будет следующей: (6*5*2,5)/5 =15. Следовательно, для комнаты с такими параметрами нужно 15 секций радиатора отопления мощностью 200 ватт каждая.

Если радиатор планируется расположить в глубокой открытой нише, то количество секций нужно увеличить на 5%.

В случае, если радиатор планируется полностью закрыть панелью, то увеличение следует сделать на 15%. В противном случае будет невозможно добиться оптимальной теплоотдачи.

Прочитайте статью и узнайте как построить схему водяного отопления частного дома.

Вот здесь – все про то как выбрать радиатор отопления

Альтернативный метод расчета мощности радиаторов отопления

Расчет количества секций радиаторов отопления далеко не единственный способ правильной организации обогрева помещения.

Можно рассчитать мощность, необходимую для обогрева помещения и сопоставить ее с предполагаемой мощностью радиаторов отопления.

Посчитаем объем предполагаемой комнаты площадью 30 кв. м и высотой в 2,5 м:

30 х 2,5 = 75 куб.м.

Теперь нужно определиться с климатом.

Для территории европейской части России, а так же Белоруссии и Украины стандартом является 41 ватт тепловой мощности на кубический метр помещения.

Для определения необходимой мощности умножаем объем помещения на норматив:

75 х 41 = 3075 Вт

Округлим полученное значение в большую сторону – 3100 вт. Для тех людей, кто проживает в условиях очень холодных зим, данную цифру можно увеличить на 20%:

3100 х 1,2 = 3720 Вт.

Придя в магазин и уточнив мощность радиатора отопления, можно посчитать, сколько секций радиатора потребуется для поддержания комфортной температуры даже в самую суровую зиму.

Каждый специалист знает, что существует несколько способов подключения радиаторов отопления. Узнайте как выбрать оптимальный.

Как отопить дачу если нет магистрального газа? Есть очень простое решение – об этом можете прочитать по адресу: https://obogreem.net/otopitel-ny-e-pribory/obogrevateli/infrakrasny-e-obogrevateli-dlya-dachi.html.

Расчет количества радиаторов

Метод расчета представляет собой выдержки из предыдущих пунктов статьи.

После того, как Вы подсчитаете необходимую мощность для обогрева помещения и количество секций радиатора, Вы приходите в магазин.

Если число секций вышло внушительное (такое бывает в помещениях с большой площадью), то резонно будет приобрести не один, а несколько радиаторов.

Данная схема применима и к тем условиям, когда мощность одного радиатора ниже необходимой.

Но существует еще один быстрый способ посчитать количество радиаторов. Если в Вашей комнате стояли старые чугунные радиаторы с высотой около 60 см, и зимой Вы чувствовали в этом помещении себя комфортно, то посчитайте количество секций.

Полученную цифру умножьте на 150 Вт – это и будет необходимой мощностью новых радиаторов.

В случае выбора биметаллических или алюминиевых радиаторов, можете покупать их из расчета 1 к 1- на одно ребро чугунного радиатора 1 ребро биметаллического.

Разделение на «теплая» и «холодная» квартира давно уже пришло в нашу жизнь.

Многие люди сознательно не хотят заниматься выбором и установкой новых радиаторов, объясняя это тем, что «в этой квартире всегда будет холодно». Но это не так.

Правильный выбор радиаторов вкупе с грамотным расчетом необходимой мощности способен сделать тепло и уют за Вашими окнами даже в самую холодную зиму.

Расчет количества секций радиаторов отопления на 1 кв.м

 При планировании капитального ремонта в вашем доме или же квартире, а так же при планировке постройки нового дома необходимо произвести расчет мощности радиаторов отопления. Это позволит вам определить количество радиаторов, способных обеспечить теплом ваш дом в самые лютые морозы. Для проведения расчетов необходимо узнать необходимые параметры, такие как размер помещений и мощность радиатора, заявленной производителем в прилагаемой технической документации. Форма радиатора, материал из которого он выполнен, и уровень теплоотдачи в данных расчетах не учитываются. Зачастую количество радиаторов  равно количеству оконных проемов в помещении, поэтому, рассчитываемая мощность разделяется на общее количество оконных проемов, так можно определить величину одного радиатора.

Следует помнить, что не нужно производить расчет для всей квартиры, ведь каждая комната имеет свою отопительную систему и требует к себе индивидуальный подход. Так если у вас угловая комната, то к полученной величине мощности необходимо прибавить еще около двадцати процентов. Такое же количество нужно прибавить, если ваша система отопления работает с перебоями или имеет другие недостатки эффективности.

Расчет мощности радиаторов отопления может осуществляться тремя способами:

Стандартный расчет радиаторов отопления

Согласно строительным нормами и другими правилами необходимо затрачивать 100Вт мощности вашего радиатора на 1метр квадратный жилплощади. В таком случае необходимые расчеты производятся при использовании формулы:

С*100/Р=К, где

К— мощность одной секции вашей радиаторной батареи, согласно заявленной в ее характеристике;

С— площадь помещения. Она равна произведению длины комнаты на ее ширину.

К примеру, комната имеет 4 метра в длину и 3.5 в ширину. В таком случае ее площадь равна:4*3.5=14 метров квадратных.

Мощность, выбранной вами одной секции батареи заявлена производителем в 160 Вт. Получаем:

14*100/160=8.75. полученную цифру необходимо округлить и получается что для такого помещения потребуется 9 секций радиатора отопления. Если же это угловая комната, то 9*1.2=10.8, округляется до 11. А если ваша система теплоснабжения недостаточно эффективна, то еще раз добавляем 20 процентов от первоначального числа: 9*20/100=1.8 округляется до 2.

 Итого: 11+2=13. Для угловой комнаты площадью 14 метров квадратных, если система отопления работает с кратковременными перебоями понадобиться приобрести 13 секций батарей.

Примерный расчет — сколько секций батареи на квадратный метр

Он базируется на том, что радиаторы отопления при серийном производстве имеют определенные размеры. Если помещение имеет высоту потолка равную 2.5 метра, то на площадь в 1.8 метров квадратных потребуется лишь одна секция радиатора.

Подсчет количества секций радиатора для комнаты с площадью в 14 метров квадратных равен:

14/1.8=7.8, округляется до 8. Так для помещения с высотой до потолка в 2.5м понадобится восемь секций радиатора. Следует учитывать, что этот способ не подходит, если у отопительного прибора малая мощность (менее 60Вт) ввиду большой погрешности.

Объемный или для нестандартных помещений

Такой расчет применяется для помещений с высокими или очень низкими потолками. Здесь расчет ведется из данных о том, что для обогрева одного метра кубического помещения необходима мощность в 41ВТ. Для этого применяется формула:

К=О*41, где:

 К- необходимое количество секций радиатора,

О-объем помещения, он равен произведению высоты на ширину и на длину комнаты.

Если комната имеет высоту-3.0м; длину – 4.0м и ширину – 3.5м, то объем помещения равен:

3.0*4.0*3.5=42 метра кубических.

Расчитывается общая потребность в тепловой энергии данной комнаты:

42*41=1722Вт, учитывая, сто мощность одной секции составляет 160Вт,можно расчитать необходимое их количество путем деления общей потребности в мощности на мощность одной секции: 1722/160=10.8, округляется до 11 секций.

Если выбраны радиаторы, которые не делятся на секции, от общее число нужно поделить на мощность одного радиатора.

Округлять полученные данные лучше в большую сторону, так как производители иногда завышают заявленную мощность.

 

Расчет секций радиаторов: по площади, объему

При модернизации системы отопления кроме замены труб меняют и радиаторы. Причем сегодня они есть из разных материалов, разных форм и размеров. Что не менее важно, имеют они разную теплоотдачу: количество тепла, которые могут передать воздуху. И это обязательно учитывают, когда делают расчет секций радиаторов. 

В помещении будет тепло, если количество тепла, которое уходит, будет компенсироваться. Поэтому в расчетах за основу берут теплопотери помещений (они зависят от климатической зоны, от материала стен, утепления, площади окон и т.д.). Второй параметр — тепловая мощность одной секции. Это то количество тепла, которое она может выдать при максимальных параметрах системы (90°C на входе и 70°C на выходе). Эта характеристика обязательно указывается в паспорте, зачастую присутствует на упаковке.

Делаем расчет количества секций радиаторов отопления своими руками, учитываем особенности помещений и системы отопления

Один важный момент: проводя расчеты самостоятельно, учтите, что большинство производителей указывают максимальную цифру, которую они получили при идеальных условиях. Потому любое округление производите в большую сторону. В случае с низкотемпературным отоплением (температура теплоносителя на входе ниже 85°C) ищут тепловую мощность для соответствующих параметров или делают перерасчет (описан ниже).

Содержание статьи

Расчет по площади

Это — самая простая методика, позволяющая примерно оценить число секций, необходимое для отопления помещения. На основании многих расчетов выведены нормы по средней мощности отопления одного квадрата площади. Чтобы учесть климатические особенности региона, в СНиПе прописали две нормы:

• для регионов средней полосы России необходимо от 60 Вт до 100 Вт;
• для районов, находящихся выше 60°, норма отопления на один квадратный метр 150-200 Вт.

Почему в нормах дан такой большой диапазон? Для того, чтобы можно было учесть материалы стен и степень утепления. Для домов из бетона берут максимальные значения, для кирпичных можно использовать средние. Для утепленных домов — минимальные. Еще одна важная деталь: эти нормы просчитаны для средней высоты потолка — не выше 2,7 метра.

Как рассчитать количество секций радиатора: формула

Зная площадь помещения, умножаете ее норму затрат тепла, наиболее подходящую для ваших условий. Получаете общие теплопотери помещения. В технических данных к выбранной модели радиатора, находите тепловую мощность одной секции. Общие теплопотери делите на мощность, получаете их количество. Несложно, но чтобы было понятнее, приведем пример.

Пример расчета количества секций радиаторов по площади помещения

Угловое помещение 16 м², в средней полосе, в кирпичном доме. Устанавливать будут батареи с тепловой мощностью 140 Вт.

Для кирпичного дома берем теплопотери в середине диапазона. Так как помещение угловое, лучше взять большее значение. Пусть это будет 95 Вт. Тогда получается, что для обогрева помещения требуется 16 м² * 95 Вт = 1520 Вт.

Теперь считаем количество радиаторов для отопления этой комнаты: 1520 Вт / 140 Вт  = 10,86 шт. Округляем, получается 11 шт. Столько секций радиаторов необходимо будет установить.

Расчет батарей отопления на площадь прост, но далеко не идеален: высота потолков не учитывается совершенно. При нестандартной высоте используют другую методику: по объему.

 Считаем батареи по объему

Есть в СНиПе нормы и для обогрева одного кубометра помещений. Они даны для разных типов зданий:

• для кирпичных на 1 м³ требуется 34 Вт тепла;
• для панельных — 41 Вт

Этот расчет секций радиаторов похож на предыдущий, только теперь нужна не площадь, а объем и нормы берем другие. Объем умножаем на норму, полученную цифру делим на мощность одной секции радиатора (алюминиевого, биметаллического или чугунного).

Формула расчета количества секций по объему

Пример расчета по объему

Для примера рассчитаем, сколько нужно секций в комнату площадью 16 м² и высотой потолка 3 метра. Здание построено из кирпича. Радиаторы возьмем той же мощности: 140 Вт:

• Находим объем.  16 м² * 3 м = 48 м³ 
• Считаем необходимое количество тепла (норма для кирпичных зданий 34 Вт). 48 м³ * 34 Вт = 1632 Вт.
• Определяем, сколько нужно секций. 1632 Вт / 140 Вт = 11,66 шт. Округляем, получаем 12 шт.

Теперь вы знаете два способа того, как рассчитать количество радиаторов на комнату.

Подробнее о расчетах площади комнаты и объема читаем тут.

Теплоотдача одной секции

Сегодня ассортимент радиаторов большой. При внешней схожести большинства, тепловые показатели могут значительно отличаться. Они зависят от материала, из которого изготовлены, от размеров, толщины стенок, внутреннего сечения и от того, насколько хорошо продумана конструкция.

Потому точно сказать, сколько кВт в 1 секции алюминиевого (чугунного биметаллического) радиатора, можно сказать только применительно к каждой модели. Эти данные указывает производитель. Ведь есть значительная разница в размерах: одни из них высокие и узкие, другие — низкие и глубокие. Мощность секции одной высоты того же производителя, но разных моделей, могут отличаться на 15-25 Вт (смотрите в таблице ниже STYLE 500 и STYLE PLUS 500) . Еще более ощутимые отличия могут быть у разных производителей.

Технические характеристики некоторых биметаллических радиаторов. Обратите внимание, что тепловая мощность одинаковых по высоте секций может иметь ощутимую разницу

Тем не менее, для предварительной оценки того, сколько секций батарей нужно для отопления помещений, вывели средние значения тепловой мощности по каждому типу радиаторов. Их можно использовать при приблизительных расчетах (приведены данные для батарей с межосевым расстоянием 50 см):

• Биметаллический — одна секция выделяет 185 Вт (0,185 кВт).
• Алюминиевый — 190 Вт (0,19 кВт).
• Чугунные — 120 Вт  (0,120 кВт).

Точнее сколько кВт в одной секции радиатора биметаллического, алюминиевого или чугунного вы сможете, когда выберете модель и определитесь с габаритами. Очень большой может  быть разница в чугунных батареях. Они есть с тонкими или толстыми стенками, из-за чего существенно изменяется их тепловая мощность. Выше приведены средние значения для батарей привычной формы (гармошка) и близких к ней. У радиаторов в стиле «ретро» тепловая мощность ниже в разы.

Это технические характеристики чугунных радиаторов турецкой фирмы Demir Dokum. Разница более чем солидная. Она может быть еще больше

Исходя из этих значений и средних норм в СНиПе вывели среднее количество секций радиатора на 1 м²:

• биметаллическая секция обогреет 1,8 м²;
• алюминиевая — 1,9-2,0 м²;
• чугунная — 1,4-1,5 м²;

Как рассчитать количество секций радиатора по этим данным? Все еще проще. Если вы знаете площадь комнаты, делите ее на коэффициент. Например, комната 16 м²,  для ее отопления примерно понадобится:

• биметаллических 16 м² / 1,8 м² = 8,88 шт, округляем  — 9 шт.
• алюминиевых 16 м² / 2 м² = 8 шт.
• чугунных 16 м² / 1,4 м² = 11,4 шт, округляем  — 12 шт.

Эти расчеты только примерные. По ним вы сможете примерно оценить затраты на приобретение отопительных приборов. Точно рассчитать количество радиаторов на комнату вы сможете выбрав модель, а потом еще пересчитав количество в зависимости от того, какая температура теплоносителя в вашей системе.

Расчет секций радиаторов в зависимости от реальных условий

Еще раз обращаем ваше внимание на то, что тепловая мощность одной секции батареи указывается для идеальных условий. Столько тепла выдаст батарея, если на входе ее теплоноситель имеет температуру +90°C, на выходе +70°C, в помещении при этом поддерживается +20°C. То есть, температурный напор системы (называют еще «дельта системы») будет 70°C. Что делать, если в вашей системе выше +70°C на входе на бывает? или необходима температура в помещении +23°C? Пересчитывать заявленную мощность.

Для этого необходимо рассчитать температурный напор вашей системы отопления. Например, на подаче у вас +70°C,  на выходе +60°C, а в помещении вам необходима температура +23°C. Находим дельту вашей системы: это среднее арифметическое температур на входе и выходе, за минусом температуры в помещении.

Формула расчета температурного напора системы отопления

Для нашего случая получается: (70°C+ 60°C)/2 — 23°C = 42°C. Дельта для таких условий 42°C. Далее находим это значение в таблице пересчета (расположена ниже) и заявленную мощность умножаем на этот коэффициент. Поучаем мощность, которую сможет выдать эта секция для ваших условий.

Таблица коэффициентов для систем отопления с разной дельтой температур

При пересчете действуем в следующем порядке. Находим в столбцах, подкрашенных синим цветом, строчку с дельтой 42°C. Ей соответствует коэффициент 0,51. Теперь рассчитываем, тепловую мощность 1 секции радиатора для нашего случая. Например, заявленная мощность 185 Вт, применив найденный коэффициент, получаем: 185 Вт * 0,51 = 94,35 Вт. Почти в два раза меньше. Вот эту мощность и нужно подставлять когда делаете расчет секций радиаторов. Только с учетом индивидуальных параметров в помещении будет тепло.

Как подключить стальной радиаторо отопления, схемы подключения

Перед покупкой и установкой секционных радиаторов отопления (как правило это алюминиевые и биметаллические) у многих возникает вопрос — какое количество секций должно быть в радиаторе и как рассчитать это количество.

Более правильным, всегда будет расчет теплопотерь помещения. Однако в нем используется такое количество коэффициентов, что в результате может получиться, что-то завышенное или наоборот. Поэтому в большинстве случаев пользуются упрощенными способами.

Некоторые ЖЭКи не разрешают самостоятельно рассчитывать количество секций, и делают это для жителей на коммерческой основе. Это связано с тем, что дома во первых новые, и нельзя нарушать балансировку системы, а во вторых при регулировании температуры теплоносителя мощность радиатора сильно меняется. А если в новом доме температура теплоносителя, даже в самые холода, не превышает 70 °С, то стандартный расчет в данном случае не подходит.

Стандартный расчет для многоэтажного дома

Согласно «Строительным нормам и правилам» для компенсации теплопотерь пощения, на один квадратный метр площади требуется 100 Вт мощности радиатора отопления.

Этот расчет справедлив для любых радиаторов, в том числе алюминиевых и биметаллических.

В таком варианте требуемое количество секций вычисляется по формуле:

N = S*100/P, где S = площадь помещения, P = мощность одной секции радиатора отопления.

Пример, мощность одной секции радиатора GLOBAL STYLE PLUS 500 равняется 185 Вт, а площадь комнаты — 20 м.кв., в таком случае:

N=20*100/185=10,8.

Принимаем округление в большую сторону, и получаем 11 секций биметаллического радиатора GLOBAL STYLE PLUS 500.

Для высотных домов, часто пользуется еще более простым методом — делят площадь помещения на 2, и получают необходимое количество секций. В нашем примере их бы получилось 10. Но это не значит, что люди будут замерзать. В высотном доме соседи греют друг друга, и в реальной жизни 100 Вт на метр квадратный даже много.

Для торцевых и угловых комнат желательно ввести добавочный коэффициент 1,1 — 1,2, в этом случае необходимое количество секций для 20 метровой комнаты составит 12-13.

Характеристики радиатора GLOBAL STYLE PLUS 500

Зависимость мощности радиатора от теплового потока

Как видно из таблицы, при температурном напоре 70 °С мощность радиатора 185 Вт, при 50 — 114 Вт.

Температурный напор в 70 °С можно создать только в центральной системе отопления со стальными трубами, в частном же доме с пластиковым трубопроводом и настенным котлом, максимальный напор составляет 50 °С. Поэтому упрощенная формула «1 секция радиатора на 2 кв. метра» в частном доме не подходит.

Если же у вас в частном доме радиаторы посчитаны по упрощенной формуле, зимой при продолжительных низких температурах за окном (от -25 °С) в доме может быть прохладно.

Расчет количества секций в частном загородном доме

Если для квартир в многоэтажном доме, действует правило — на один квадратный метр площади требуется 100 Вт мощности радиатора отопления, то для частного дома не совсем так.

Для первого отапливаемого этажа эта мощность составляет 110 — 120 Вт (в зависимости от утепления пола), для второго и следующих этажей эта мощность составляет примерно 80 — 90 Вт. Поэтому многоэтажные дома всегда более экономичны (тепло поднимается на верх).

Тогда, для расчета количества секций радиаторов в частном доме, в формуле N = S*100/P, вместо 100 необходимо подставлять соответствующую мощность (120-80 Вт).

Наш совет — в частный дом лучше взять чуть больше секций (с запасом), это не значит, что от этого у вас в доме будет жарко, просто, как видно из рисунка выше, чем шире радиатор, тем меньше температуру нужно подавать на радиатор. Чем ниже температура теплоносителя — тем дольше прослужит вся система — и трубы и сам котел.

Как рассчитать радиаторы отопления на площадь квартиры

Как рассчитать радиаторы отопления так, чтобы температура в квартире была предельно комфортной — вопрос, который возникает у каждого, кто решился на ремонт. Слишком малое количество секций не будет полностью прогревать помещение, а излишек только повлечёт за собой слишком большие траты на коммунальные услуги. Итак, что необходимо учитывать, чтобы правильно подсчитать размеры батарей?

Как рассчитать радиаторы отопления на площадь квартиры

Предварительная подготовка

Что необходимо учитывать для рассчета мощности радиатора отопления на комнату:

• определить температурный режим и потенциальные термопотери;
• разработать оптимальные технические решения;
• определить тип теплового оборудования;
• установить финансовые и тепловые критерии;
• учесть надёжность и технические параметры обогревательных приборов;
• составить схемы теплопровода и расположение батарей для каждого помещения;

Без помощи специалистов и дополнительных программ рассчитать количество секций радиаторов отопления достаточно сложно. Чтобы расчёт был наиболее точен, не обойтись без тепловизора или специально установленных для этого программ.

Необходимая мощность радиаторов отопления

Что будет, если провести вычисления неправильно? Основное последствие — более низкая температура в помещениях, а следовательно, и эксплуатационные условия не будут соответствовать желаемому. Слишком мощные отопительные приборы приведут к избыточным тратам как на сами приборы и их монтаж, так и на коммунальные услуги.

Самостоятельные подсчёты

Можно приблизительно подсчитать, какой должна быть мощность батарей, использовав только рулетку для измерения длины и ширины стен и калькулятор. Но точность таких вычислений крайне мала. Погрешность будет составлять 15-20%, но такое вполне допустимо.

Формула для расчета

Вычисления в зависимости от типа отопительных приборов

При выборе модели учитывайте, что тепловая мощность зависит от материала, из которого они сделана. Методы вычисления размеров секционных батарей не отличаются, а вот итоги выйдут разными. Есть среднестатистические значения. На них и стоит ориентироваться, выбирая оптимальное число отопительных приборов. Мощности отопительных приборов с секциями в 50 см:

• батареи из алюминия — 190 Вт;
• биметаллические — 185 Вт;
• чугунные приборы обогрева — 145 Вт;

Таблица для расчета количества секций батареи

Чтобы правильно рассчитать радиаторы отопления по площади комнаты, важно знать не только мощность, но и сколько квадратов обогревает одна секция, значение этого параметра зависит от металла:

• алюминий — 1,9-2 м кв.;
• алюминий и сталь — 1,8 м кв.;
• чугун — 1,4-1,5 м кв;

Вот пример вычисления количества секций алюминиевых радиаторов отопления. Допустим, что размеры комнаты 16 м. кв. Выходит, что на помещение такого размера нужно 16м2/2м2 = 8 шт. По такому же принципу считайте для чугунных или биметаллических приборов. Важно только точно знать норму — приведённые выше параметры верны для моделей высотой в 0,5 метра.

Виды радиаторов отопления

На данный момент выпускаются модели от 20 до 60 см. Соответственно площадь, которую способна обогреть секция, будет отличаться. Самые маломощные модели — бордюрные, высотой в 20 см. Если вы решили приобрести тепловой агрегат нестандартных размеров, то в вычислительную формулу придётся вносить корректировку. Ищите необходимые данные в техпаспорте.

При внесении корректировок стоит учитывать, что размер батарей напрямую влияет на теплоотдачу. Следовательно, чем меньше высота при той же ширине, тем меньше площадь, а вместе с ними и мощность. Для верных подсчётов найдите соотношение высот выбранной модели и стандартной, а уже с помощью полученных данных подкорректируйте результат.

Расчитываем, насколько сильно должна греть батарея

Допустим, вы выбрали модели высотой 40 см. В этом случае расчёт количества секций алюминиевых радиаторов отопления на площадь комнаты будет выглядеть следующим образом:

• воспользуемся предыдущими подсчётами: 16м2/2м2 = 8штук;
• посчитайте коэффициент 50см/40см = 1,25;
• подкорректируйте вычисления по основной формуле — 8шт*1,25 = 10 шт.

Расчёт количества радиаторов отопления по объёму начинается в первую очередь со сбора необходимой информации. Какие параметры нужно учесть:

• Площадь жилья.
• Высота потолков.
• Число и площадь дверных и оконных проёмов.
• Температурные условия за окном в период отопительного сезона.

Теплопотери

Нормы и правила, установленные для мощности отопительных проборов, регламентируют минимально допустимый показатель на кв. метр квартиры — 100 Вт. Расчёт радиаторов отопления по объему помещения будет более точен, чем тот, в котором за основу берётся только длина и ширина. Итоговые результаты корректируются в зависимости от индивидуальных характеристик конкретного помещения. Делается это посредством умножения на коэффициент корректировки.

При вычислении мощности отопительных приборов берётся среднестатистическая высота потолков — 3 м. Для квартир с потолком 2,5 метра этот коэффициент составит 2,5м/3м = 0,83, для квартир с высокими потолками 3,85 метров — 3,85м/3м = 1,28. Угловые комнаты потребуют внесения дополнительных корректировок. Итоговые данные умножаются на 1,8.

Расчёт количества секций радиатора отопления по объему помещения должен проводиться с корректировкой, если в комнате одно окно большого размера или сразу несколько окон (коэффициент 1,8).

Радиаторы отопления с нижним подключением

Нижнее подключение также потребует внести свои корректировки.  Для такого случая коэффициент составит 1,1.

В районах с экстремальными погодными условиями, где зимние температуры достигают рекордно низких показателей, мощность должна быть увеличена в 2 раза.

Пластиковые стеклопакеты, наоборот, потребуют корректировку в сторону уменьшения, за основу берётся коэффициент 0,8.

В выше приведённых данных приведены усреднённые значения, поскольку не были дополнительно учтены:

• толщина и материал стен и перекрытий;
• площадь остекления;
• материал напольного покрытия;
• наличие или отсутствие утеплителя на полу;
• занавески и гардины в оконных проёмах.

Дополнительные параметры для более точных вычислений

Работа с тепловизором

Точный расчёт количества радиаторов отопления на площадь не обойдётся без данных из технических документов. Это важно, чтобы точнее определить значение теплопотерь. Лучше всего определить уровень потери тепла с помощью тепловизора. Прибор быстро определит самые холодные области в помещении.

Всё было бы в разы легче, если каждая квартира была построена по стандартной планировке, но это далеко не так. В каждом доме или городской квартире свои особенности. С учётом множества характеристик (числа оконных и дверных проёмов, высоты стен, площади жилья и пр.) резонно возникает вопрос: как же рассчитать количество радиаторов отопления?

Расчет радиаторов отопления по площади

Особенности точной методики в том, что для вычислений необходимо больше коэффициентов. Одно из важных значений, которое нужно вычислить — это количество тепла. Формула отлична от предыдущих и выглядит следующим образом: КТ = 100 Вт/м2*П*К1*К2*К3*К4*К5*К6*К7.

Подробнее о каждом значении:

• КТ — количество тепла, которое нужно для обогрева.
• П — размеры комнаты м2.
• К1 — значение этого коэффициента учитывает качество остекления окон: двойное — 1,27; пластиковые окна с двойным стеклопакетом — 1,0; с тройным — 0,85.
• К2 — коэффициент, учитывающий уровень теплоизоляционных характеристик стен: низкая — 1,27; хорошая (например двухслойная кирпичная кладка) — 1,0; высокая — 0,85.
• К3 — это значение учитывает соотношение площадей оконных проёмов и полов: 50% — 1,2; 40% — 1,1; 30% — 1,0; 20% — 0,9; 10% — 0,8.
• К4 — коэффициент, зависящий от среднестатистических температурных показателей воздуха в зимнее время года: — 35 °С — 1,5; — 25 °С — 1,3; — 20 °С — 1,1; — 15 °С — 0,9; -10 °С — 0,7.
• К5 зависит от числа внешних стен здания, данные этого коэффициента таковы: одна — 1,1; две — 1,2; три — 1,3; четыре — 1,4.
• К6 рассчитывается, исходя из типа помещения, находящегося этажом выше: чердак — 1,0; чердачное отапливаемое помещение — 0,9; отапливаемая квартира — 0,8.
• К7 — последний из корректировочных значений и зависит от высоты потолка: 2,5 м — 1,0; 3,0 м — 1,05; 3,5 м — 1,1; 4,0 м — 1,15; 4,5 м — 1,2.

Описанный расчёт секций батарей отопления по площади — наиболее точный, поскольку учитывает значительно больше нюансов. Полученное в ходе этих подсчётов число делится на значение теплоотдачи. Итоговый результат округляется до целого числа.

Корректировка с учётом температурного режима

В техпаспорте отопительного прибора указана максимальная мощность. Например, при температуре воды в теплопроводе 90°С во время подачи и 70°С в обратном режиме в квартире будет +20°С. Такие параметры обычно обозначают так: 90/70/20, но самые распространённые мощности в современных квартирах — 75/65/20 и 55/45/20.

Параметры теплоносителя системы отопления.

Для правильного расчёта необходимо для начала высчитать температурный напор — это разница между температурой самой батареи и воздуха в квартире. Учтите, что для вычислений берётся усреднённое значение между температурами подачи и обратки.

Как рассчитать количество секций алюминиевых радиаторов с учётом выше перечисленных параметров? Для лучшего понимания вопроса будут произведены вычисления для батарей из алюминия в двух режимах: высокотемпературном и низкотемпературном (расчёт для стандартных моделей высотой 50 см). Размеры комнаты те же — 16 м кв.

Одна секция алюминиевого радиатора в режиме 90/70/20 обогревает 2 кв метра., следовательно, для полноценного обогрева помещения понадобится 16м2/2м2 = 8 шт. При вычислении размера батарей для режима 55/45/20 нужно для начала подсчитать температурный напор. Итак, формулы для обеих систем:

• 90/70/20 — (90+70)/2-20 = 60°С;
• 55/45/20 — (55+45)/2-20 = 30°С.

Расчитываем количество секций в радиаторе отопления

Следовательно, при низкотемпературном режиме нужно увеличить размеры отопительных приборов в 2 раза. С учётом данного примера на помещении 16 кв. метров нужно 16 алюминиевых секций. Учтите, что для чугунных приборов понадобится 22 секции при той же площади помещения и при таких же температурных системах. Подобная батарея получится слишком большой и массивной, поэтому чугун меньше всего подходит для низкотемпературных контструкций.

С помощью этой формулы можно легко вычислить, сколько необходимо секций радиаторов на комнату с учётом желаемого температурного режима. Чтобы зимой в квартире было +25°С, просто поменяйте температурные данные в формуле теплового напора, а полученный коэффициент подставьте в формулу вычисления размера батарей. Допустим, при параметрах 90/70/25 коэффициент будет таким: (90+70)/2 — 25 = 55°С.

Далее нужно подсчитать соотношение 60°С/55°С = 1,1. В итоге, чтобы добиться температуры в +25 °С для помещения с высокотемпературным режимом понадобится 8шт*1,1 = 8,8. С округлением получится 9 штук.

Если не хочется тратить время на расчёт радиаторов отопления, можно воспользоваться онлайн-калькуляторами или специальными программами, установленными на компьютер.

Как пользоваться онлайн-калькулятором

Он-лайн калькулятор для расчета мощности радиаторов

Посчитать, сколько секций радиаторов отопления на кв. метр понадобится, можно с помощью специальных калькуляторов, которые всё посчитают в мгновение ока. Такие программы можно найти на официальных сайтах некоторых производителей. Воспользоваться этими калькуляторами легко. Просто введите в поля все соответствующие данные и вам моментально будет выведен точный результат. Чтобы вычислить, сколько секций радиаторов отопления нужно на квадратный метр, надо вводить данные (мощность, температурный режим и т.д.) для каждой комнаты отдельно. Если же помещения не разделены дверями, сложите их общие размеры, а тепло будет распространяться по обоим помещениям.

Интерфейс калькулятора отопления.

Во избежание неточностей при вычислениях, внимательно вводите все параметры и проверьте, насколько точные данные вы указали в соответствующих полях. Лучше несколько раз перепроверить, чем потом испытывать на себе последствия своих ошибок в виде слишком низкой или высокой температуры в доме.

Подведение итогов

Итак, из выше приведённых формул понятно, как правильно сделать расчёт алюминиевых (чугунных, биметаллических и др.) радиаторов для квартиры. Как видите, дело это не такое уж и сложное. Главное, внимательность и точность. Чтобы получить максимально правильные данные, используйте специальное оборудование.

Алюминиевый радиатор секционный силовой. Чугунные радиаторы и расчет их мощности для комнаты

Эта техника выглядит современно и недорого. Они способны при правильной установке и длительной эксплуатации выполнять свои функции. Чтобы в полной мере использовать все потенциальные возможности, необходимо точно рассчитать мощность алюминиевого радиатора, которая потребуется для качественного обогрева жилья в самых сложных погодных условиях.

Конструктивно-технические особенности

Качественные изделия из этого металла создаются методом литья.Это дает возможность изготавливать прочные, долговечные нагревательные приборы, в которых отсутствуют отдельные элементы, их соединения. Эта технология достаточно сложная. Чтобы исключить появление дефектов, требуется точное соблюдение многих режимов производства, контроль отсутствия скрытых дефектов, полостей. Стоимость таких радиаторов несколько выше, чем у сборных моделей. Но именно они могут без повреждений выдержать большое повышение давления в магистралях теплоносителя.

Второй распространенный метод — экструзия.Металл под давлением заполняет специальную форму. Заготовку разрезают на части. Отдельные элементы соединяются сваркой. В этом случае используются относительно недорогие производственные процессы. Но следует учитывать, что готовая продукция менее прочна и надежна по сравнению с первым вариантом.

Алюминиевые радиаторы нужных размеров создаются из отдельных блоков, чтобы конечной мощности хватило на конкретное помещение. Ниже представлены диапазоны значений основных характеристик устройств данного типа:

• Допустимое максимальное давление в системе теплоснабжения: от 6 до 24 атм.
• Температура теплоносителя (макс.): До + 110 ° С.
• Срок службы нагревательного прибора: от 10 до 20 лет.

Параметры одной секции:

• мощность — от 0,08 до 0,210 кВт;
• объем охлаждающей жидкости — от 0,2 до 0,5 л;
Вес
• — от 0,9 до 1,5 кг.

Сколько секций алюминиевого радиатора нужно для обогрева одной комнаты

Самый простой и, соответственно, неточный расчет можно произвести по такой пропорции: на каждый квадратный метр помещения тепловая мощность не менее 0.1 кВт.

Чтобы узнать, сколько разделов вам нужно, выполните следующие действия:

• Для отопления одной комнаты площадью 30 кв. Требуется мощность 3 кВт: 30 * 1 = 3.
• Если мощность одного элемента 0,15 кВт, то нужно 20 секций: 3 / 0,15 = 20.
• Это слишком большое количество для одного радиатора, поэтому необходимо будет изготовить и установить в комнате две батареи. Каждый из них будет состоять из 10 разделов.

Более точный результат можно получить, если учесть следующие факторы:

• климатические условия в районе;
• высота потолков;
• количество оконных и дверных проемов в помещении, наружных стенах;
• наличие теплых полов снизу и сверху;
• общие изоляционные характеристики конструкции.

Поправочные коэффициенты используются для каждого параметра. Их значения можно найти в профессиональных справочниках. Подставив их в общую формулу, не составит труда узнать, какая мощность в кВт требуется секции и устройства в целом для конкретного помещения. Если получилась неточная цифра, то следует округлить в большую сторону. При правильной настройке оборудования легче вносить коррективы, если оно приобретается с определенным запасом возможностей.

Как правильно установить и рентабельнее эксплуатировать алюминиевые радиаторы

Из приведенных выше данных нетрудно понять основные преимущества этого типа приборов.

Впрочем, перечислим их отдельно:

• Сборная конструкция позволяет достаточно точно подобрать количество элементов, чтобы мощность нагрева была достаточной.
• Малый вес облегчает производство транспортных и монтажных работ.Не создает лишних нагрузок на крепеж и конструкцию здания.
• Небольшие внутренние объемы и отличная теплопроводность уменьшают инерцию. Это означает, что допустимо комбинировать такие устройства с индивидуальными регуляторами, а также интегрировать их в современные системы автоматизированного поддержания комфортного температурного режима. Такое оборудование позволит снизить потребление энергоресурсов при эксплуатации.
• Нейтральный внешний вид большинства моделей хорошо сочетается с множеством дизайнов.
• Низкая стоимость устройств позволяет без больших затрат создавать новые или модернизировать старые системы отопления.

Подходят как для самых простых однотрубных, так и для самых сложных коллекторных схем. Они подходят для работы с гравитационным или вынужденным движением теплоносителя.

При установке необходимо учитывать следующие особенности:

• Все устройства должны быть оборудованы клапанами для выпуска воздуха.
• Крепление их необходимо производить строго горизонтально.
• Когда pH охлаждающей жидкости (Ph) выходит за пределы диапазона от 7 до 8 единиц, происходят реакции, разрушающие алюминий.
• Со временем этот металл покрывается защитной оксидной пленкой, которая предотвратит указанные выше процессы. Однако сам он может быть поврежден песком и другими механическими примесями. Такие загрязнения можно удалить с помощью стандартного основного фильтра.
• В городских условиях сложно предотвратить возникновение аварийных ситуаций, связанных с резким повышением давления.Здесь рекомендуется устанавливать нагревательные приборы, рассчитанные на высокое давление.

Чугунные радиаторы — это радиаторы, дошедшие до нашего времени с далеких 70-х годов прошлого тысячелетия. Сегодня они более современные, отличить их от биметаллических или алюминиевых эмалированных радиаторов практически невозможно. Чугунные радиаторы способны работать при температуре охлаждающей жидкости до 110 0 С.

Довольно большие размеры и внушительный вес компенсируются инерционностью, позволяющей регулировать температуру.Они идеальны для любого помещения, надежны и долговечны, могут использоваться с любыми котлами и теплоносителями. Многих интересует вопрос — сколько киловатт в одной секции чугунного радиатора? Вы найдете ответ на этот вопрос ниже.

Радиатор отопления чугунный

Радиаторы чугунные М-140

Радиаторы типа М-140 имеют достаточно простую конструкцию и удобны в обслуживании. Материал, используемый при их изготовлении — чугун. Он обладает высокой устойчивостью к коррозионным процессам и может использоваться с любым теплоносителем.Низкий уровень гидравлического давления позволяет использовать радиаторы как для гравитационной, так и для принудительной циркуляции теплоносителя. Высокий порог противодействия гидроударам позволяет использовать их как в двухэтажных, так и в девятиэтажных зданиях. Преимущества М-140 — простота обслуживания, надежность, длительный срок службы и невысокая стоимость.

Радиаторы чугунные МС-140-500

Широко применяются для отопления зданий с t теплоносителя в пределах 130 0 С и давлением до 0.9 МПа. Вместимость одной полости 1,45 литра, объем обогреваемой площади 0,244 квадратных метра … Материал, из которого изготовлены секции — СЧ-10 (серый чугун).

Радиаторы чугунные МС-140-300

Радиаторы отопления предназначены для обогрева помещений с низкими подоконниками и давлением 0,9 МПа. Вместимость полости 1,11 л. Вес полости с учетом комплектующих 5700 г. Расчетный тепловой поток 0,120 кВт.

Радиаторы чугунные МС-140М-500-09

Радиаторы данной модели применяются для различных помещений с t теплоносителя до 130 0 С и давлением до 0.9 МПа. Масса одной полости 7100 г. Материал изготовления — серый чугун. S обогрев с одной камерой — 0,244 м 2.

Важно! Выбирая радиатор для жилья, обязательно обращайте внимание на его характеристики и заранее производите всевозможные расчеты, так как обменять купленный товар будет практически невозможно.

Плюсы и минусы использования чугунных радиаторов

Стилизованный чугунный радиатор

Любая существующая сегодня система отопления имеет как плюсы, так и минусы, учтите их.

Номинальная тепловая мощность каждой секции составляет 160 Вт. Примерно 65% выделяемого теплового потока нагревает воздух, накапливающийся в верхней части помещения, а оставшиеся 35% нагревают нижнюю часть помещения.

1. Длительный срок эксплуатации от 15 до 50 лет.
2. Высокая стойкость к коррозионным процессам.
3. Возможность использования в системах отопления с гравитационной циркуляцией теплоносителя.

1. Низкая эффективность коррекции коэффициента теплоотдачи;
2. Высокая трудоемкость при установке;

Важно! Чтобы не столкнуться с проблемой при установке, обязательно учтите вышеперечисленные плюсы и минусы чугунных радиаторов.Их установка стоит недешево, но повторные монтажные работы потребуют немалых финансовых средств.

Расчет сечений (полостей) радиаторов

Так вот, сколько кВт в 1 секции чугунного радиатора? Чтобы рассчитать количество секций и их мощность, нужно определиться с V-комнатой, которая в дальнейшем появится в расчетах. Далее выбираем значение тепловой энергии. Его значения следующие:

1. Отопление 1м 3 дома из панелей — 0.041кВт.
2. Отопление 1 м 3 кирпичного дома со стеклопакетами и утепленными стенами — 0,034 кВт.
3. отопление 1 м 3 помещения, возведенного по современным строительным нормам — 0,034 кВт.

Тепловой поток одной полости МС 140-500 0,160 кВт.

Затем выполняются следующие математические операции: объем помещения умножается на тепловой поток. Полученное значение делится на количество тепла, выделяемого одной камерой. Результат округлите в большую сторону и получите необходимое количество секций.

Сколько киловатт в чугунной секции? Каждый тип радиатора имеет различное значение, которое производитель рассчитывает при их изготовлении и указывает его в сопроводительной документации.

Сделаем примерный расчет на основе имеющихся данных.

Помещение имеет следующие данные: тип помещения — панельный дом, длина — высота — ширина — 5х6х2,7 м соответственно.

1. Рассчитываем объем помещения V:

В = 5 х 6 х 2.7 = 81 м 3

1. Необходимый тепловой объем:

Q = 81 * 0,041 = 3,321 кВт

1. Исходя из этого количество секций радиатора составляет:

n = 3,321 / 0,16 = 20,76

, где 0,16 — тепловая мощность одной секции. Уточняется производителем.

1. Округляем значение в большую сторону, исходя из чего количество необходимых секций составляет 21 шт.

Чтобы отопление дома было эффективным, следует покупать качественные элементы.Перед этим — провести правильный расчет своей мощности.

Расчеты производятся с учетом:

• площади помещения;
• высота его потолка;
• количество окон
• длина помещения;
• Особенности климата региона.

Правильный выбор

1. Производительность отопительных приборов должна составлять 10% площади помещения при высоте его потолка менее 3 м.
2. Если больше, то прибавляем 30% .
3. Для конечной комнаты добавьте еще 30% .

Необходимые расчеты

После определения теплопотерь нужно определить производительность прибора (сколько кВт должно быть в стальном радиаторе или других приборах).

1. Например, нужно отапливать помещение площадью 15 м² и высотой потолка 3 м.
2. Находим его объем: 15 ∙ 3 = 45 м³.
3. В инструкции сказано, что для обогрева 1 м³ в условиях Средней полосы России необходимо 41 Вт тепловой мощности.
4. Это означает, что мы умножаем объем помещения на эту цифру: 45 ∙ 41 = 1845 Вт. Этой мощностью должен обладать радиатор отопления.

Примечание!
Если жилище находится в районе с суровыми зимами, полученное значение необходимо умножить на 1,2 (коэффициент теплопотерь).
Окончательный показатель составит 2214 Вт.

Количество ребер

Из него вы узнаете, сколько кВт в одной секции биметаллического радиатора и алюминиевого аналога составляет 150-200 Вт.Возьмем максимальный параметр и разделим на него общую требуемую мощность в нашем примере: 2214: 200 = 11.07. Это значит, что для обогрева помещения нужна батарея из 11 секций.

Тепловая мощность

На фото примерная теплопередача чугуна.

В помещении отопительные приборы размещаются у внешней стены под оконным проемом. В результате тепло, излучаемое устройством, распределяется оптимальным образом. Холодный воздух, идущий из окон, блокируется нагретым потоком, идущим вверх от радиатора.

Чугунные аккумуляторы

Чугунные аналоги имеют следующие преимущества:

• имеют длительный срок службы;
• обладают высоким уровнем прочности;
• устойчивы к коррозионным повреждениям;
• отлично подходит для использования в коммунальных системах, работающих на некачественном теплоносителе.
• Сейчас производители выпускают чугунные батареи (их цена выше, чем у обычных аналогов), которые имеют улучшенный внешний вид за счет применения новых технологий литья корпусов.

Недостатки изделий: большая масса и тепловая инерция.

В нижней таблице указано количество кВт в чугунном радиаторе в зависимости от его модели.

Примечание!
Для обогрева помещения площадью 15 м² мощность, то есть кВт чугунного радиатора, должна быть не менее 1,5. Другими словами, батарея должна состоять из 10-12 секций.

Алюминиевые радиаторы

Алюминиевые изделия имеют более высокую теплоотдачу, чем чугунные аналоги.На вопрос, сколько кВт находится в одной секции алюминиевого радиатора, специалисты отвечают, что достигает 0,185-0,2 кВт. В итоге 9-10 секций алюминиевых профилей хватит для нормативного уровня обогрева пятнадцатиметрового помещения.

Достоинства таких устройств:

• небольшой вес;
• эстетичный дизайн;
• высокий уровень теплоотдачи;
• Температуру можно контролировать своими руками с помощью вентилей.

Но изделия из алюминия не обладают такой прочностью, как чугунные аналоги, например, маслоохладитель на 2 кВт.Поэтому они чувствительны к скачкам рабочего давления в системе, гидроударам, излишне высокой температуре теплоносителя.

Примечание!
Когда вода имеет высокий уровень pH (кислотности), алюминий выделяет много водорода.
Это негативно сказывается на нашем здоровье.
Исходя из этого, желательно использовать в системе отопления такие устройства, в которых он имеет нейтральную кислотность.

Биметаллические изделия

Прежде чем выяснять, сколько кВт в 1 секции биметаллического радиатора, следует отметить, что такие батареи имеют схожие рабочие параметры с алюминиевыми аналогами.Однако им не присущи недостатки.

Это обстоятельство определило конструкцию устройств.

1. Они состоят из медных или стальных труб, по которым течет хладагент.
2. Трубки скрыты в кожухе из алюминиевой пластины. В результате вода, циркулирующая внутри, не взаимодействует с алюминием корпуса.
3. Исходя из этого, кислотные и механические характеристики теплоносителя никак не влияют на работу и состояние прибора.

Благодаря стали труб арматура имеет высокую прочность. Внешние ребра из алюминия обеспечивают повышенную теплоотдачу. Пытаясь узнать, сколько кВт находится в стальном радиаторе, имейте в виду, что биметалл имеет самую высокую теплоотдачу — около 0,2 кВт на каждую кромку.

Мощность

Узнав, сколько кВт в 1 секционном стальном радиаторе или аналоге из другого металла, можно рассчитать теплоотдачу купленного изделия.Это позволит вам создать эффективную систему отопления в своем доме.

Видео в этой статье продолжает наглядно информировать вас по теме.

От чего зависит теплоотдача радиатора. Методика расчета тепловыделения радиатора батарей отопления

Вопрос об эффективной работе системы отопления во многом зависит от того, как рассчитывается тепловая мощность радиаторов. Эти устройства являются основным источником тепла, которое нагревает воздух внутри помещения.Поэтому еще на этапе проектирования инженеры проводят расчеты, на основании которых в каждой комнате устанавливается радиатор с определенным количеством секций. Эти расчеты не так просты, потому что они должны учитывать большое количество критериев.

Что нужно учитывать при расчетах?

Расчет радиаторов

Обязательно примите во внимание:

• Материал, из которого изготовлена ​​нагревательная батарея.
• Его размер.
• Количество окон и дверей в комнате.
• Материал, из которого построен дом.
• Сторона света, на которой находится квартира или комната.
• Наличие теплоизоляции здания.
• Тип разводки трубопроводной системы.

И это лишь малая часть того, что нужно при этом учитывать. Не забывайте о региональном расположении дома, а также о средней уличной температуре.

• Обычный — с помощью бумаги, ручки и калькулятора. Формула расчета известна, и в ней используются основные показатели — теплопроизводительность одной секции и площадь отапливаемого помещения.Также добавляются коэффициенты-понижающие и повышающие, которые зависят от ранее описанных критериев.
• С помощью онлайн-калькулятора. Это простая в использовании компьютерная программа, в которую загружаются определенные данные о размерах и конструкции дома. Он дает достаточно точный показатель, который берется за основу при проектировании системы отопления.

Для обычного обывателя любой вариант — не самый простой способ определить тепловую мощность отопительной батареи. Но есть еще один метод, для которого используется простая формула — 1 кВт на 10 м² площади.То есть для обогрева помещения площадью 10 квадратных метров потребуется всего 1 киловатт тепловой энергии. Зная коэффициент теплоотдачи одной секции радиатора, можно точно рассчитать, сколько секций нужно установить в том или ином помещении.

Давайте рассмотрим несколько примеров, как это сделать правильно. Различные типы радиаторов имеют большой размерный диапазон, который зависит от межосевого расстояния. Это размер между осями нижнего и верхнего коллектора. Для большинства отопительных батарей этот показатель составляет либо 350 мм, либо 500 мм.Есть и другие параметры, но они встречаются чаще других.

Это первый. Во-вторых — на рынке представлено несколько видов отопительных приборов из разных металлов. У каждого металла своя теплоотдача, и это необходимо учитывать при расчете. Кстати, какой выбрать и поставить радиатор в своем доме, каждый решает сам.

Тепловыделение чугунных радиаторов

Диапазон теплоотдачи чугунных аккумуляторов колеблется в пределах 125-150 Вт.Разброс зависит от межосевого расстояния. Теперь можно посчитать. Например, ваша комната имеет площадь 18 м². Если планируется установка батареи 500 мм, то воспользуемся следующей формулой: (18: 150) x100 = 12. Получается, что в этом помещении нужно установить 12-секционный радиатор.

Все просто. Аналогичным образом можно рассчитать чугунный радиатор с межосевым расстоянием 350 мм. Но это будет лишь приблизительный расчет, потому что для точности необходимо учитывать коэффициенты.Их не так много, но с их помощью можно получить максимально точную цифру. Например, наличие в комнате не одного, а двух окон увеличивает теплопотери, поэтому конечный результат необходимо умножить на коэффициент 1,1. Мы не будем рассматривать все коэффициенты, так как это займет много времени. Мы уже писали о них на нашем сайте, так что найдите статью и прочтите.

Теплоотдача алюминиевых радиаторов

Для сравнения двух противоположных металлов была выбрана алюминиевая батарея.Алюминиевые радиаторы

Тепловыделение радиаторов Global рассчитывается согласно EN-442

тепловая мощность больше, и одна секция излучает 200 Вт тепла. Подставляя этот показатель в формулу, определяем, сколько секций следует использовать в помещении площадью 18 м².

(18: 200) x100 = 9. Количество секций уменьшилось только за счет высокой теплоотдачи алюминиевых устройств. Так что выбрать радиатор можно не только по размеру, но и по модели.

Способ подключения

Не все понимают, что разводка труб отопления и правильное подключение влияют на качество и эффективность теплопередачи. Разберем этот факт подробнее.

Есть 4 способа подключения радиатора:

• Боковой. Этот вариант чаще всего используется в городских квартирах многоэтажных домов. Квартир в мире больше, чем частных домов, поэтому производители используют этот тип подключения как номинальный метод определения теплопередачи радиаторов.Для его расчета коэффициент равен 1,0.
• Диагональ. Идеальное соединение, потому что теплоноситель проходит по всему устройству, равномерно распределяя тепло по его объему. Обычно этот вид применяется, если в радиаторе более 12 секций. В расчетах используется коэффициент приращения 1,1–1,2.
• Нижний. В этом случае подводящий и обратный патрубки подключаются снизу радиатора. Обычно такой вариант используется при скрытой разводке труб. У такого типа подключения есть один минус — потери тепла 10%.
• Одинарная труба. Это, собственно, нижнее подключение. Обычно его используют в системе разводки труб. И здесь не обошлось без тепловых потерь, правда, они в несколько раз больше — 30-40%.

Заключение по теме

Таблица мощности радиаторов

Вы сами смогли убедиться, что можно правильно рассчитать теплопередачу радиатора простым, хотя и не очень точным способом. Кроме того, мы должны учитывать широкий разброс размерных параметров батарей, материалов, из которых они изготовлены, а также дополнительные факторы.Так что все сложно.

Поэтому советуем действовать проще. Возьмите за основу саму формулу с соотношением площади комнаты и необходимого количества тепла. Сделайте расчет и прибавьте к нему до 10%. Если ваш дом находится в северном регионе, прибавьте 20%. Даже 10% — это очень щедро, но лишнего тепла нет. Более того, можно с помощью различных устройств контролировать подачу теплоносителя к радиаторам. Вы можете уменьшить, но можете увеличить. Единственный минус такой прибавки — первоначальная стоимость приобретения радиаторов с большим количеством секций.Особенно это касается алюминиевых и биметаллических устройств отопления.

Общепринятой температурой квартирного комфорта считается 21 0 по Цельсию. Чтобы иметь его в квартире на таком уровне и в зимние холода, используются различные системы отопления, в том числе автономные и системы центрального отопления. Здравый смысл и грамотный расчет тепловыделения радиатора отопительных батарей позволяет установить необходимое количество отопительных приборов, в том числе радиаторы.

Цели и задачи расчетов радиаторов отопления

Расчеты радиаторов проводятся для обеспечения эффективного функционирования системы отопления для обогрева конкретного жилого помещения, а в расчетах тепловой комфорт трактуется не только как положительная температура произвольной величины, но и предельно допустимая. Нет смысла устанавливать сверхвысокое количество обогревателей, если приходится открывать окно ради свежего воздуха (помните, слишком горячие батареи «сжигают» кислород).То есть расчеты определяют границы низкотемпературного и высокотемпературного нагрева.

Еще одна задача тепловых расчетов — определение параметров теплопередачи, позволяющих равномерно распределять тепловые потоки по помещению. В этом случае необходимо учитывать тепловые потери в зависимости от наличия в подвальном и мансардном помещении, например, материала стен, толщины стен, размеров окон и многих других сопутствующих факторов.

При проектировании строительного объекта используются специальные программы, тепловизоры можно использовать для расчета радиаторов в квартире.Но для приблизительных расчетов используются простые алгоритмы, которые принято называть калькуляторами расчета батарей отопления. Их методы основаны, в основном, на соотношении необходимой тепловой мощности обогревателя и площади отапливаемого помещения.

Методика расчета радиатора по площади

В условном исчислении на площадь принимается нормативная по санитарным нормам тепловая мощность на 1 кв. Метр площади помещения. Для умеренного климата на широте Москвы этот показатель составляет от 50 до 100 Вт.Для северных районов выше 60 0 северной широты он выше и принимается в пределах от 150 до 200 Вт на 1 кв. Км. метр. Паспортное значение теплопередачи одной чугунной секции указано размером от 125 до 150 Вт.

Определите необходимую мощность на 15 кв. метры:

100 x 15 = 1500 Вт.

Определить количество секций:

1500/125 = 12 секций, которые можно представить в виде двух шестисекционных чугунных батарей.

Этот расчет также эквивалентен для биметаллического радиатора, так как его теплопередача имеет практически такие же значения.

При расчетах использовались нормы потолка стандартной высоты 270 см. Для более высоких потолков расчеты радиаторов производятся исходя из параметров кубической комнаты.

Методика расчета радиатора по объему

В данном случае методика, или, как ее еще называют, калькулятор для выбора батарей кВт, оперирует такими понятиями, как номинальный тепловой поток Qn конкретного типа радиатора и количество тепловой энергии Qp, необходимое для обогрева 1 кубометра. .метр комнаты. Величина Q должна быть указана в паспорте радиатора. Значение Qp для помещения стандартного панельного дома составляет 0,041 кВт. Для кирпичного дома этот показатель снижается до 0,034 кВт на 1 куб. метр. Для жилых помещений, в которых хорошая теплоизоляция, тепловая мощность еще меньше — 0,02 кВт.

Количество секций радиатора определяется аналогично вычислителю батареи отопления по площади, то есть путем умножения объема помещения на удельную объемную тепловую энергию и последующего деления на значение номинальной тепловой энергии. поток радиатора:

N = V x Qp / Qnom, шт.Результат округляется в большую сторону.

Важно! Поскольку эти расчеты весьма приблизительны и не учитывают тепловые потери здания, округление в большую сторону даст некоторый запас для улучшения комфортных условий отопления.

Учет дополнительных факторов при тепловых расчетах радиаторов

Дополнительными факторами, влияющими на теплопередачу радиаторов, являются поправочные коэффициенты, корректирующие отклонения от стандартных условий, принятых в основных расчетах.

Регулировка высоты

Стандартная высота комнаты 270 см. В случае большей высоты поправочный коэффициент определяется делением высоты комнаты на стандартное значение 270 см. То есть для комнаты высотой 324 см соотношение будет 324/270 = 1,2. Соответственно, удельная тепловая мощность составляет 100 Вт на 1 кв. Км. метр надо увеличить в 1,2 раза, то есть уже будет 120 Вт на кВ. метр.

Тепловая мощность батарей отопления зависит от расположения, поскольку конвекционные потоки смешиваются по-разному на разных расстояниях между ребрами радиатора и полом или подоконником.Поправочные коэффициенты показаны на диаграмме. При этом следует учитывать, что для угловых помещений потери тепла в два раза выше, так как в таких помещениях два окна.

Коэффициент поправки к номиналу тепловыделения радиатора является наиболее оптимальным при диагональном подключении труб отопления. Но особые условия монтажа аккумуляторов не всегда позволяют использовать эту схему.

Сводка

Сложно учесть все факторы, влияющие на теплопередачу радиатора.По словам сантехников, если в доме идеальная теплоизоляция, можно обойтись без отопления. Достаточно тепла от электроприборов и плиты. Также очень важно уметь рассчитывать теплопотери в зависимости от размеров окон, дверей и окон. Однако считается, что усредненные значения тепловых характеристик помещений и радиаторов позволяют с определенной точностью определить необходимое количество секций радиатора и не пропускать при комнатной температуре.

Тепловой расчет устройств заключается в определении необходимого номинального теплового потока, марки панельного радиатора или конвектора и количества секций или колонн секционных и трубчатых радиаторов. Расчет отопительных приборов выполняется согласно рекомендациям ООО ВИТАТЕРМ. Технические характеристики системы отопления приняты для устройства с межосевым расстоянием 500 мм (кроме конвектора).

Требуемый номинальный тепловой поток устройства, Вт, определяется по формуле

, (11)

где Q и т. Д. — необходимая теплоотдача устройства, Вт;

— комплексный коэффициент приведения к номинальным условиям.

Тепловая мощность устройства Q и т. Д. , Вт, рассчитывается по формуле

Q и т. Д. = Q p — Q tr , (12)

где Q p — тепловые потери помещения, определенные при расчете теплового баланса (из таблицы 3) W;

Q tr — суммарная теплоотдача труб, проложенных внутри помещения, Вт.

В курсовой работе полезная теплоотдача труб Q tr , Вт принимается в долях от тепловых потерь помещения: в двухтрубной вертикальной системе отопления верхнего этажа теплоотдача из труб — 5% тепловых потерь помещения и 15% остальных этажей; 5% от тепловых потерь помещения.

Комплексный коэффициент приведения к номинальным условиям определяется по формуле

, (13)

где n, m, c — эмпирические численные значения, учитывающие влияние схемы течения теплоносителя на тепловой поток и коэффициент теплопередачи устройства, приведены в рекомендациях ООО «ВИТАТЕРМ» по наиболее оптимальной схеме движения воды «сверху вниз»;

p — коэффициент, учитывающий направления движения теплоносителя в устройстве;

б — коэффициент атмосферного давления на участке;

Δ t — разница между средней температурой воды в приборе и температурой окружающего воздуха в помещении;

G и др. — расход воды через устройство, кг / час.

Разница температур в приборе определяется по формуле

, (14)

где т в , t out — температуру воды на входе и выходе из устройства, ºС, для двухтрубной системы водяного отопления со стальными трубами следует принимать t in = 95 ° C, t out = 70 ° С; при разводке полимерных труб температура выбирается в зависимости от характеристик их материала.Для металлополимерных труб t вх = 90 ºС и t вых = 70 ºС; для полипропилена t вход = 85 ºС и t вых = 65 ºС.

Расход воды через водонагреватель

, кг / час, определяется по формуле

, (15)

где

— теплопотери помещения из таблицы 3, Вт;

β 1 — коэффициент, зависящий от шага номенклатуры устройства;

β 2 — коэффициент, зависящий от типа устройства и способа установки.

Оба коэффициента подбираются согласно таблице.

Количество секций нагревателя определяется по формуле

, (16)

где — номинальный тепловой поток одной секции, Вт, указан в рекомендации по расчету нагревателя, таблица;

— коэффициент, характеризующий зависимость теплоотдачи радиатора от количества секций, табл.

Тепловой расчет нагревателей следует выполнять в табличной форме.

Таблица 4 — Тепловой расчет отопительных приборов

№ стояка, комн.	Теплопотери помещения Qrec, Вт	Теплоотдача труб Q tp, Вт	Требуемая теплоотдача прибора Qпр, Вт	Коэффициент β 1	Коэффициент β 2	Температура воздуха в помещении t в, 0 С	Температура воды на входе в прибор t в, 0 С	Температура воды на выходе из аппарата t вых, 0 С	Температурный напор Δt, 0 С	Расход воды через устройство Г пр, кг / ч

Продолжение таблицы 4

расчетов, количество ребер, тепловая мощность батарей из чугуна, алюминия и биметаллических изделий

Радиаторы из чугуна — это радиаторы, дожившие до нашего времени с далеких 70-х годов прошлого тысячелетия.Сегодня они более современные, их практически невозможно отличить от биметаллических или алюминиевых радиаторов, покрытых эмалью. Чугунные радиаторы способны работать при температуре теплоносителя до 110 0 С.

Довольно большие размеры и внушительный вес компенсируется инерцией, позволяющей регулировать температуру. Они идеальны для любого помещения, надежны и долговечны, могут использоваться с любыми котлами и теплоносителями. Многих интересует вопрос — сколько киловатт в одной секции чугунного радиатора? Ответ на этот вопрос вы найдете ниже.

Радиатор чугунный

Радиаторы чугунные М-140

Радиаторы типа М-140 имеют довольно простую конструкцию и просты в обслуживании. Материал, используемый при их изготовлении — чугун. Обладает высокой стойкостью к коррозионным процессам и может использоваться с любыми охлаждающими жидкостями. Низкий уровень гидравлического давления позволяет использовать радиаторы как для гравитационной, так и для принудительной системной циркуляции теплоносителя. Высокий порог противодействия гидравлическим ударам позволяет эксплуатировать их как в двухэтажных зданиях, так и в девятиэтажных домах.Плюсы М-140 — простота обслуживания, надежность, длительный срок службы и невысокая стоимость.

Радиаторы чугунные МС-140-500

Широко применяется для обогрева зданий теплоносителем в пределах 130 0 С и давлением 0,9 МПа. Вместимость одной полости 1,45 литра, объем отапливаемой площади 0,244 квадратных метра. Материал изготовления профилей — СЧ-10 (серый чугун).

Радиаторы чугунные МС-140-300

Радиаторы для отопления помещений с низкими подоконниками и давлением 0,9 МПа.Вместимость полости 1,11 л. Вес полости с учетом комплектующих 5700 г. Расчетный тепловой поток 0,120 кВт.

Радиаторы чугунные МС-140М-500-09

Радиаторы данной модели применяются для различных помещений с температурой теплоносителя до 130 0 С и давлением 0,9 МПа. Масса одной полости 7100 г. Материал изготовления — серый чугун. S обогрев с одной полостью — 0,244 м 2.

Важно! Выбирая радиатор для жилья, обязательно обращайте внимание на его характеристики и заранее производите всевозможные расчеты, так как обменять купленный товар будет практически невозможно.

Плюсы и минусы использования чугунных радиаторов

Стилизованный чугунный радиатор

У любой существующей системы отопления есть как плюсы, так и минусы, мы их рассмотрим.

Номинальное значение тепловой мощности каждой секции 160Вт. Примерно 65% генерируемого теплового потока нагревает воздух, который накапливается в верхней части комнаты, а оставшиеся 35% нагревают нижнюю часть комнаты.

1. Длительный срок эксплуатации от 15 до 50 лет.
2. Высокий уровень противодействия коррозионным процессам.
3. Возможность использования в системах отопления с гравитационной циркуляцией теплоносителя.

1. Низкая эффективность коррекции коэффициента теплоотдачи;
2. Высокий трудоемкость монтажа;

Важно! Чтобы не столкнуться с проблемой при установке, обязательно учтите вышеперечисленные плюсы и минусы чугунных радиаторов.Их установка стоит недешево, а повторные монтажные работы потребуют больших финансовых ресурсов.

Расчет сечений (полостей) радиаторов

И так сколько киловатт в 1 секции чугунного радиатора? Чтобы рассчитать количество секций и их мощность, нужно определить V комнату, которая в дальнейшем появится в расчетах. Затем выберите значение тепловой энергии. Его значения следующие:

1. Отопление 1м 3 дома из панелей — 0,041кВт.
2. Отопление 1м 3 дома из кирпича со стеклопакетами и утепленными стенами — 0,034 кВт.
3. обогрев 1 м 3 помещения, построенного по современным строительным нормам — 0,034 кВт.

Тепловой поток одной полости МК 140-500 0,160 кВт.

Затем выполняются следующие математические действия: объем помещения умножается на тепловой поток. Полученное значение делится на количество тепла, выделяемого одной камерой. Результат округляется в большую сторону и получается необходимое количество секций.

Сколько киловатт в чугунной секции? Каждый тип радиатора имеет различную стоимость, которую производитель рассчитывает при их изготовлении и указывает ее в сопроводительной документации.

Сделаем приблизительный расчет имеющихся данных.

Помещение имеет следующие данные: тип помещения — панельный дом, длина — высота — ширина — 5х6х2,7 м соответственно.

1. Рассчитать объем помещения V:

V = 5 x 6 x 2.7 = 81 м 3

1. Количество необходимого тепла:

Q = 81 * 0,041 = 3,321 кВт

1. Исходя из этого количество секций радиатора составляет:

n = 3,321 / 0,16 = 20,76

, где 0,16 — тепловая мощность одной секции. Указано производителем.

1. Округляем значение в большую сторону, от которой количество необходимых секций равно 21 шт.

Эти устройства выглядят современно и недорого.Они способны при правильной установке и эксплуатации долгое время выполнять свои функции. Чтобы полностью использовать все потенциальные возможности, необходимо точно рассчитать мощность алюминиевого радиатора, которая потребуется для качественного обогрева жилья в самых сложных погодных условиях.

Конструктивно-технические особенности

Качественные изделия из этого металла создаются методом литья. Это дает возможность изготавливать твердотельные обогреватели, в которых отсутствуют отдельные элементы, их соединения.Эта технология довольно сложная. Чтобы исключить появление брака, необходимо строго соблюдать многие режимы производства, контролировать отсутствие скрытых дефектов, полостей. Стоимость этих радиаторов немного выше сборных моделей. Но они могут без повреждений выдержать большое повышение давления в подающих магистралях теплоносителя.

Второй распространенный метод основан на экструзии. Металл под давлением приобретает особую форму. Заготовку разрезают на части.Соединение отдельных элементов производится сваркой. В этом случае используются относительно недорогие производственные процессы. Но следует учитывать, что готовые изделия менее долговечны и надежны, чем первый вариант.

Алюминиевые радиаторы нужного размера создаются из отдельных блоков, так что общей мощности хватит на определенное помещение. Ниже приведены диапазоны значений основных характеристик устройств данного типа:

• Допустимое максимальное давление в системе теплоснабжения: от 6 до 24 атм.
• Температура охлаждающей жидкости (макс.): До + 110 ° С.
• Срок службы прибора: от 10 до 20 лет.

Параметры одной секции:

• мощность — от 0,08 до 0,210 кВт;
• объем охлаждающей жидкости от 0,2 до 0,5 л;
• вес — от 0,9 до 1,5 кг.

Сколько секций алюминиевого радиатора нужно для обогрева одной комнаты

Самый простой и, соответственно, не точный расчет, можно произвести по такой пропорции: на каждый квадратный метр помещения тепловая мощность не менее 0.Требуется 1 кВт.

Чтобы узнать, сколько разделов вам нужно, сделаем следующее:

• Для отопления одной комнаты площадью 30 кв. Требуется мощность 3 кВт: 30 * 1 = 3.
• Если мощность одного элемента 0,15 кВт, то нужно 20 секций: 3 / 0,15 = 20.
• Это слишком большое количество для одного радиатора, поэтому необходимо будет изготовить и установить в комнате две батареи. Каждый из них будет состоять из 10 секций.

Более точный результат можно получить, если учесть следующие факторы:

• климатические условия в районе;
• высота потолков;
• количество оконных и дверных проемов в помещении, наружных стенах;
• наличие полов с подогревом снизу и сверху;
• общие изоляционные характеристики конструкции.

Для каждого параметра используются поправочные коэффициенты. Их значения можно найти в профессиональных справочниках.Подставив их в общую формулу, не составит труда узнать, какая мощность требуется в секции кВт и прибора в целом для конкретного помещения. Если не получается точная цифра, то следует производить округление в сторону увеличения. Исправления при настройке оборудования легче произвести правильно, если оно приобретено с определенным запасом возможностей.

Как правильно смонтировать и выгоднее эксплуатировать алюминиевые радиаторы

Из приведенных выше данных нетрудно понять основные преимущества устройств этого типа.

Тем не менее перечислим их отдельно:

• Сборная конструкция позволяет достаточно точно подобрать количество элементов, чтобы мощность нагрева была достаточной.
• Небольшой вес облегчает выполнение транспортных и монтажных работ. Не создает лишней нагрузки на крепеж, конструкцию здания.
• Небольшие внутренние объемы и отличная теплопроводность уменьшают инерцию. Это означает, что такие устройства допустимо делить с отдельными регуляторами, а также интегрировать их в современные системы автоматизированного поддержания комфортного температурного режима.Такое оборудование позволит снизить затраты на энергоресурсы в процессе эксплуатации.
• Нейтральный внешний вид большинства моделей хорошо сочетается с разным дизайном.
• Невысокая стоимость устройств позволяет без особых затрат создавать новые или модернизировать старые системы отопления.

Они подходят как для простых однотрубных, так и для сложных коллекторных схем. Они подходят для работы с гравитационным или вынужденным движением теплоносителя.

При установке необходимо учитывать следующие особенности:

• Все устройства должны быть оборудованы клапанами для выпуска воздуха.
• Их необходимо закрепить в строго горизонтальном положении.
• Когда водородный индекс теплоносителя (Ph) выходит за пределы диапазона от 7 до 8 единиц, происходят реакции, разрушающие алюминий.
• Этот металл со временем покрывается защитной пленкой из оксидов, которая предотвращает вышеуказанные процессы. Однако сам он может быть поврежден песком и другими механическими примесями. Удалите такие загрязнения с помощью стандартного основного фильтра.
• В городских условиях сложно предотвратить возникновение аварийных ситуаций, связанных с резким повышением давления.Рекомендуется устанавливать нагревательные приборы, рассчитанные на повышенное давление.

Чтобы отопление жилища было эффективным, следует покупать качественные предметы. Перед этим — сделать правильный расчет их вместимости.

Расчеты производятся с учетом:

• площади помещения;
• высота его потолка;
• количество окон,
• длина помещения;
• Особенности климата региона.

Правильный выбор

1. Мощность отопительных приборов должна составлять 10% площади помещения, если высота его потолка менее 3 м.
2. Если больше, то 30% .
3. Для конечной комнаты необходимо добавить дополнительные 30% .

Необходимые расчеты

После определения теплопотерь нужно определить производительность прибора (сколько кВт должно быть в стальном радиаторе или других приборах).

1. Например, вам нужно отапливать помещение площадью 15 м² и высотой потолка 3 м.
2. Находим его объем: 15 ∙ 3 = 45 м³.
3. В инструкции сказано, что для обогрева 1 м³ в условиях Средней полосы России необходимо 41 Вт тепловой мощности.
4. Следовательно, объем помещения умножается на эту цифру: 45 ∙ 41 = 1845 Вт. На эту мощность должен быть радиатор.

Примечание!
Если жилище находится в районе с суровыми зимами, цифру нужно умножить на 1,2 (коэффициент теплопотерь).
Итоговый показатель — 2214 Вт.

Количество ребер

Из него вы узнаете, сколько кВт в одной секции биметаллического радиатора и алюминиевого аналога составляет 150-200 Вт.Возьмем максимальный параметр и разделим на него общую требуемую мощность в нашем примере: 2214: 200 = 11,07. Итак, для обогрева помещения понадобится батарея из 11 секций.

Тепловая мощность

На фото — примерная теплоотдача чугуна.

В помещении отопительные приборы размещаются у наружной стены под оконным проемом. Благодаря этому тепло, выделяемое устройством, распределяется оптимальным образом. Холодный воздух, идущий из окон, блокируется нагретым потоком, идущим вверх от радиатора.

Аккумуляторы чугунные

Чугунные аналоги обладают такими преимуществами:

• имеют большой ресурс эксплуатации;
• обладают высоким уровнем прочности;
• устойчивы к коррозии;
• отлично подходит для использования в коммунальных системах, работающих на некачественном теплоносителе.
• Сейчас производители выпускают чугунные аккумуляторы (цена на них выше обычных аналогов), имеющие улучшенный внешний вид, благодаря использованию новых технологий отливки их корпусов.

Недостатки изделий: большая масса и тепловая инерция.

В нижней таблице показано количество кВт в чугунном радиаторе в зависимости от его модели.

Примечание!
Для обогрева помещения площадью 15 м² мощность, то есть кВт чугунного радиатора, должна быть не менее 1,5. Другими словами, батарея должна состоять из 10-12 секций.

Радиаторы из алюминия

Изделия из алюминия имеют большую тепловую мощность, чем аналоги из чугуна.На вопрос, сколько кВт в одной секции алюминиевого радиатора, специалисты говорят, что оно достигает 0,185-0,2 кВт. В итоге для стандартного уровня обогрева 15-метрового помещения хватит 9-10 секций алюминиевых профилей.

Преимущества таких устройств:

• легкий вес;
• эстетичный дизайн;
• высокий уровень теплоотдачи;
• Температуру можно контролировать вручную с помощью клапанов.

А вот изделия из алюминия не обладают такой прочностью, как чугунные аналоги, например маслоохладитель на 2 кВт.Поэтому они чувствительны к рабочим скачкам давления в системе, гидроударам, чрезмерно высокой температуре теплоносителя.

Примечание!
Когда уровень pH (кислотность) воды повышается, алюминий выделяет много водорода.
Это негативно сказывается на нашем здоровье.
Исходя из этого, такие устройства желательно использовать в системе отопления, в которой он имеет нейтральную кислотность.

Биметаллические изделия

Прежде чем определять, сколько кВт в биметаллической радиаторной секции, необходимо отметить, что такие батареи имеют близкие параметры производительности с алюминиевыми аналогами.Однако минусов у них нет, они своеобразны.

Это обстоятельство определило конструкцию устройств.

1. Они состоят из медных или стальных труб, по которым течет теплоноситель.
2. Трубки скрыты в кожухе из алюминиевой пластины. В результате вода, циркулирующая внутри, с алюминиевой оболочкой не взаимодействует.
3. Исходя из этого, кислотные и механические характеристики теплоносителя для работы и состояние устройства никоим образом не влияют.

Благодаря стальным трубам устройство имеет высокую прочность. Повышенная теплоотдача обеспечивается внешними алюминиевыми оребрениями. Пытаясь узнать, сколько кВт в стальном радиаторе, учтите, что у биметалла наибольшая тепловая мощность — около 0,2 кВт на одну кромку.

Вывод

Узнав сколько кВт в 1 секции стального радиатора или аналога из другого металла, можно рассчитать теплоотдачу купленных изделий.Это позволит вам оборудовать в своем доме эффективную систему отопления.

Видео в этой статье продолжает наглядно информировать вас по теме.

Системы водяного отопления: переход от гравитационных систем к системам с принудительной циркуляцией

Системы горячего водоснабжения долгое время были предпочтительным способом передачи тепла от центральной точки (бойлера) в удаленные помещения или комнаты, где требуется тепло. Первыми системами водяного отопления были гравитационные системы.Когда вода нагревается, она увеличивается в объеме; следовательно, он становится светлее и поднимается. Одновременно падает более холодная и тяжелая вода. Это принцип работы гравитационных циркуляционных систем. У гравитационных систем есть множество характеристик, которые можно порекомендовать. Они производят равномерное тепло, бесшумны, используют воду низкой температуры, надежны, очень эффективны и практически не требуют обслуживания. Во многих зданиях до сих пор используются гравитационные системы водяного отопления, некоторым из которых более 100 лет! Недостатки гравитационных систем: они требуют трубопроводов очень большого диаметра для подачи и возврата.Низкотемпературная вода обеспечивала скорость тепловыделения всего около 150 БТЕ на квадратный фут излучения в час. Следовательно, радиаторы должны были быть большими.

По мере роста затрат на рабочую силу и материалов установка гравитационных систем стала очень дорогой. Люди больше не будут терпеть большие громоздкие радиаторы, необходимые для гравитационных систем. Размещение 6, 8 или даже 10-дюймовых труб для магистральных сетей стало непомерно дорогим. Медленное время отклика гравитационной системы на изменение спроса также наносило ущерб.

Изобретение в 1929 году циркуляционных подкачивающих насосов преодолело все возражения гравитационных систем, сохранив при этом все преимущества отопления горячей водой. Подкачивающий насос настолько ускорил движение воды, что можно было использовать меньшее излучение, подаваемое по трубопроводу гораздо меньшего размера. Системы с принудительной циркуляцией позволяют использовать более высокие температуры воды, что приводит к более высоким уровням выбросов. Радиатор площадью 60 квадратных футов со средней температурой воды 170 ° F будет выделять тепло со скоростью 150 БТЕ на квадратный фут в час или 9000 БТЕ в час.Радиатор площадью 45 квадратных футов с температурой воды 197 ° F будет выделять 200 БТЕ на квадратный фут в час, производя те же 9000 БТЕ в час.

При использовании автоматических устройств зажигания и более точного управления использовались более высокие температуры воды без ущерба для передовых методов проектирования.

Энергия расходуется на перемещение воды по трубам, радиаторам, котлам и т. Д. Чтобы использовать экономию меньших труб и радиаторов в системах горячего водоснабжения с принудительной циркуляцией, скорость воды должна быть выше, чем в гравитационных системах, чтобы выдерживать необходимую мощность в БТЕ. .Подкачивающий насос создавал напор, намного больший, чем в гравитационных системах, для достижения необходимых скоростей.

DP — это величина потери давления между любыми двумя точками в системе. Трение между внутренними стенками труб, радиаторов, бойлера и движущейся водой вызывает падение давления. В горизонтальной трубе, наполненной водой, в которой нет потока, давление во всех точках одинаковое. Начинается мгновенный поток, возникает трение, которое увеличивается прямо пропорционально скорости потока.Изменение DP можно рассчитать при увеличении или уменьшении скорости потока (галлонов в минуту). Разделите конечный GPM на начальный GPM и возведите результат в квадрат. Умножьте этот результат на начальный DP. Ответ — новый DP.

Пример:

Система с объемным расходом 3 галлона в минуту и ​​DP 5 фунтов. необходимо увеличить до 6 галлонов в минуту. Каким будет новый ДП? (Это необходимо знать, чтобы правильно выбрать подкачивающий насос.)

20 фунтов.это новый DP. (Скорость в футах в секунду также может использоваться в этой формуле.)

Напор используется для обозначения производительности подкачивающего насоса. Это способ описания DP. Максимальный «напор» насоса на самом деле является максимальным D P, против которого насос может вызвать поток воды. Напор часто выражается в «футах водяного столба». Только трение в системе ограничивает производительность насоса. Это значение называется «напор».

Должно быть достаточно мощности, чтобы преодолеть DP системы и обеспечить расчетный GPM.Это означает, что DP каждой составной части системы должен быть известен при проектировании GPM.

Подкачивающий насос обеспечивает мощность. Производители насосов публикуют значения DP и GPM или диаграммы для своих насосов. Данные могут быть выражены в фунтах на квадратный дюйм, футах водяного столба или милах. Эти цифры легко поменять местами.

1 фунт / кв. = 2,31 фута воды

1 фут воды = 0,43 фунта / кв. дюйм

1 фут воды = 12000 мил дюймов

Статическое давление не следует путать с давлением напора.Они представляют собой совершенно разные давления и не имеют никакого отношения друг к другу. Статическое давление создается за счет веса воды в системе. Не влияет на производительность насоса. Чтобы проиллюстрировать статическое давление, представьте замкнутую систему горячего водоснабжения как вертикальный водяной контур. См. Рисунок 1. Если манометр 3 находится на высоте 40 футов над котлом, а контур полностью заполнен водой, но не находится под давлением, манометр 3 покажет 0 фунтов на кв. Дюйм. Манометры 1 и 5 расположены на высоте 10 футов над котлом, манометры 2 и 4 — на 20 футов выше котла.При выключенном насосе давление в вертикальной трубе «A» идентично давлению в вертикальной трубе «B».

Рисунок 1.

Если все манометры имеют шкалу в фунтах на кв. Дюйм, манометры 1 и 5 будут показывать 12,9 фунта на квадратный дюйм (30 футов воды выше них, а фут воды равен 0,43 фунта), манометры 2 и 4 — 8,6 фунта на квадратный дюйм. Манометр на котле будет показывать 17,2 фунта на квадратный дюйм.

Хорошей практикой является создание давления в замкнутой системе, особенно если расчетная температура воды близка или выше точки кипения воды при атмосферном давлении.Дополнительные 4 фунта на квадратный дюйм — это рекомендуемое минимальное дополнительное давление, добавляемое к статическому давлению, необходимому для подачи воды в верхнюю точку системы. На нашей иллюстрации манометр 3 будет показывать 4 фунта на кв. Дюйм. а все остальные приборы покажут на 4 фунта больше. Дополнительное статическое давление одинаково увеличивается по всей системе.

Стоит повторить еще раз. Не путайте статическое давление с давлением головы. Эти два термина часто используются неправильно. Одно не имеет ничего общего с другим!

Что произойдет с нашей системой, показанной на Рисунке 1, если после заполнения до надлежащего статического давления мы включим насос? Может, ничего; может быть много шума!

Перед выбором насоса нам необходимо знать расчетный расход и расчетное давление напора.Насос должен иметь дело только с потерями на трение, DP, развиваемыми при необходимой скорости потока, галлонов в минуту.

Предположим, наша система была разработана для циркуляции 10 галлонов в минуту при давлении напора 6 футов. Проконсультируясь с таблицами производителя насосов, можно выбрать правильный насос. См. Рисунки 2 и 3. Это «кривые» для некоторых насосов B&G. Введите диаграммы либо на стороне «общий напор в футах», либо на стороне «пропускной способности в галлонах в минуту». Отметьте пересечение линий GPM и головы. Выберите насос, ближайший к этому перекрестку, но над ним.На нашей иллюстрации насосом может быть SLC-30 (Рисунок 2) или серия 100 (Рисунок 3).

Рисунок 2.

Рисунок 3.

Если бы потребовался насос для подачи 80 галлонов в минуту при напоре 25 футов, правильным выбором был бы PD38 (Рисунок 3).

Примечание: Не увеличивайте размер насоса слишком сильно. Если размер насоса недостаточен, это приведет к плохой циркуляции или ее отсутствию, а завышение размера приведет к шуму скорости и избыточной кавитации.Кавитация скоро приведет к выходу насоса из строя. Небольшое увеличение скорости потока предпочтительнее уменьшения скорости потока ниже проектных спецификаций.

Системы горячего водоснабжения с принудительной циркуляцией подразделяются на одно- или двухтрубные. Эти классификации далее подразделяются на системы с прямым и обратным возвратом. Рисунки 4, 5, 6 и 7 иллюстрируют эти классы систем.

Рисунки 4, 5, 6 и 7

На Рисунке 4 показана система с «двухтрубным прямым возвратом».Обратите внимание, что горячая вода, подаваемая в первый радиатор, также первой возвращается в котел. Это происходит по контуру, так что последний радиатор последним возвращает более холодную воду в котел. Ближайшие к котлу радиаторы имеют тенденцию к короткому замыканию воды, поэтому более удаленные агрегаты не могут обеспечить надлежащую циркуляцию. Эта система должна быть установлена ​​с использованием балансировочных клапанов и тщательно сбалансирована. На рис. 5 показана система «двухтрубного обратного возврата».Эта система рекомендуется при проектировании двухтрубных систем. Ее установка дороже, поскольку требуется больше трубопроводов, чем двухтрубная система прямого возврата, но она работает намного лучше. В этой системе первый радиатор, на который подается горячая вода, имеет самый длинный возврат, а последний радиатор, на который подается горячая вода, имеет самый короткий возврат. Эта система имеет тенденцию уравновешивать себя до тех пор, пока капли подачи и возврата имеют одинаковый размер и длину.

Рисунок 6, система «последовательного контура» — самая дешевая в установке.Он просто состоит из прокладки трубы в каждый радиатор и из него, что делает радиаторы частью контура трубопровода. Длина и размер последовательной петли очень важны. Из-за падения давления и температуры в последовательном контуре его длина ограничена.

Петли серии

должны быть тщательно спроектированы. Когда вода проходит через каждую часть излучения, она охлаждается. По мере прохождения воды по контуру в каждый последующий радиатор подается более холодная вода, и, следовательно, скорость его выброса снижается.Если разработчик системы принимает во внимание все факторы, последовательные циклы могут быть эффективными.

На рис. 7 представлена ​​система, использующая отводные тройники, часто называемые однопоточной или «монопоточной» системой. Горячая вода отводится в радиаторы с помощью специально разработанных тройников Вентури, а более холодная вода возвращается в ту же трубу, которая служит как подающей, так и обратной магистралью. Эта система сочетает в себе эффективность двухтрубных систем с низкой стоимостью установки последовательной петлевой системы.Тройники Monoflo могут быть как входными, так и обратными. См. Рис. 8. Подающий тройник ограничивает поток воды, в результате чего часть воды поднимается вверх по стояку. Возвратный монофлок приводит к увеличению скорости основной подаваемой воды по мере прохождения потока через сопло. Это увеличение скорости приводит к тому, что область пониженного давления вокруг сопла и возвратных стояков «засасывает» воду обратно в магистраль (эффект Бернулли).

Рисунок 8.

Для радиаторов выше основного с нормальным сопротивлением необходимо использовать только один тройник для каждого радиатора, обычно используемый на обратной стороне.

Для радиаторов с высоким сопротивлением или если радиаторы расположены ниже магистрального, необходимы как подающий, так и обратный монофлоки.

Рисунок 9.

На рисунке 9 показана система излучающего панельного отопления. В этой системе змеевики труб закапываются в потолок, пол или стены, превращая потолок, пол или стену в радиатор, излучающий лучистое тепло в комнату. Особое внимание следует уделить конструкции системы излучающих панелей. Из-за небольшого размера трубки перепад давления велик, а длина контура имеет решающее значение.Используются коллекторы с балансировочными кранами. Системы излучающих панелей — самые дорогие в установке системы из всех систем горячего водоснабжения, но они самые тихие, чистые и удобные из всех систем.

Для правильной работы системы водяного отопления с принудительной циркуляцией необходимы определенные приспособления и аксессуары.

Начиная с подачи холодной воды, для снижения давления воды на входе в систему до рабочего давления устанавливается «клапан подачи», который фактически является клапаном понижения давления.Он используется для первоначального заполнения системы и будет добавлять воду, когда давление в системе упадет ниже настройки клапана. Стандартная заводская настройка обычно составляет 12 фунтов. Этот параметр является правильным для статической высоты примерно до 18 футов, что подходит для большинства двухэтажных зданий. Для более высоких статических напоров клапан можно отрегулировать до 25 фунтов. Доступны клапаны, которые можно отрегулировать до 60 фунтов. Все редукционные клапаны B&G имеют встроенный сетчатый фильтр и обратный клапан. Многие из них могут быть оснащены функцией быстрого заполнения, позволяющей быстро заполнить систему на начальном этапе или после того, как система была слита для ремонта.(В то время как большинство редукционных клапанов подачи котлов подают слишком медленно, чтобы их можно было использовать на водопроводной арматуре, редукционные клапаны высокого давления моделей 6 и 7 B&G можно использовать для защиты водопроводной арматуры от чрезмерного давления в трубопроводе.)

Компрессионный или расширительный бак предназначен для компенсации колебаний объема воды в замкнутой системе.

Вода расширяется при нагревании прямо пропорционально изменению ее температуры до точки насыщения или кипения. Компрессионный бак действует на систему как пружина, постоянно поддерживая в ней давление.Если резервуар слишком мал или становится заболоченным, предохранительный клапан открывается, когда котел нагревается и сливает воду. По окончании цикла нагрева вода остынет, давление в системе упадет, подающий клапан откроется и будет подавать воду до тех пор, пока давление в системе не вернется к «нормальному». При следующем запросе тепла вода снова расширится, в результате чего откроется предохранительный клапан. Цикл будет повторяться снова и снова, пока не будет заменен слишком маленький резервуар, добавлен другой расширительный резервуар или пока затопленный резервуар не будет опорожнен и должным образом заполнен правильным количеством воздуха и воды.

Объем и температура воды в системе определяют размер бака. Если резервуар слишком большой, повышения давления в системе может быть недостаточно, поскольку система нагревается и приближается к кипению, особенно в верхней точке системы, где существует низкий статический напор. Правильный выбор размера компрессионного бака очень важен для безотказной работы системы, будь то предварительно заправленный бак с баллоном, разделяющим воду и воздух, или стандартный расширительный бак.

Подобрать размер расширительного бачка — утомительная задача.Предполагая, что компрессионный бак будет должным образом оборудован фитингом компрессионного бака, чтобы в баке не происходило повышение температуры системы, для определения размера компрессионного бака можно использовать следующую формулу:

VT = Размер бака сжатия в галлонах

VS = Объем системы в галлонах

EW = Устройство расширения воды

EW-EP = Устройство расширения системы

PA = Атмосферное давление в фунтах на квадратный дюйм, абсолютное

PF = Начальное давление в баллоне в фунтах на квадратный дюйм, абсолютное

PO = Конечное давление в баллоне, абсолютное давление в фунтах на квадратный дюйм

.02VS = Воздух, выходящий из новой системной воды при нагреве, 2% от объема воды.

Легко! Просто введите все числа и решите формулу. Правильный размер бака!

Есть способ попроще. Это не так точно, но будет достаточно.

Во-первых, необходимо знать объем воды в системе. Это можно оценить с помощью таблицы A. Введите таблицу A в столбец MBH, ближайший к номинальной мощности котла. Затем прочитайте и сложите галлоны воды для каждого состояния системы.Например: Система состоит из обычного бойлера мощностью 150 000 БТЕ, плинтуса из медных оребренных труб и двухтрубной системы трубопроводов.

Бойлер = 36 галлонов

Плинтус из цветных металлов = 5,5 галлона

Двухтрубная система = 34 галлона

Всего = 75,5 галлонов воды в системе

Таблица A.

Затем определите «среднюю расчетную температуру воды».Это просто среднее значение расчетных температур подачи и возврата. Если наивысшая расчетная температура составляет 190 ° F и для расчета использовалось падение температуры на 20 ° F, очень распространенное значение DT, 180 ° F, является средней расчетной температурой воды. 190 + 170 ÷ 2 = 180. Введите Таблицу B в столбец «Объем воды в галлонах» и перейдите к ближайшему объему, найденному для системы. В нашем примере это 80. Перейдите к числу, указанному в столбце средней расчетной температуры. В нашем примере это 8. 8 — это размер в галлонах расширительного бачка для нашей примерной системы.Обратите внимание, что наш выбор был основан на давлении наполнения 12 фунтов и установленном предохранительном клапане 30 фунтов, или на 18 фунтах допустимого повышения давления в системе. Для других условий необходимо применить поправочные коэффициенты к резервуару, выбранному из таблицы B.

Таблица B.

Если бы наше давление наполнения составляло 18 фунтов. с 30-фунтовым предохранительным клапаном нам потребуется использовать Таблицу C для корректировки размера резервуара. Войдите в Таблицу C в разделе «Начальное давление …». колонке и спуститесь до ближайшего значения для заправочного клапана.Перейдите к коэффициенту, находящемуся под столбцом, представляющим настройку предохранительного клапана, 30 фунтов, минус настройку наполнительного клапана, 18 фунтов, или 30-18 = 12. Коэффициент равен 1,94. Умножьте размер резервуара, указанный в таблице B, на 1,94, чтобы получить скорректированный размер резервуара 8 x 1,94 = 15,52. Используйте ближайший к вам резервуар, имеющийся в продаже. В данном случае это бак B&G на 15 галлонов.

Многие системы заполнены смесью антифриза и воды. Расширение смеси гликоля и воды больше, чем расширение одной воды.В таблице D показан поправочный коэффициент для смеси гликоль / вода. Если бы наша примерная система была заполнена 50% смесью гликоля и воды, множитель поправочного коэффициента мог бы быть 1,6 или 1,5, так как наша максимальная расчетная температура составляла 190 ° F. Если умножить размер резервуара 15,52 галлона на 1,5 или 1,6, получится резервуар объемом 23,28 или 24,83 галлона, то есть резервуар на 24 галлона является коммерчески доступным размером.

Таблица D.

Все эти цифры основаны на использовании стандарта A.S.M.E. бак сжатия, то есть бак без баллона. Сегодня доступно множество расширительных баков с предварительной заправкой и баллоном, разделяющим воздух и воду. Основная формула для определения размеров этих резервуаров такая же, но необходимо сделать поправку на «приемочный объем». Другие факторы влияют на установку и размер этих типов резервуаров, но, поскольку компания Climatic Control на сегодняшний день не продает их, в этой статье не будут подробно рассказываться о размерах резервуаров. Желающие могут запросить бюллетень B&G TEH-981 у Hydro-Flo для обсуждения резервуаров под давлением.

Расширительный бак должен быть единственным воздушным пространством в системе. Воздух абсорбируется водой, поэтому необходимы некоторые средства предотвращения самотечной циркуляции более холодной воды, содержащей воздух в резервуаре, в систему, не ограничивая прохождение свободного воздуха из системы в резервуар. B&G ATF представляет собой такое устройство для резервуаров диаметром до 24 дюймов, а ATFL — для резервуаров большего размера. При холодной заливке компрессионный бак должен быть на 2/3 заполнен водой и на 1/3 — воздухом. Для этого можно обрезать вентиляционные трубки ATF и ATFL даже на баках, оборудованных смотровым окном.

Идеальное место для отделения воздуха от воды в системе — точка максимальной температуры и самой низкой скорости. Эти параметры в котле соблюдаются.

Арматура верхнего выпуска ABF

B&G, установленная в верхней части котла, отлично справляется с удалением пузырьков воздуха из верхней части котла и передачей их в расширительный бак. В этом случае вода без пузырьков может циркулировать по системе. Компания B&G раньше делала ABFSO, бойлер с боковым выходом Airtrol, но больше не производит их.Бойлер Airtrols с боковым выходом не работал так же хорошо, как верхний выход, и спрос на них упал до такой степени, что дальнейшее производство фитингов Airtrol с боковым выходом стало невозможным.

Воздухозаборники, такие как B&G IAS, входят в линейные воздухоотделители. Они работают по принципу, что воздух легче воды движется по верхней части горизонтальной трубы. Когда воздух входит в воздухозаборник, пузырьки воздуха собираются перегородками в воздухозаборнике и поднимаются в верхнюю камеру.Там воздух может быть выпущен, если используется расширительный бак баллонного типа, или подключен к стандартному расширительному бачку для сбора воздуха.

Удаление воздуха из системы, за исключением расширительного бачка, имеет первостепенное значение. Необходимо удалить воздух из системы, иначе может произойти шумная работа и даже полная блокировка циркуляции. Вентиляционные отверстия должны использоваться на всех высоких точках системы. Это единственный способ полностью выпустить весь воздух при первоначальном заполнении системы. Так называемые «продувочные и сливные» клапаны не работают достаточно хорошо, чтобы удалить весь воздух, и ничего не делают с накопившимся воздухом после того, как система работает.

Существует два основных типа вентиляционных отверстий: автоматические и ручные. Автоматические вентиляционные отверстия бывают двух типов. Тип поплавка и тип фибрового диска. Поплавковые вентиляционные отверстия имеют поплавок, прикрепленный к клапану, и все они заключены в оболочку. Когда корпус заполнен водой, поплавок удерживает клапан закрытым. Когда в оболочке накапливается достаточно воздуха, поплавок опускается, открывая клапан, и воздух выходит, пока вода снова не заполняет оболочку, закрывая клапан. По мере накопления воздуха цикл повторяется.

Поплавковые вентиляционные отверстия работают хорошо и служат долго.К сожалению, даже самое маленькое вентиляционное отверстие может оказаться слишком большим, чтобы поместиться внутри крышек плинтуса с ребристыми трубами.

Автоматические вентиляционные отверстия с волоконно-оптическим диском физически очень малы, такого же размера, как ручные вентиляционные отверстия для ключей или монет. В них используются специальные диски, которые разбухают при попадании на них воды. По мере того, как воздух накапливается и заменяет воду вокруг дисков, диски высыхают, сжимаются и открывают небольшое вентиляционное отверстие. Воздух выпускается, вода снова достигает дисков, и цикл повторяется — какое-то время. Автоматические вентиляционные отверстия с фибровыми дисками склонны к быстрому отказу, например, заеданию или постоянному стеканию воды.

Лучшие вентиляционные отверстия — это ручные вентиляционные отверстия, называемые отверстиями под ключ или монетными отверстиями. Отверстия для монет можно открывать или закрывать с помощью десятицентовика или небольшой отвертки. Вентиляционные отверстия с незакрепленным ключом требуют небольшого ключа, чтобы открывать или закрывать их. Любой из них — это всего лишь небольшой игольчатый клапан с металлическим седлом. Помимо того, что они практически неразрушимы, они дешевы! Единственный их недостаток — их нужно открывать и закрывать вручную. Если скапливается воздух, кто-то должен его выпустить. Если система оборудована ручными вентиляционными отверстиями, рекомендуется не реже одного раза в год открывать каждое вентиляционное отверстие, чтобы позволить любому скопившемуся воздуху выйти.

Большинство проблем с воздухом можно устранить путем тщательного проектирования, хорошего обслуживания и правильного первоначального запуска системы. Наиболее часто упускаемая из виду часть системы принудительного горячего водоснабжения — это правильный запуск.

После того, как система установлена, промыта и заполнена до надлежащего статического напора, котел следует запустить и медленно нагреть до температуры воды не менее 225 ° F и выдержать в таком состоянии примерно полчаса. Это высвободит увлеченный воздух из воды и направит его в расширительный бак.Чем горячее вода, тем больше воздуха она выделяет. Циркуляционный насос (ы) должен быть выключен во время этого начального нагрева. Теперь дайте котлу остыть до нормальной рабочей температуры, запустите все циркуляторы и откройте все клапаны зон, если они используются. Снова увеличьте температуру воды как минимум до 225 ° F и прокачивайте всю воду в течение 15–30 минут. Это вытеснит большую часть воздуха из пресной воды, и пока в системе нет утечек, проблемы с воздухом будут предотвращены. Каждый раз, когда система опорожняется, например, при ремонте, и снова заполняется, процедура запуска должна повторяться.

Рисунок 10.

На Рисунке 10 представлена ​​типовая котельная установка со стандартным расширительным баком. Подача холодной воды всегда должна поступать в систему в баке сжатия, чтобы любой увлеченный воздух немедленно попадал в бак.

Рисунок 11.

На рис. 11 показана система с расширительным баком под давлением или баллоном. Обратите внимание на то, что встроенный воздушный сепаратор используется с поплавковым вентиляционным отверстием. Flo-регулирующие клапаны или flochecks — это клапаны специальной конструкции, похожие на поршневые клапаны, которые останавливают гравитационную циркуляцию в системе принудительного горячего водоснабжения, чтобы предотвратить перегрев, когда циркуляционный насос (ы) выключен.Клапаны управления потоком B&G SA оснащены ручным открывателем для обеспечения гравитационной циркуляции в аварийной ситуации, если насос выйдет из строя. Даже несмотря на то, что трубы системы горячей воды с принудительной циркуляцией имеют небольшие размеры, гравитационная циркуляция может быть весьма эффективной для сохранения тепла, если это необходимо.

Каждый водогрейный котел должен иметь предохранительный клапан, который будет поддерживать давление на уровне рабочего давления котла или ниже.

A.S.M.E. Кодекс (Американского общества инженеров-механиков) гласит: «Каждый водогрейный водогрейный котел должен иметь по крайней мере один официально установленный предохранительный клапан для сброса давления на уровне или ниже максимально допустимого рабочего давления котла.Предохранительные клапаны должны быть подключены к верхней части котла с вертикальным шпинделем, если это возможно. Между предохранительным клапаном и котлом или на выпускной трубе между таким клапаном и атмосферой не должно быть никаких запорных устройств любого описания ».

Предохранительный клапан должен удовлетворительно работать в двух условиях. Он должен сбрасывать давление за счет выпуска воды из-за теплового расширения и сброса давления за счет выпуска пара. Слив воды обычно является признаком переувлажнения расширительного бака или неисправного заправочного клапана.Диагностировать несложно. Если статическое давление холодного наполнения быстро увеличивается до уставки давления предохранительного клапана при розжиге котла, резервуар забивается водой. Слейте воду и заново наполните расширительный бачок до необходимого уровня воды и воздуха. Слишком маленький расширительный бачок для системы может показывать аналогичные симптомы. Если вы подозреваете, что резервуар слишком мал, пересчитайте размер резервуара и либо добавьте еще один резервуар, либо замените существующий резервуар на резервуар подходящего размера. Отверстие в расширительном бачке быстро приведет к его заболачиванию.Опять же, он наполнится водой и протечет. Расширительные баки в системах горячего водоснабжения не потеют, поэтому капля воды из расширительного бака свидетельствует о негерметичности бачка. Неисправный или негерметичный заправочный клапан приведет к чрезмерному увеличению статического давления заправки в холодной системе.

Выпуск пара через предохранительный клапан является аварийным состоянием и предъявляет критические требования к клапану. Каждый раз, когда температура воды в бойлере составляет около 212 ° F или выше, и предохранительный клапан срабатывает, внезапное падение давления заставляет воду вспыхивать и превращаться в пар.Емкость предохранительного клапана должна справиться с этим. Существует огромная разница между выпуском воды и выпуском пара. Фунт воды занимает 27,7 кубических дюйма пространства. Фунт пара при атмосферном давлении занимает 26,8 кубических футов! В 1600 раз больше места, чем воды! Таким образом, A.S.M.E. предохранительный клапан испытан и рассчитан на работу с паром, хотя это клапан для водогрейного котла.

Предохранительные клапаны подходящего размера должны выдерживать полную мощность котла. Предохранительные клапаны водогрейного котла рассчитываются в БТЕ в час при определенном номинальном давлении.Пока этот рейтинг соответствует или превышает номинальную мощность горелки, предохранительный клапан будет достаточно большим для котла. Чтобы облегчить выбор клапана, производители предохранительных клапанов печатают диаграммы, показывающие их пропускную способность при различных настройках давления. См. Рисунок 12.

Рисунок 12.

Двойные блоки, блоки, в которых сочетаются наполняющий клапан и предохранительный клапан, не соответствуют требованиям.

Большинство производителей котлов теперь рекомендуют устанавливать на водогрейные котлы отсечки по низкому уровню воды.Это требуется по многим местным нормам. Даже несмотря на то, что котел может быть защищен от взрыва, потому что он имеет A.S.M.E. предохранительный клапан, сухой огонь все еще может его испортить. Большинство повреждений водогрейного котла связано с низким уровнем воды.

Существует неправильное представление о том, что редукционный клапан заполнения будет поддерживать систему заполненной при любых обстоятельствах. Это неправда. Чтобы проиллюстрировать проблему, типичная система будет иметь редукционный клапан заполнения, установленный на величину от 12 до 18 фунтов, и предохранительный клапан, настроенный на открытие при давлении 30 фунтов.и близко к 26 фунтам. Если предохранительный клапан открывается для слива воды из-за избыточного давления, очевидно, что клапан наполнения не восполнит потерю воды. Если подпиточная вода не восполняет потери через предохранительный клапан, это может привести к низкому уровню воды.

Есть много других причин, по которым система может потерять воду, что приведет к ее низкому уровню. Утечки в котле, трубопроводах или через уплотнения насоса. Небрежность, например, слить воду из бойлера для ремонта и забыть долить воду в систему, является еще одной распространенной причиной низкого уровня воды.Отключение при низком уровне воды спасет котел, поскольку не позволит горелке включиться до тех пор, пока не будет исправлен низкий уровень воды.

При определенных обстоятельствах отключения по низкому уровню воды может быть недостаточно для защиты. Топливный клапан может открыться; контакты могут замкнуться при сварке из-за перегрузки или короткого замыкания, что сделает отключение по низкому уровню воды неэффективным. Лучшая рекомендация для охвата всех установок, чтобы обеспечить максимальную безопасность, — это использовать комбинированный податчик воды и ограничитель воды. Часть питателя обычно способна подавать воду в котел так быстро, как она может быть выпущена через предохранительный клапан.Хотя комбинация отключения питателя увеличивает стоимость установки, по сравнению со стоимостью замены котла, это «дешевая» страховка. Помните, что коды — это минимум требований, «как минимум», которые должны быть выполнены. Превышение требований кодекса — это всегда хорошая практика, особенно в том, что касается безопасности.

Хотя Climatic Control Company обычно не проектирует системы принудительного нагрева воды, знание того, что требуется, может помочь вам помочь клиенту найти проблему в проблемной системе, над которой он работает, и продать соответствующие устройства для устранения проблемы.

Процесс нагрева паром — расчет нагрузки

Обычно паровой нагрев используется для

• изменения температуры продукта или жидкости
• поддержания температуры продукта или жидкости

Преимущество пара заключается в большом количестве тепла энергия, которую можно передать. Энергия, выделяемая при конденсации пара в воду, находится в диапазоне 2000-2250 кДж / кг (в зависимости от давления) — по сравнению с водой с 80-120 кДж / кг (с разницей температур 20-30 ^o С ).

Изменение температуры продукта — нагрев продукта паром

Количество тепла, необходимое для повышения температуры вещества, может быть выражено как:

Q = mc _p dT (1)

где

Q = количество энергии или тепла (кДж)

м = масса вещества (кг)

c _p = удельная теплоемкость вещества (кДж / кг ^o C) — Свойства материалов и теплоемкость обычных материалов

dT = повышение температуры вещества ( ^o C)

Имперские единицы? — Проверьте конвертер единиц!

Это уравнение можно использовать для определения общего количества тепловой энергии для всего процесса, но оно не принимает во внимание скорость передачи тепла , которая составляет:

• количество тепловой энергии, переданной в единицу времени

В приложениях без проточного типа нагревается фиксированная масса или единичная партия продукта.В приложениях проточного типа продукт или жидкость нагревается, когда она постоянно течет по поверхности теплопередачи.

Непоточный или периодический нагрев

В приложениях без проточного типа технологическая жидкость хранится в виде одной партии в резервуаре или емкости. Паровой змеевик или паровая рубашка нагревают жидкость от низкой до высокой температуры.

Средняя скорость теплопередачи для таких приложений может быть выражена как:

P = mc _p dT / t (2)

, где

P = средняя скорость теплопередачи или мощность (кВт (кДж / с))

м = масса продукта (кг)

c _p = удельная теплоемкость продукта (кДж / кг. ^o C) — Свойства материалов и теплоемкость обычных материалов

dT = Изменение температуры жидкости ( ^o C)

t = общее время, в течение которого процесс нагрева происходит (секунды)

Пример — Время, необходимое для нагрева воды с прямым впрыском пара

Время, необходимое для нагрева 75 кг воды (c _p = 4,2 кДж / кг ^o C) от температуры 20 ^o C до 75 ^o C с паром, произведенным из котла мощностью 200 кВт (кДж / с) можно рассчитать, преобразовав уравнение.От 2 до

t = mc _p dT / P

= (75 кг) (4,2 кДж / кг ^o C) ((75 ^o C) — (20 ^o C) ) / (200 кДж / с)

= 86 с

Примечание! — когда пар впрыскивается непосредственно в воду, весь пар конденсируется в воду, и вся энергия пара передается мгновенно.

При нагреве через теплообменник имеет значение коэффициент теплопередачи и разница температур между паром и нагретой жидкостью.Повышение давления пара увеличивает температуру и увеличивает теплопередачу. Время нагрева уменьшено.

Общее потребление пара может увеличиваться — из-за более высоких тепловых потерь или уменьшаться — из-за более короткого времени нагрева, в зависимости от конфигурации реальной системы.

Процессы проточного или непрерывного нагрева

В теплообменниках поток продукта или жидкости непрерывно нагревается.

Преимущество пара — это однородная температура поверхности нагрева, поскольку температура поверхностей нагрева зависит от давления пара.

Средняя теплопередача может быть выражена как

P = c _p dT м / т (3)

где

P = средняя скорость теплопередачи (кВт (кДж / с) ))

м / т = массовый расход продукта (кг / с)

c _p = удельная теплоемкость продукта (кДж / кг. ^o C)

dT = изменение температуры жидкости ( ^o C)

Расчет количества пара

Если мы знаем скорость теплопередачи — количество пара можно вычислить:

м _с = P / ч _e (4)

где

м _с = масса пара (кг / с)

P = расчетная теплопередача (кВт)

ч _e = энергия испарения пара (кДж / кг)

Энергию испарения при различных давлениях пара можно найти в таблице пара с единицами СИ или в таблице Steam с британскими единицами измерения.

Пример — периодический нагрев паром

Количество воды нагревается паром 5 бар (6 бар абс.) от температуры 35 ^o C до 100 ^o C за период 20 минут (1200 секунд) . Масса воды 50 кг, и удельная теплоемкость воды 4,19 кДж / кг. ^o С .

Скорость теплопередачи:

P = (50 кг) (4,19 кДж / кг ^o C) ((100 ^o C) — (35 ^o C)) / (1200 с)

= 11.35 кВт

Количество пара:

м _с = (11,35 кВт) / (2085 кДж / кг)

= 0,0055 кг / с

= 19,6 кг / ч

Пример — Непрерывный нагрев паром

Вода течет с постоянной скоростью 3 л / с нагревается от 10 ^o C до 60 ^o C паром при 8 бар (9 бар абс) .

Расход тепла можно выразить как:

P = (4.19 кДж / кг. ^o C) ((60 ^o C) — (10 ^o C)) (3 л / с) (1 кг / л)

= 628,5 кВт

Расход пара может можно выразить как:

м _с = (628,5 кВт) / (2030 кДж / кг)

= 0,31 кг / с

= 1115 кг / ч

Тепловое расширение твердых тел и жидкости

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

• Определите и опишите тепловое расширение.
• Рассчитайте линейное расширение объекта с учетом его начальной длины, изменения температуры и коэффициента линейного расширения.
• Рассчитайте объемное расширение объекта с учетом его исходного объема, изменения температуры и коэффициента объемного расширения.
• Рассчитать термическое напряжение на объекте с учетом его исходного объема, изменения температуры, изменения объема и модуля объемной упругости.

Рис. 1. Подобные термические компенсаторы на мосту Окленд Харбор-Бридж в Новой Зеландии позволяют мостам изменять длину без потери устойчивости.(Источник: Ингольфсон, Wikimedia Commons)

Расширение спирта в градуснике — один из многих часто встречающихся примеров теплового расширения , изменения размера или объема данной массы в зависимости от температуры. Горячий воздух поднимается вверх, потому что его объем увеличивается, что приводит к тому, что плотность горячего воздуха меньше плотности окружающего воздуха, вызывая подъемную (восходящую) силу на горячий воздух. То же самое происходит со всеми жидкостями и газами, вызывая естественный теплоперенос вверх в домах, океанах и погодных системах.Твердые тела также подвергаются тепловому расширению. Например, железнодорожные пути и мосты имеют компенсаторы, позволяющие им свободно расширяться и сжиматься при изменении температуры.

Каковы основные свойства теплового расширения? Во-первых, тепловое расширение явно связано с изменением температуры. Чем больше изменение температуры, тем больше будет гнуться биметаллическая полоса. Во-вторых, это зависит от материала. В термометре, например, расширение спирта намного больше, чем расширение содержащего его стекла.

Какова основная причина теплового расширения? Как обсуждается в «Кинетической теории: атомное и молекулярное объяснение давления и температуры», повышение температуры подразумевает увеличение кинетической энергии отдельных атомов. В твердом теле, в отличие от газа, атомы или молекулы плотно упакованы вместе, но их кинетическая энергия (в виде небольших быстрых колебаний) отталкивает соседние атомы или молекулы друг от друга. Это перемещение между соседними объектами приводит к увеличению расстояния между соседями в среднем и увеличению размера всего тела.Для большинства веществ в обычных условиях нет предпочтительного направления, и повышение температуры увеличит размер твердого вещества на определенную долю в каждом измерении.

Линейное тепловое расширение — тепловое расширение в одном измерении

Изменение длины Δ L пропорционально длине L . Зависимость теплового расширения от температуры, вещества и длины резюмируется в уравнении Δ L = αL Δ T , где Δ L — изменение длины L , Δ T — величина изменение температуры, и α — коэффициент линейного расширения , который незначительно изменяется в зависимости от температуры.

В таблице 1 приведены типичные значения коэффициента линейного расширения, которые могут иметь единицы 1 / ºC или 1 / K. Поскольку величина кельвина и градуса Цельсия одинакова, значения α и Δ T могут быть выражены в кельвинах или градусах Цельсия. Уравнение Δ L = αL Δ T является точным для небольших изменений температуры и может использоваться для больших изменений температуры, если используется среднее значение α .

Таблица 1. Коэффициенты теплового расширения при 20ºC
Материал	Коэффициент линейного расширения α (1 / ºC)	Коэффициент объемного расширения β (1 / ºC)
Твердые вещества
Алюминий	25 × 10 — 6	75 × 10 — 6
Латунь	19 × 10 — 6	56 × 10 — 6
Медь	17 × 10 — 6	51 × 10 — 6
Золото	14 × 10 — 6	42 × 10 — 6
Чугун или сталь	12 × 10 — 6	35 × 10 — 6
Инвар (железо-никелевый сплав)	0.9 × 10 — 6	2,7 × 10 — 6
Свинец	29 × 10 — 6	87 × 10 — 6
Серебро	18 × 10 — 6	54 × 10 — 6
Стекло (обычное)	9 × 10 — 6	27 × 10 — 6
Стекло (Pyrex®)	3 × 10 — 6	9 × 10 — 6
кварцевый	0.4 × 10 — 6	1 × 10 — 6
Бетон, Кирпич	~ 12 × 10 — 6	~ 36 × 10 — 6
Мрамор (средний)	2,5 × 10 — 6	7,5 × 10 — 6
Жидкости
эфир		1650 × 10 — 6
Спирт этиловый		1100 × 10 — 6
Бензиновый		950 × 10 — 6
Глицерин		500 × 10 — 6
Меркурий		180 × 10 — 6
Вода		210 × 10 — 6
Газы
Воздух и большинство других газов при атмосферном давлении		3400 × 10 — 6

Пример 1.Расчет линейного теплового расширения: мост Золотые Ворота

Главный пролет моста Золотые Ворота Сан-Франциско составляет 1275 м в самые холодные дни. Мост подвергается воздействию температур от до от 15ºC до 40ºC. Каково изменение его длины между этими температурами? Предположим, что мост полностью стальной.

Стратегия

Используйте уравнение линейного теплового расширения Δ L = α L Δ T , чтобы рассчитать изменение длины, Δ L .{\ circ} \ text {C} \ right) = 0,84 \ text {m} \\ [/ latex]

Обсуждение

Это изменение длины заметно, хотя и невелико по сравнению с длиной моста. Обычно он распространяется на многие компенсаторы, поэтому расширение в каждом стыке невелико.

Тепловое расширение в двух и трех измерениях

Объекты расширяются во всех измерениях, как показано на рисунке 2. То есть их площадь и объем, а также их длина увеличиваются с температурой.Отверстия также увеличиваются с увеличением температуры. Если вы прорежете отверстие в металлической пластине, оставшийся материал расширится точно так же, как если бы заглушка все еще была на месте. Заглушка станет больше, а значит, и отверстие должно стать больше. (Представьте, что кольцо соседних атомов или молекул на стенке дыры отталкивает друг друга все дальше друг от друга при повышении температуры. Очевидно, что кольцо соседей должно становиться немного больше, поэтому дыра становится немного больше).

Тепловое расширение в двух измерениях

Для небольших изменений температуры изменение площади Δ A определяется как Δ A = 2αAΔ T , где Δ A — изменение площади A , Δ T — изменение температуры , а α — коэффициент линейного расширения, который незначительно меняется в зависимости от температуры.

Рис. 2. В общем, объекты расширяются во всех направлениях при повышении температуры. На этих чертежах исходные границы объектов показаны сплошными линиями, а расширенные границы — пунктирными линиями. (а) Площадь увеличивается из-за увеличения длины и ширины. Увеличивается и площадь круглой пробки. (b) Если заглушку удалить, оставшееся отверстие становится больше с повышением температуры, как если бы расширяющаяся заглушка все еще оставалась на месте. (c) Объем также увеличивается, потому что все три измерения увеличиваются.

Тепловое расширение в трех измерениях

Изменение объема Δ V очень близко Δ V = 3 α V Δ T . Это уравнение обычно записывается как Δ V = βV Δ T , где β — коэффициент объемного расширения и β ≈ 3α. Обратите внимание, что значения β в таблице 1 почти точно равны 3α.

Как правило, объекты расширяются с повышением температуры.Вода — самое важное исключение из этого правила. Вода расширяется с повышением температуры (ее плотность уменьшается ), когда она находится при температуре выше 4ºC (40ºF). Однако он расширяется с , понижая температуру , когда она составляет от + 4ºC до 0ºC (от 40ºF до 32ºF). Вода самая плотная при + 4ºC. (См. Рис. 3.) Возможно, самым поразительным эффектом этого явления является замерзание воды в пруду. Когда вода у поверхности охлаждается до 4ºC, она становится плотнее, чем оставшаяся вода, и поэтому опускается на дно.Этот «оборот» приводит к образованию более теплой воды у поверхности, которая затем охлаждается. В конце концов, пруд имеет постоянную температуру 4ºC. Если температура в поверхностном слое опускается ниже 4ºC, вода становится менее плотной, чем вода внизу, и, таким образом, остается наверху. В результате поверхность водоема может полностью промерзнуть. Лед поверх жидкой воды обеспечивает изолирующий слой от резких зимних температур наружного воздуха. Рыба и другие водные животные могут выжить в воде с температурой 4ºC подо льдом благодаря этой необычной характеристике воды.Он также обеспечивает циркуляцию воды в пруду, что необходимо для здоровой экосистемы водоема.

Рис. 3. Плотность воды как функция температуры. Обратите внимание, что тепловое расширение на самом деле очень мало. Максимальная плотность при + 4ºC только на 0,0075% больше, чем плотность при 2ºC, и на 0,012% больше, чем при 0ºC.

Установление соединений: соединения в реальном мире — заполнение бака

Рис. 4. Поскольку при повышении температуры газ расширяется больше, чем бензобак, летом нельзя проехать столько миль на «пустом» месте, как зимой.(Источник: Гектор Алехандро, Flickr)

Различия в тепловом расширении материалов могут привести к интересным эффектам на заправочной станции. Один из примеров — капание бензина из только что залитого бака в жаркий день. Бензин начинается при температуре земли под заправочной станцией, которая ниже, чем температура воздуха наверху. Бензин охлаждает стальной бак при его наполнении. Как бензин, так и стальной бак расширяются, когда они нагреваются до температуры воздуха, но бензин расширяется намного больше, чем сталь, поэтому он может перетекать.

Эта разница в расширении также может вызвать проблемы при интерпретации показаний датчика бензина. Фактическое количество (масса) бензина, оставшегося в баке, когда манометр показывает «пустой», летом намного меньше, чем зимой. Бензин имеет тот же объем, что и зимой, когда горит лампочка «долейте топлива», но из-за того, что бензин расширился, масса меньше. Если вы привыкли зимой пробегать еще 40 миль «пусто», будьте осторожны — летом вы, вероятно, выбегаете намного быстрее.

Пример 2. Расчет теплового расширения: газ по сравнению с газовым баллоном

Предположим, ваш стальной бензобак объемом 60,0 л (15,9 галлона) заполнен бензином, поэтому температура и бака, и бензина составляет 15,0 ° C. Сколько бензина вылилось к тому времени, когда они нагрелись до 35,0ºC?

Стратегия

Бак и бензин увеличиваются в объеме, но бензин увеличивается больше, поэтому количество разлитого является разницей в изменении их объема. (Бензобак можно рассматривать как стальной.) Мы можем использовать уравнение для объемного расширения, чтобы рассчитать изменение объема бензина и бака.

Решение

1. Используйте уравнение для увеличения объема, чтобы рассчитать увеличение объема стального резервуара: Δ V _s = β _s V _s Δ T .
2. Увеличение объема бензина определяется следующим уравнением: Δ V _газ = β _газ V _газ Δ T .
3. Найдите разницу в объеме, чтобы определить количество разлитого V _разлив = Δ V _газ — Δ V _s .

В качестве альтернативы мы можем объединить эти три уравнения в одно уравнение. (Обратите внимание, что исходные объемы равны.)

[латекс] \ begin {array} {lll} {V} _ {\ text {spill}} & = & \ left ({\ beta} _ {\ text {gas}} — {\ beta} _ {\ text {s}} \ right) V \ Delta T \\ & = & \ left [\ left (\ text {950} — \ text {35} \ right) \ times {\ text {10}} ^ {- 6} / ^ {\ circ} \ text {C} \ right] \ left (\ text {60} \ text {.{\ circ} \ text {C} \ right) \\ & = & 1 \ text {.} \ text {10} \ text {L} \ end {array} \\ [/ latex]

Обсуждение

Это значительное количество, особенно для резервуара объемом 60,0 л. Эффект такой поразительный, потому что бензин и сталь быстро расширяются. Скорость изменения тепловых свойств обсуждается в главе «Тепло и методы теплопередачи».

Если вы попытаетесь плотно закрыть резервуар, чтобы предотвратить переполнение, вы обнаружите, что он все равно протекает либо вокруг крышки, либо в результате разрыва резервуара.Сильное сжатие расширяющегося газа эквивалентно его сжатию, и как жидкости, так и твердые тела сопротивляются сжатию с чрезвычайно большими силами. Чтобы избежать разрыва жестких контейнеров, в этих контейнерах есть воздушные зазоры, которые позволяют им расширяться и сжиматься, не нагружая их.

Термическое напряжение

Термическое напряжение создается в результате теплового расширения или сжатия (обсуждение напряжения и деформации см. В разделе «Эластичность: напряжение и деформация»). Термическое напряжение может быть разрушительным, например, когда бензин разрывает бак при расширении.Это также может быть полезно, например, когда две части соединяются вместе путем нагревания одной при производстве, затем надевания ее на другую и охлаждения комбинации. Термический стресс может объяснить многие явления, такие как выветривание скал и тротуаров из-за расширения льда при замерзании.

Пример 3. Расчет термического напряжения: давление газа

Какое давление будет создано в бензобаке, рассмотренном в примере 2, если температура бензина повысится с 15?От 0 ° C до 35,0 ° C без возможности расширения? Предположим, что модуль объемной упругости B для бензина составляет 1,00 × 10 ⁹ Н / м ² .

Стратегия

Чтобы решить эту проблему, мы должны использовать следующее уравнение, которое связывает изменение объема Δ V с давлением:

[латекс] \ Delta {V} = \ frac {1} {B} \ frac {F} {A} V_0 \\ [/ latex]

, где [латекс] \ frac {F} {A} \\ [/ latex] — давление, V ₀ — исходный объем, а B — модуль объемной упругости рассматриваемого материала.Мы будем использовать количество пролитого в Примере 2 как изменение объема Δ V .

Решение

1. Измените уравнение для расчета давления: [латекс] P = \ frac {F} {A} = \ frac {\ Delta {V}} {V_0} B \\ [/ latex].
2. Вставьте известные значения. Модуль объемной упругости для бензина составляет B = 1,00 × 10 ⁹ Н / м ² . В предыдущем примере изменение объема Δ V = 1,10 л — это количество, которое может разлиться. Здесь V ₀ = 60.7 \ text {Pa} \\ [/ latex].

Обсуждение

Это давление составляет примерно 2500 фунтов / дюйм ² , , что на больше, чем может выдержать бензобак.

Силы и давления, создаваемые термическим напряжением, обычно такие же большие, как в приведенном выше примере. Железнодорожные пути и дороги могут деформироваться в жаркие дни, если у них нет достаточных компенсационных швов. (См. Рис. 5.) Линии электропередач провисают больше летом, чем зимой, и в холодную погоду они лопнут, если провисания недостаточно.Трещины в оштукатуренных стенах открываются и закрываются по мере того, как дом нагревается и остывает. Стеклянные сковороды треснут при быстром или неравномерном охлаждении из-за различного сжатия и создаваемых им напряжений. (Pyrex® менее чувствителен из-за своего небольшого коэффициента теплового расширения.) Сосуды под давлением ядерных реакторов находятся под угрозой из-за слишком быстрого охлаждения, и хотя ни один из них не вышел из строя, некоторые из них охлаждались быстрее, чем считалось желательным. Биологические клетки разрываются при замораживании продуктов, что ухудшает их вкус.Повторные оттаивания и замораживания усугубляют ущерб. Даже океаны могут быть затронуты. Значительная часть повышения уровня моря в результате глобального потепления происходит из-за теплового расширения морской воды.

Рис. 5. Термическое напряжение способствует образованию выбоин. (кредит: Editor5807, Wikimedia Commons)

Металл регулярно используется в человеческом теле для имплантатов бедра и колена. Большинство имплантатов со временем необходимо заменять, потому что, помимо прочего, металл не сцепляется с костью.Исследователи пытаются найти более качественные металлические покрытия, которые позволили бы соединить металл с костью. Одна из проблем — найти покрытие с коэффициентом расширения, аналогичным коэффициенту расширения металла. Если коэффициенты расширения слишком разные, термические напряжения во время производственного процесса приводят к трещинам на границе раздела покрытие-металл.

Другой пример термического стресса — во рту. Зубные пломбы могут расширяться иначе, чем зубная эмаль. Может вызывать боль при поедании мороженого или горячем напитке.В наполнении могут образоваться трещины. На смену металлическим пломбам (золото, серебро и др.) Приходят композитные пломбы (фарфор), которые имеют меньший коэффициент расширения и ближе к зубам.

Проверьте свое понимание

Два блока, A и B, сделаны из одного материала. Блок A имеет размеры л × ш × в = л × 2 л × л и блок B имеет размеры 2 л × 2 л × 2 л .Если температура меняется, что такое

1. изменение объема двух блоков,
2. изменение площади поперечного сечения л, × ш, и
3. изменение высоты h из двух блоков?

Рисунок 6.

Решение

1. Изменение громкости пропорционально исходной громкости. Блок A имеет объем л × 2 л × л = 2 л ³ . Блок B имеет объем 2 л × 2 л × 2 л = 8 л ³ , , что в 4 раза больше, чем у блока A. Таким образом, изменение объема блока B должно быть в 4 раза больше изменения объема блока A.
2. Изменение площади пропорционально площади. Площадь поперечного сечения блока A составляет л × 2 л = 2 л ² , , а у блока B 2 л × 2 л = 4 л ² .Поскольку площадь поперечного сечения блока B вдвое больше, чем у блока A, изменение площади поперечного сечения блока B вдвое больше, чем у блока A.
3. Изменение высоты пропорционально исходной высоте. Поскольку исходная высота блока B вдвое больше, чем у A, изменение высоты блока B вдвое больше, чем у блока A.

Сводка раздела

• Термическое расширение — это увеличение или уменьшение размера (длины, площади или объема) тела из-за изменения температуры.
• Тепловое расширение велико для газов и относительно невелико, но им нельзя пренебречь, для жидкостей и твердых тел.
• Линейное тепловое расширение Δ L = α L Δ T , где Δ L — изменение длины L , Δ T — изменение температуры, а α — коэффициент линейного расширение, которое незначительно меняется в зависимости от температуры.
• Изменение площади из-за теплового расширения составляет Δ A = 2α A Δ T , где Δ A — изменение площади.
• Изменение объема из-за теплового расширения составляет Δ V = βV Δ T , где β — коэффициент объемного расширения, а β ≈ 3α. Тепловое напряжение создается, когда ограничивается тепловое расширение.

Концептуальные вопросы

1. Термические нагрузки, вызванные неравномерным охлаждением, могут легко разбить стеклянную посуду. Объясните, почему Pyrex®, стекло с небольшим коэффициентом линейного расширения, менее восприимчиво.
2. Вода значительно расширяется при замерзании: происходит увеличение объема примерно на 9%. В результате этого расширения и из-за образования и роста кристаллов при замерзании воды от 10% до 30% биологических клеток разрываются при замораживании материала животного или растительного происхождения. Обсудите последствия этого повреждения клеток для перспективы сохранения человеческих тел путем замораживания, чтобы их можно было разморозить в будущем, когда есть надежда, что все болезни излечимы.
3. Один из методов обеспечения плотной посадки, например металлического штифта в отверстии в металлическом блоке, состоит в том, чтобы изготовить штифт немного больше, чем отверстие.Затем вставляется колышек, когда температура отличается от температуры блока. Должен ли блок быть горячее или холоднее стержня во время вставки? Поясните свой ответ.
4. Действительно ли помогает полить горячей водой плотную металлическую крышку стеклянной банки, прежде чем пытаться ее открыть? Поясните свой ответ.
5. Жидкости и твердые тела расширяются с повышением температуры, потому что кинетическая энергия атомов и молекул тела увеличивается. Объясните, почему некоторые материалы сжимаются при повышении температуры.

Задачи и упражнения

1. Высота монумента Вашингтона составляет 170 м в день при температуре 35 ° C.0ºC. Какой будет его высота в день, когда температура упадет до –10,0ºC? Хотя памятник сделан из известняка, предположим, что его коэффициент теплового расширения такой же, как у мрамора.
2. Насколько выше Эйфелева башня становится в конце дня, когда температура повышается на 15ºC? Его первоначальная высота составляет 321 м, и можно предположить, что он сделан из стали.
3. Как изменится длина столба ртути длиной 3,00 см, если его температура изменится с 37?От 0 ° C до 40,0 ° C, если ртуть не ограничена?
4. Насколько большой следует оставлять компенсационный зазор между стальными железнодорожными рельсами, если они могут достигать максимальной температуры на 35,0 ° C выше, чем при укладке? Их первоначальная длина — 10,0 м.
5. Вы хотите приобрести небольшой участок земли в Гонконге. Цена «всего» 60 000 долларов за квадратный метр! В праве собственности указано, что его размеры составляют 20 м × 30 м. Насколько изменилась бы общая цена, если бы вы измерили посылку стальной рулеткой в ​​день, когда температура была на 20ºC выше нормы?
6. Глобальное потепление вызовет повышение уровня моря отчасти из-за таяния ледяных шапок, но также из-за расширения воды по мере повышения средней температуры океана.Чтобы получить некоторое представление о величине этого эффекта, рассчитайте изменение длины водяного столба высотой 1,00 км при повышении температуры на 1,00 ° C. Обратите внимание, что этот расчет является приблизительным, поскольку потепление океана не равномерно по глубине.
7. Покажите, что 60,0 л бензина при первоначальной температуре 15,0 ° C расширится до 61,1 л при нагревании до 35,0 ° C, как заявлено в Примере 2.
8. (a) Предположим, что метрическая штанга из стали и штанга из инвара (сплава железа и никеля) имеют одинаковую длину при 0ºC.Какова их разница в длине при 22,0ºC? (b) Повторите расчет для двух геодезических лент длиной 30,0 м.
9. (a) Если стеклянный стакан емкостью 500 мл заполнить до краев этиловым спиртом при температуре 5,00 ° C, сколько его жидкости выльется за край, когда его температура достигнет 22,0 ° C? б) Насколько меньше воды могло бы перелиться через край при тех же условиях?
10. Большинство автомобилей имеют резервуар с охлаждающей жидкостью для сбора жидкости радиатора, которая может вылиться из-под горячего двигателя. Радиатор сделан из меди и залит на 16.Емкость 0 л при температуре 10,0 ° C. Какой объем радиаторной жидкости переполнится, когда радиатор и жидкость достигнут своей рабочей температуры 95,0ºC, учитывая, что объемный коэффициент расширения жидкости составляет β = 400 × 10 ^–6 / ºC? Обратите внимание, что этот коэффициент является приблизительным, потому что большинство автомобильных радиаторов имеют рабочие температуры выше 95,0 ° C.
11. Физик делает чашку растворимого кофе и замечает, что по мере остывания кофе его уровень в стеклянной чашке падает на 3,00 мм.Покажите, что это уменьшение не может быть связано с тепловым сжатием, рассчитав снижение уровня, если 350 см3 кофе находится в чашке диаметром 7,00 см, а температура снижается с 95,0 ° C до 45,0 ° C. (Большая часть падения уровня фактически происходит из-за выхода пузырьков воздуха.)
12. (a) Плотность воды при 0ºC составляет почти 1000 кг / м3 (фактически 999,84 кг / м ³ ), тогда как плотность льда при 0ºC составляет 917 кг / м ³ . Рассчитайте давление, необходимое для предотвращения расширения льда при замерзании, пренебрегая влиянием такого большого давления на температуру замерзания.(Эта проблема дает вам лишь представление о том, насколько велики могут быть силы, связанные с замораживанием воды.) (Б) Каковы последствия этого результата для замороженных биологических клеток?
13. Покажите, что β ≈ 3α, вычислив изменение объема Δ V куба со сторонами длиной L .

Глоссарий

тепловое расширение: изменение размера или объема объекта при изменении температуры

коэффициент линейного расширения: α, изменение длины на единицу длины при изменении температуры на 1 ° C; константа, используемая при расчете линейного расширения; коэффициент линейного расширения зависит от материала и в некоторой степени от температуры материала

коэффициент объемного расширения: β , изменение объема на единицу объема при изменении температуры на 1 ° C

термическое напряжение: напряжение, вызванное тепловым расширением или сжатием

Избранные ответы на задачи и упражнения

1.{\ circ} \ text {C} \ right) \ right] \\ & = & \ text {61} \ text {.} 1 \ text {L} \ end {array} \\ [/ latex]

9. (а) 9,35 мл; (б) 7,56 мл

11. 0,832 мм

13. Мы знаем, как длина изменяется в зависимости от температуры: Δ L = α L ₀ Δ T . Также известно, что объем куба связан с его длиной соотношением V = L ³ , поэтому окончательный объем равен V = V ₀ + Δ V = ( L ₀ + Δ L ) ³ .Подстановка Δ L дает V = ( L ₀ + α L ₀ Δ T ) ³ = L ₀ ³ T + 1 ) ³ .

Теперь, поскольку αΔ T мало, мы можем использовать биномиальное разложение: V ≈ L ₀ ³ (1 + 3αΔ T ) = L ₀ ³ + 3α L ₀ ³ Δ T .

Таким образом, запись длины в единицах объемов дает V = V ₀ + Δ V ≈ V ₀ + 3α V ₀ Δ T и, следовательно, Δ V = βV ₀ Δ T ≈ 3α V ₀ Δ T , или β ≈ 3α.

---

Какова теплоотдача от алюминиевых радиаторов. Учитываем объем помещения. Стандартная методика расчета

Биметаллические радиаторы представляют собой двухслойное отопительное устройство: внутренний слой — стальная труба, а внешний — алюминиевые ребра.Их отличает повышенная теплоотдача, устойчивость к скачкам давления, стойкость к добавкам, добавляемым в теплоноситель. Из-за этого они считаются лучшим решением для обогрева помещений. Также важно, чтобы они выглядели намного привлекательнее и современнее обычных чугунных.

Биметаллические радиаторы состоят из металлической трубы и алюминиевых пластин.

Если вы решили заменить батареи, возникает вопрос: сколько секций должно содержать радиаторы в каждой комнате квартиры или дома?

Такой расчет произвести несложно, если знать мощность одной секции биметаллического радиатора, размеры и тепловые характеристики помещения.

Тепловыделение отопителя зависит от температуры охлаждающей жидкости. Есть два типа отопления:

1. Высокая температура. Плюс один: обогреватели могут быть небольшими по размеру. Минусы — невысокая экономичность, небольшой запас регулирования, возможность ожогов, разложение органической пыли при высоких температурах. Затем люди вдыхают продукты этого разложения. По этим причинам не рекомендуется использовать высокотемпературный нагрев.
2. Низкая температура.Надежнее, экономичнее, удобнее. Напрашивается вывод, что больший и более теплый обогревательный прибор лучше маленького и горячего. В расчетах обычно ориентируются на температуру 70 ° С.

В помещениях площадью более 25 м 2 желательно устанавливать не один, а несколько отопительных приборов: улучшится циркуляция воздуха, тепло будет более равномерно распределяться по помещению. Если в комнате несколько окон, тепловые приборы лучше поставить под каждое из них.

Мощность одиночной секции биметаллического радиатора обычно лежит в пределах от 170 до 220 Вт. Уточненные данные можно получить у продавца или из паспорта отопителя.

Количество биметаллических секций радиатора

Только квалифицированный специалист может точно рассчитать эту сумму: нужно учитывать слишком много факторов. Да и не нужен на практике абсолютно точный расчет, а достаточно приблизительный. Приведем несколько методов такого упрощенного расчета.

Замена чугунных радиаторов на биметаллические

Теплопередача секции чугунного радиатора приравнивается к теплопередаче биметаллического радиатора.

В этом случае проще всего подсчитать количество сегментов. Дело в том, что тепловыделение одной секции биметаллического радиатора немного отличается от такой же характеристики наиболее распространенной чугунной батареи с расстоянием между осями 500 мм. Обычно он немного выше, чем у чугуна.

Поскольку избыток тепла всегда лучше, чем его недостаток, самым простым решением является замена каждого чугунного радиатора на биметаллический радиатор с таким же количеством сегментов. А установив радиаторы перед радиаторами с термоголовкой, можно плавно менять теплоотдачу.

Стандартный метод расчета

Согласно строительным нормам на каждый квадратный метр жилой площади требуется примерно 100 Вт мощности нагревательных приборов. Необходимое количество сегментов батареи отопления рассчитывается по формуле: N = S * 100 / P, где P — мощность одной секции, а S — площадь помещения.

Для примера посчитаем количество сегментов радиатора мощностью одного сегмента 180 Вт для комнаты площадью 22 м 2.

N = 22 * ​​100/180 = 12,22 ≈ 12

Есть еще более простая формула. При высоте потолков от 2,5 до 2,7 м можно считать, что на 1,8 м 2 площади помещения требуется одна секция, откуда:

Для нашего примера получаем:

N = 22 / 1,8 = 12,22 ≈ 12

Как видите, результат тот же: нужно 12 сегментов.Но следует учитывать, что при малой мощности нагревателя второй (упрощенный) способ может дать большую погрешность.

Объемный метод расчета

Биметаллический радиатор эстетически выглядит больше в помещении, чем радиатор из чугуна или стали.

Расчет может производиться не по площади, а по объему жилища. Для обогрева 1 м 3 жилой площади в панельном доме необходимо 39-41 Вт тепловой мощности. Следовательно, одна секция с тепловой мощностью 180 Вт может нагреть 4.5 кубометров воздуха.

Например, количество секций рассчитываем так же, как и в предыдущем примере, радиатор для комнаты площадью 20 м 2 и высотой потолка 2,7 м. Считаем, что на обогрев одного кубометра воздуха нужно 40 кВт.

Требуемая тепловая мощность для обогрева помещения равна:

P = 40 Вт / м 3 * V = 40 Вт / м 3 * S * h, где V — объем помещения, S — его площадь, а h — высота помещения.

P = 40 Вт / м 3 * 20 м 2 * 2.7 м = 2160 Вт

N = 2160 Вт / 180 Вт = 12

Нам нужен радиатор отопления состоящий из 12 сегментов. Когда вы получаете дробные значения, округление выполняется до целого числа в большей части. Например, при N = 10,2 его следует округлить до 11.

В расчеты можно внести ряд уточнений:

Если в помещении несколько окон, то для каждого из них количество сегментов обогревателя нужно увеличить на 1.7 раз.

1. Если температура теплоносителя отличается от 70 ° C, тепловая мощность от нагревателя увеличится на 15-18%, если температура повысится на 10 ° C. При понижении температуры на 10 ° C тепловая мощность снижается на 15-18%. Например, при температуре 50 ° C она уменьшается в 1,5 раза.
2. Если в комнате более одного окна, то расчетное количество сегментов обогревателя следует увеличить в 1,7 раза.
3. Если комната находится в конце дома или имеет угловую форму, расчетное количество сегментов следует увеличить на 1.2 раза.
4. Если в доме пластиковые окна с низкими тепловыми потерями, а стены хорошо утеплены, то для обогрева 1 м 3 воздуха нужно не 40, а 34 Вт. Для жилых помещений, построенных в полном соответствии с последними строительными нормами, даже 20. ватт вполне достаточно.
5. Не забывайте, что тепловыделение радиаторов со временем уменьшается, соответственно уменьшается мощность их отдельных сегментов и нагрева в целом. По этой причине рекомендуется увеличить количество сегментов в каждой комнате на 1-2 по сравнению с их предполагаемым количеством.

Если вам нужны более точные результаты, вы всегда можете обратиться за помощью в соответствующую литературу. Эти расчеты будут учитывать температуру в помещении и снаружи, теплопотери, теплопроводность материалов, температуру теплоносителя и т. Д.

Для практических целей точность расчетов радиаторов из биметалла, приведенная в этой статье, вполне достаточна. Но помня, что у нас зимы часто бывают довольно суровыми, радиаторы лучше покупать с небольшой наценкой.

2016-06-23 6 412

Ничего не уделяется так много внимания, как выбору отопительных приборов. Потребителю предлагаются, как уже ставшие привычными, чугунные батареи, имеющие стильный дизайн, но все еще непривычные биметаллические.

Чтобы определить, какие радиаторы лучше, чугунные или биметаллические, следует обратить внимание на различия в устройстве, теплоотдаче и других параметрах.

Чем чугунные радиаторы отопления отличаются от биметаллических

Чугунные батареи устанавливались в квартирах и домах еще в советское время.Устройства имели простую конструкцию и использовались при подключении к системам центрального и автономного отопления.

Широкое применение обусловлено долговечностью чугуна, а также способностью выдерживать высокое давление. Чугун не вступает в химическую реакцию с теплоносителем, имеет небольшие показатели коррозии.

Низкой теплопроизводительности чугуна уделялось мало внимания, так как газ и другие виды топлива были дешевыми. Средняя тепловая мощность одной секции батареи составляет 120-130 Вт.Для нагрева толстостенного металла требуется большое количество тепловой энергии. Для поддержания температуры нагрева 45 ° C необходимо нагреть теплоноситель до 75 ° C.

Различия между чугунными и биметаллическими радиаторами легко понять, учитывая конструктивные особенности.

Внутренняя конструкция биметалла состоит из:

Биметаллические радиаторы отопления отличаются от чугуна своей конструкцией. В производстве используются алюминий, сталь или медь — металлы с максимальной теплопроизводительностью.

Насколько теплее биметаллические радиаторы из чугуна

Сравнение теплопередачи явно не в пользу чугунных аккумуляторов. Во время нагрева примерно тепловой энергии идет на нагрев металла. Чугун имеет коэффициент теплопроводности всего 52 по сравнению с алюминием 220 и медью 380. Коэффициент теплового КПД для биметаллических устройств в четыре раза выше, чем у чугунных аналогов.

Необходимо учитывать еще один фактор.Алюминиево-стальные радиаторы остывают практически сразу после выключения котла, чугун какое-то время остается теплым.

На коэффициент теплопередачи биметаллических и чугунных радиаторов влияет наличие давления нагнетания в системе. Алюминиевые батареи со стальным или медным сердечником лучше устанавливать в многоэтажном доме. Давление центрального отопления достаточно, чтобы обеспечить равномерный прогрев секций.

Делаем выбор радиаторов — чугунные или биметаллические

Что лучше, биметаллические или чугунные радиаторы? Биметалл лучше.Чтобы в этом убедиться, достаточно провести сравнительные характеристики чугунных и биметаллических нагревательных приборов.

• Тепловой КПД биметаллических радиаторов в четыре раза выше, чем у аналогов из чугуна.
• По способности выдерживать гидроудары и противостоять агрессивной среде охлаждающей жидкости примерно одинаковая. Но при резком падении давления в системе до 15 атм. Чугун треснет, и конструкция алюминий-сталь выживет без потери эффективности.
• Подходящие секции радиаторов. Тепловая мощность одной «кромки» изделия из чугуна составит 100-160 Вт, по сравнению с биметаллом 150-180 Вт.

Замена чугунных радиаторов на биметаллические — оправданное и целесообразное решение. Хотя стоимость последнего несколько выше, материальные затраты окупятся за счет высокой теплоотдачи.

При выполнении работ производится пересчет площади нагрева при преобразовании. В квартире запрещено подключать к системе отопления приборы с большей тепловой мощностью, чем указано в проектной документации.Так, если в помещении отапливались две батареи чугунные по 8 секций, то при замене необходимо будет поставить два ТЭНа из биметалла с 6 ребрами в каждой.

Для многоквартирного дома Наилучший вариант — алюминиево-стальные батареи. Биметаллическое подключение к автономным системам отопления рекомендуется при принудительной циркуляции теплоносителя.

Расчет мощности и температуры теплого водяного пола

Тепловые радиаторы теперь можно выбрать на любой вкус и кошелек.Начиная от традиционного чугунного «баяна» и заканчивая биметаллическими моделями с повышенной конвекцией и завидной теплоотдачей. Однако высокая цена товара еще не гарантирует стабильного тепла в доме. Здесь многое зависит от грамотного расчета оборудования с учетом специфики помещения.

Большинство людей, выбирая ту или иную модель, полностью полагаются на опыт продавца. Но как бы ни был хороший менеджер, он не может знать все параметры своего помещения.Тем не менее, рассчитать для себя тепловую мощность радиаторов не так уж и сложно, это под силу любому человеку со средним образованием.

Какой аккумулятор лучше

Количество тепловых радиаторов, естественно, является одним из важнейших параметров. Но полагаться только на это будет не совсем правильным решением. Не менее важно учитывать условия, в которых работает оборудование. Какое расчетное давление в системе, насколько вероятны гидроудары и, наконец, каково качество самой охлаждающей жидкости.

Важно: верхний порог нагрева теплоносителя следует учитывать только для систем парового отопления.
В конструкциях, работающих на горячей воде, запас прочности значительно превышает возможную температуру нагрева.

Характеристики рабочего и пускового давления играют важную роль. Если в частных домах или личных автономных котельных этот показатель, как правило, не превышает 3 бар, то в стандартных, типовых многоэтажных домах он может колебаться в районе 6-15 Бар.Плюс ко всему при пуске, ремонте или остановке системы велика вероятность гидроудара.

Представленная таблица теплоемкости радиаторов, помимо расчетного давления и веса, включает объем секции. Для жителей городских квартир особой роли этот показатель не играет. Но владельцы котлов, установленных в доме, знают, что чем больше объем воды в системе, тем больше энергии потребуется на ее прогрев.

Вес аккумулятора имеет значение только в том случае, если стены здания сделаны из легких материалов с низкой несущей способностью.В частности, инструкция запрещает установку громоздких чугунных радиаторов отопления на газобетонные конструкции или каркасные дома. Они просто не выдерживают своего веса.

Специалисты знают, что у них самые приемлемые характеристики. У биметаллических радиаторов почти самая большая тепловая мощность.

Сердечник из нержавеющей стали способен выдерживать любые перепады давления. Сравнительно небольшой вес позволяет произвести установку самостоятельно. Пожалуй, единственный серьезный минус — высокая цена.

Соотношение, материал для радиаторов + тепловатт + производитель, достаточно важно для изделий из алюминия.

Точнее тепловой поток у радиаторов из алюминия самый высокий, но остальные характеристики оставляют желать лучшего.

• Эти конструкции не рекомендуются даже при среднем давлении. .
• Эти аккумуляторы боятся добавок реагентов в охлаждающую жидкость .
• И что самое неприятное, алюминий образует гальваническую пару с рядом металлов .Так что при прямом или косвенном контакте с медью алюминий начинает активно корродировать и быстро выходит из строя. Поэтому алюминиевые батареи можно использовать только в частных локальных системах.

Таблица теплоемкости чугунных радиаторов показывает, что по некоторым параметрам данный вид продукции уступает своим конкурентам. Обладая достаточно большой массой, они обладают средней теплоотдачей.

Но чугунные батареи выигрывают от их прочности и долговечности. Они спокойно служат 30-40 лет и более.А качество воды и перепады давления их не смущают.

Совет: Хотя тепловая мощность чугунных радиаторов невелика, для корпуса, который периодически отключает нагрев, чугун является наиболее подходящим материалом.
При значительном объеме радиатора и способности чугуна удерживать температуру тепла в доме продержится до 12 часов.

Методы расчета мощности

Как мы уже упоминали, выполнить расчет тепловой мощности радиаторов своими руками вполне возможно.Но помещения бывают разные, если для городской квартиры часто достаточно приблизительных данных, то для частных коттеджей требуются точные цифры.

Простой вариант расчета площади

Владельцы стандартных квартир с высотой потолков около 2,6 м, могут воспользоваться стандартной формулой. Конечно, результат будет приблизительным, но с учетом некоторых допусков его вполне достаточно. Хотя не стоит забывать, что для каждой комнаты нужно делать свои расчеты.

За стандарт здесь принято условное утверждение, что на 1 м² площади расходуется около 100 Вт энергии. Далее все просто, умножьте площадь комнаты на 100 Вт и получите приблизительную цифру.

Таким образом, для помещения площадью 25 м² необходимо 2,5 кВт тепловой энергии. Любая инструкция к радиатору содержит данные о мощности 1 секции. Теперь последняя цифра делится на мощность секции, в результате мы получаем количество секций.

Для помещения, расположенного в углу здания, а также при наличии балкона конечный результат должен быть увеличен на 15-20%.Если радиатор установить в нише и закрыть сплошным экраном, потери тепла будут аналогичными.

Учитывать объем помещения

Количество аккумуляторных секций можно рассчитать более точно с учетом объема помещения. Удобен для владельцев жилья с высокими или нестандартными потолками. Согласно СНиП 2.04.05-91, для обогрева 1 м³ в жилом доме необходимо затратить 41 Вт энергии.

Важно: в документах всегда указывается максимальная и минимальная тепловая мощность радиаторов, поэтому лучше ориентироваться на минимальную, так как температура теплоносителя в ЖКХ не всегда соответствуют стандартам.

Как произвести точный расчет

Для частного жилья и больших современных квартир с нестандартной планировкой существует другой, более точный расчет. Собственно сама формула довольно простая, здесь главное подобрать все коэффициенты по нормам.

В чистом виде формула выглядит так: CT = NxSxK (1) xK (2) xK (3) xK (4) xK (5) xK (6) xK (7)

• KT — характеризует то количество тепловой мощности радиатора, которое необходимо для обогрева того или иного помещения.
• N — стандартное количество тепла на 1 м², предполагается, что оно равно 100 Вт. И уже к нему применим разные коэффициенты.
• S — это квадратура нашей комнаты.

• К (1) — отвечает за качество остекления. Старые деревянные окна с двойным остеклением имеют коэффициент 1,27. Стандартные стеклопакеты 1,0. Двойное остекление с тройным остеклением 0.85.
• К (2) — ровная внешняя теплоизоляция.Для панельных железобетонных конструкций коэффициент будет 1,27. Кирпичная кладка 1,0. Грамотная, многоуровневая теплоизоляция 0.85.

• K (3) — средняя температура зимой. Если температура не опускается ниже -10 ° С, принимается коэффициент 0,7. Далее с каждым уменьшением на -5 ° C коэффициент увеличивается на 0,2. Например, для -25ºС коэффициент будет 1,3.
• К (4) — отношение квадратуры пола к общей площади остекления (квадратуры окон).При 10% коэффициент равен 0,8. Далее с шагом 10% коэффициент увеличивается на 0,1. Таким образом, при 40% он будет равен 1,1 (0,8 + (0,1 + 0,1 + 0,1) = 1,1)
• K (5) — этот коэффициент уменьшается, требуется учитывать уровень обогрева помещений, которые расположены выше. За единицу принимается неотапливаемый чердак. Теплый чердак 0,9. Жилая квартира 0,8.

График теплового потока.

Видео в этой статье содержит дополнительную информацию по этой теме.

Заключение

Как видите, выбрать радиаторы отопления и рассчитать количество секций для комнаты, при большом желании любой может иметь среднее образование.

.