Расчет радиаторов отопления в частном доме и квартире по площади и объему помещения, формулы
Чтобы обеспечить в жилом или производственном помещении комфортный режим, необходимо оборудовать отопительную систему. Важным фактором ее эффективности и экономности является грамотный расчет радиаторов отопления. Он включает в себя вычисление полной мощности (теплоотдачи) прибора, передающего тепловую энергию от нагретой жидкости в комнату. После выбора конструктивного типа батареи математическим путем находят, сколько секций необходимо для ее набора. Если процедура вычислений выполнена грамотно, даже в сильный мороз частный дом или квартира будут хорошо прогреваться, а при потеплении несложно отрегулировать обогрев, меняя подачу теплоносителя и его температуру.
Оглавление:
- Число радиаторов в зависимости от площади
- Расчет по объему
- Усовершенствованный способ
Основными исходными данными для вычислений являются габариты комнаты и паспортные характеристики батареи либо отдельной секции.
Для помещений, соответствующих типовым проектам, радиатор подбирают по площади. В случае слишком высоких или низких потолков за основу берут объем. Чтобы результаты были более точными, применяют довольно трудоемкую методику, учитывающую степень теплоизоляции жилья, число внешних стен, окон и дверей, коэффициент средних зимних температур. Далее – подробное изложение нескольких вариантов подбора радиаторов отопления.
Приблизительный и уточненный расчеты по площади
По упрощенной методике с допустимой погрешностью считают для комнат, стены которых ниже 2,5 м. Замеряют длину и ширину, перемножают их и получают площадь в м2. Способ основан на том, что в невысоких сооружениях каждая секция осуществляет обогрев 1,8 квадратного метра (при этом ее мощность должна быть не менее 60 Вт). Пусть комната имеет площадь 18 м2. Чтобы выяснить, из скольких секций должен состоять радиатор, выполняют действие деления: 18 : 1,8 = 10 секций.
Строительные нормы и правила (СНиП) утверждают: в средней климатической полосе качественный обогрев жилого помещения с потолками высотой 270 см возможен при минимальной удельной тепловой мощности Р уд.
= 100 Вт/м2, без учета материала, из которого изготовлена батарея . В этом случае число секций считают по формуле 1:
- N = S х 100/ Р;
- где S – площадь, м2;
- Р – мощность секции, Вт/м2.
Скорректировать расчет секций радиатора позволяет осуществить таблица 1. В ней приведены показатели удельной мощности и поправочные коэффициенты с учетом дополнительных факторов, увеличивающих потери тепла.
Таблица 1.
Повышающий коэффициент, зависящий от характеристик помещения | Руд, Вт/м2 | |||
| Одна внешняя стена | Две внешних стены | |||
| 2 окна | 1 окно | 2 окна | ||
| 100 | 120 | 120 | 130 | |
| Окна северные или северо-восточные | 1,1 | |||
| Глубокая ниша в наружной стене | 1,05 | |||
| Батарея закрыта цельной панелью с двумя щелями по горизонтали | 1,15 | |||
Мощность элемента (Р) зависит от материала, из которого произведены радиаторы отопления.
Ее значение находят среди технических данных конкретной модели, а ориентировочные показатели приведены в таблице 2.
| Радиатор | Межосевое расстояние между подводками секции, мм | Мощность секции, Вт |
| Алюминиевый | 500 | 178-182 |
| 350 | 145-150 | |
| Биметаллический | 500 | 165 |
| 400 | 145 | |
| 300 | 120 | |
| 250 | 105 | |
| Чугунный | 500 | 180 |
Стальной пластинчатый радиатор не состоит из отдельных элементов, его тепловая мощность зависит от длины прибора и способа врезки. Эти данные тоже находят в паспорте. Например, Korad 22 (500х700 мм) с боковым подключением имеет Р, равную 936 Вт. У такой же модели с нижним подключением Р = 842 Вт.
Пример 1. Требуется найти число секций алюминиевого радиатора (расстояние между осями – 350 мм).
Площадь комнаты – 25 м2, высота потолков – 2,5 м. Помещение угловое (2 наружных стены), окна выходят на юг и восток.
Исходные данные и табличные коэффициенты вводят в формулу 1:
- N = 25 х 130/145 = 22,4.
Округлив результат в сторону увеличения, получают 23 секции.
Количество батарей считают так:
- N = 24 х 130 х 1,1/1248 = 2,75 (округляется до трех).
Как посчитать число радиаторов по объему помещения?
Если квартира или частный дом отличаются высокими потолками (более 2,7 м), для определения количества отопительных приборов недостаточно знать квадратуру. Правильнее делать расчет, исходя из требуемой удельной мощности на метр кубический. Для зданий из бетонных панелей эта норма достигает 41 Вт/м3, для теплоизолированных помещений с евроокнами она снижается до 34 Вт/м3.
Пример 3. Задача: выяснить, сколько отопительных секций (чугунные батареи) нужно на обогрев комнаты, занимающей 22 кв.
м, с высотой потолков 2,9 м. Квартира расположена в панельном доме.
Расчет радиаторов отопления начинают с определения кубатуры помещения: V = 22 х 2,9 = 63,8 м3. Общая мощность вычисляется так: Р об = 63,8 х 41 = 2616 Вт. Количество секций находят путем деления результата на паспортное значение мощности отдельного элемента батареи: N = 2616/160 = 16,35. При округлении получается 17 секций.
Ни одна из вышеприведенных методик не дает точного результата. Обогрев помещения может быть недостаточным, если частный дом или квартира находятся в северном регионе. И, наоборот, выбранный радиатор может оказаться слишком мощным, если частный дом отделан современными теплоизолирующими материалами. Чтобы провести уточненный расчет количества секций радиаторов отопления, понадобятся следующие данные:
- высота стен;
- площадь комнаты;
- квадратура оконных проемов;
- качество теплоизоляции поверхностей;
- фактические температурные показатели по региону в зимний период.
Суммарную тепловую мощность, которую должна передавать батарея, вычисляют как произведение усредненного мощностного показателя (Руд = 100 Вт/м2) и площади (S) на поправочные коэффициенты (формула 2):
- Роб = 100 * S*Кост*Кстен*Кок*Кт*Кнс*Кпот*Квыс.
Поправки выбирают согласно таблице 2 и подставляют в формулу. Количество секций считают по стандартной методике.
Таблица 2.
| Обозначение | Факторы влияния и величина коэффициента | |||||||||||||||||||
| Кост | Вариант остекления | |||||||||||||||||||
| обычный | окна ПВХ с двойным стеклопакетом | окна ПВХ с тройным стеклопакетом | ||||||||||||||||||
| 1,27 | 1,0 | 0,85 | ||||||||||||||||||
| Кстен | Утепление стен | |||||||||||||||||||
| отсутствует | утеплитель в один слой или кладка в два кирпича | в несколько слоев | ||||||||||||||||||
| 1,27 | 1,0 | 0,85 | ||||||||||||||||||
| Кок | Какой процент от площади пола составляют оконные проемы | |||||||||||||||||||
| 50 | 40 | 30 | 20 | 10 | ||||||||||||||||
| 1,2 | 1,1 | 1,0 | 0,9 | 1,8 | ||||||||||||||||
| Кт | Средняя температура наружного воздуха в течение самой холодной зимней недели °C | |||||||||||||||||||
| -35 | -20 | -15 | -10 | |||||||||||||||||
| 1,5 | 1,3 | 1,1 | 0,9 | 0,7 | ||||||||||||||||
| Кнс | Число внешних стен | |||||||||||||||||||
| одна | две | три | четыре | |||||||||||||||||
| 1,1 | 1,2 | 1,3 | 1,4 | |||||||||||||||||
| Кпот | Что находится над потолком | |||||||||||||||||||
| Чердак без утепления | Чердак, обогреваемый с помощью вытяжки | Отапливаемая мансарда | ||||||||||||||||||
| 1,0 | 0,9 | 0,8 | ||||||||||||||||||
| Квыс | Уровень потолка над полом, см | |||||||||||||||||||
| 250 | 300 | 350 | 400 | 450 | ||||||||||||||||
| 1,0 | 1,05 | 1,1 | 1,15 | 1,2 | ||||||||||||||||
Дата: 1 июня 2016Если отопительная система проектируется самостоятельно, ускорить подбор радиаторов поможет онлайн-калькулятор.
Эта сервисная программа дает возможность обойтись без множества корректировок: их выбирает сама система. В число базовых данных входят характеристики помещения, климатические особенности, тип батареи. Исходную информацию вводят вручную либо подбирают параметры из выпадающих списков.Расчет количества секций радиаторов отопления
28
Окт
Сколько секций радиаторов отопления нужно поставить? Важность правильного ответа на этот вопроса становится актуальной в период с осени до весны. Чтобы комфортно пережить холодное время года в своей квартире, нужно заранее подготовиться и утеплиться.
Чтобы в квартире было тепло, можно сделать следующее:
1. Утеплить окна и двери
2. Промыть батареи (радиаторы отопления)
3. При необходимости купить и поставить новые (или дополнительные) радиаторы отопления
4. Установить тёплый пол
5. Установить тёплый плинтус
6. Прикупить электрический обогреватель
О многих способах и видах сохранения тепла в квартире уже описывалось на сайте (можете пройти по ссылкам и узнать подробнее).
В сегодняшней статье более актуальным будет описание того, как сделать расчет количества секций радиаторов отопления или, можно сказать иначе, как сделать расчет количества батарей отопления.
Сами понимаете, если секций отопления будет не достаточно, будет холодно.
Расчет количества радиаторов отопления
Существует очень простая методика по расчету количества радиаторов отопления. Кроме того, она идеально подходит для расчета количества секций отопления любого типа – биметаллические, алюминиевые, чугунные или стальные.
Для удобства и понятного восприятия расчётов, рассмотрим пример.
Дано: комната площадью 12 кв. метров (длина стен 3 х 4 метра) и высотой 2,7 метра.
1. Рассчитаем объем помещения, в котором планируем установить радиаторы отопления
Формула: v = s х h, где
v – объём помещения
s – площадь помещения (рассчитывается путем перемножения длинны смежных сторон)
h – высота помещения
Решение: V = 12 х 2,7 = 32,4 куб.
метра
2. Рассчитаем необходимое тепло для обогрева комнаты
Для обогрева одного куб.метра в доме стандартной постройки (без металлопластиковых окон, утепления пенопластом и т. п. энергосберегающих мер) в климатических условиях Украины, Беларуси, Молдавии и европейской части России включительно с Москвой и Нижним Новгородом, необходим 41 Ватт тепловой мощности.
Формула: v х 41 Вт, где
v – объём помещения
Решение: 32,4 х 41 = 1328,4 Вт (можно округлить до 1300 Вт)
Цифра, получившаяся в ходе расчетов – это количество тепла, отдаваемое радиаторами, необходимое для обогрева комнаты.
3. Рассчитаем количество секций радиаторов отопления
Этот расчет делаем на основании информации о тепловой мощности конкретного радиатора.
Тепловая мощность – количество тепла, отдаваемое радиатором при охлаждении с температуры нагрева, до комнатной температуры (20 оС).
Информацию о тепловой мощности конкретного радиатора можно найти
— в инструкции-вкладыше (или тех.
паспорте) радиатора;
— вам её должен подсказать продавец;
— самостоятельно найти в интернете.
Зная тепловую мощность радиатора, можно даже на пальцах рассчитать нужное количество секций радиатора отопления.
Вернёмся к нашему примеру:
Известно, что для обогрева комнаты необходима тепловая мощность 1300 Вт. Мощность секции алюминиевого радиатора, высотой 60 сантиметров 150 Вт.
Формула: тепло необходимое на обогрев комнаты / тепловая мощность секций радиаторов отопления
Решение:
Перед началом расчетов по формуле хотелось бы добавить, следующее. 1300 Вт – это тепло необходимое для нагрева комнаты, но если на улице вдруг станет ОЧЕНЬ холодно?
На этот случай к основному теплу, необходимому для обогрева помещения, рекомендуют добавить 20%.
Тогда получаем:
1300 Вт + 20% = 1560 Вт (можно округлить до 1500 Вт)
А теперь рассчитаем количество секций радиатора отопления:
1500 : 150 = 10 секций
Вывод: для комнаты площадью 12 кв.
метров и высотой 2,7 метра, достаточно будет 10 секций радиаторов отопления, если их тепловая мощность 150 Ватт.
В заключении. Для «холодных квартир» (большие окна, тонкие стены, первые и последние этажи) для расчета обогрева 1 куб.метра необходимо брать 47 Вт.
Для «теплых квартир» (утеплённые полы и стены, установленные металлопластиковые окна) для расчета обогрева 1 куб.метра берите 30 Вт.
Уравнения охлаждения и нагрева
Явная теплота
Явная теплота в процессе нагревания или охлаждения воздуха (мощность нагрева или охлаждения) может быть рассчитана в единицах СИ как
ч с = c p ρ д dt (1)
где
ч с = явная теплота (кВт)
c p = удельная теплоемкость воздуха (1,006 кДж/кг o C)
ρ = плотность воздуха (1,202 кг/м 3 )
q = объемный расход воздуха (м 9 0032 3 /с)
дт = разница температур ( o C)
Или в имперских единицах как
h s = 1,08 q dt (1b)
где
ч с = явная теплота (БТЕ/ч)
q = объемный расход воздуха (куб.
футов в минуту, куб. футов в минуту)
dt = разность температур ( o 90 033 F)
Пример — Отопление Воздух, явная теплота
Метрические единицы
Воздушный поток 1 м 3 /с нагревается от 0 до 20 o C . Используя (1) , физическое тепло, добавленное к воздуху, можно рассчитать как
ч с = (1,006 кДж/кг o C) (1,202 кг/м 3 ) 9 0105 ( 1 м 3 /с ) ((20 o C) — (0 o C))
= 24,2 (кВт)
Имперские единицы
Поток воздуха 1 фут3/мин нагревается от 32 до 52 o F . Используя (1b) , физическое тепло, добавленное к воздуху, может быть рассчитано как
h s = 1,08 (1 фут3/мин) ((52 o F) — (32 o F))
9 0004 = 21,6 (БТЕ/час)
Явное тепло Таблица нагрузки и требуемого объема воздуха
Ощутимая тепловая нагрузка и требуемый объем воздуха для поддержания постоянной температуры при различной разнице температур между подпиточным воздухом и воздухом в помещении:
- Таблица явной тепловой нагрузки и требуемого объема воздуха (pdf)
Скрытая теплота
Скрытая теплота, обусловленная наличием влаги в воздухе, может быть рассчитана в единицах СИ следующим образом: (2)
где
ч л = скрытая теплота (кВт)
ρ = плотность воздуха (1,202 кг/м 3 )
90 102 q = объемный расход воздуха (м 3 /с)
h we = скрытая теплота испарения воды ( 2454 кДж/кг — в воздухе при атмосферном давлении и 20 o C)
dw кг = разность коэффициента влажности (кг воды/кг сухого воздуха)
- оценка влажности с помощью диаграммы Молье
Скрытая теплота испарения воды может быть рассчитана как (2a)
где
t = температура испарения ( o C)
Или для имперских единиц:
ч л = 0,68 q dw г (2b)
или
h l = 4840 q dw lb (2c)
, где
ч л = скрытая теплота (БТЕ/ч)
q = объемный расход воздуха (куб.
футов в минуту)
dw г = разница в соотношении влажности (граны воды/фунты сухого воздуха)
dw фунтов = разность отношения влажности (фунты воды/фунты сухого воздуха)
Пример — Охлаждающий воздух, скрытая теплота
Метрические единицы
102 30 до 10 о С . Относительная влажность воздуха составляет 70% в начале и 100% в конце процесса охлаждения.
По диаграмме Молье мы оцениваем содержание воды в горячем воздухе как 0,0187 кг воды/кг сухого воздуха, и содержание воды в холодном воздухе как 0,0075 кг воды/кг сухого воздуха .
С помощью (2) можно рассчитать скрытую теплоту, удаляемую из воздуха, как
ч л = (1,202 кг/м 3 ) ( 2454 кДж/кг ) ( 1 м 3 /с ) (( 0,0187 кг воды/кг сухого воздуха ) — ( 0,0075 кг воды/кг сухого воздуха ))
= 34,3 (кВт)
Имперские единицы
Расход воздуха 1 c фм охлаждается от 52 до 32 o F .
Относительная влажность воздуха 70% в начале и 100% в конце процесса охлаждения.
Из психрометрической диаграммы мы оцениваем содержание воды в горячем воздухе как 40 гран воды/фунт сухого воздуха , и содержание воды в холодном воздухе как 26 гран воды/фунт сухого воздуха .
Используя (2b) , скрытую теплоту, удаляемую из воздуха, можно рассчитать как воды/фунт сухого воздуха ) — ( 26 гран воды/фунт сухого воздуха ))
= 9,5 (БТЕ/час)
лат ent Таблица тепловой нагрузки и требуемого объема воздуха
Скрытая тепловая нагрузка — увлажнение и осушение — и необходимый объем воздуха для поддержания постоянной температуры при различных перепадах температур между входящим воздухом и воздухом в помещении указаны в таблице ниже:
- Таблица скрытой тепловой нагрузки и требуемого объема воздуха (pdf)
Общее тепло — скрытое и явное тепло
Общее количество тепла, обусловленное как температурой, так и влажностью, может быть выражено в единицах СИ следующим образом:
h t = ρ q dh (3)
, где
h t = общее количество тепла (кВт)
q = объемный расход воздуха (м 3 /с)
ρ = плотность воздуха (1,202 кг/м 3 )
dh = разность энтальпий (кДж/кг)
- оценка энтальпии по диаграмме Молье
Или — в имперских единицах:
ч t = 4.
7 q dh (3b)
q = объемный расход воздуха (куб. футов в минуту) 005
дх = разность энтальпий (британских тепловых тепловых единиц/фунт сухого воздуха)
Суммарное тепло также может быть выражено как:
ч т = ч с 900 12 + ч л
= 1,08 q dt + 0,68 q dw г (4)
Пример — охлаждение или обогрев воздуха, общее тепло
Метрические единицы
Расход воздуха 1 м 3 /с охлаждается с 30 до 10 o C . Относительная влажность воздуха составляет 70% в начале и 100% в конце процесса охлаждения.
Из диаграммы Молье мы оцениваем энтальпию воды в горячем воздухе как 77 кДж/кг сухого воздуха, и энтальпию в холодном воздухе как 28 кДж/кг сухого воздуха .
Используя (3) , общее количество явного и скрытого тепла, отводимого из воздуха, можно рассчитать как
ч т = (1,202 кг/м 3 ) ( 1 м 3 /с ) (( 77 кДж/кг сухого воздуха ) — (28 кДж/кг кг сухого воздуха ))
= 58,9 (кВт)
Британские единицы
Расход воздуха 1 куб. охлаждается от 52 до 32 o F . Относительная влажность воздуха 70% в начале и 100% в конце процесса охлаждения.
Из психрометрической диаграммы мы оцениваем энтальпию воды в горячем воздухе как 18,7 БТЕ /фунт сухого воздуха , и энтальпию в холодном воздухе как 11,8 БТЕ /фунт сухого воздуха 9010 5 .
Используя (3b) общее количество явного и скрытого тепла, удаленного из воздуха, можно рассчитать как tu /lb сухой воздух ) — ( 11,8 БТЕ / фунт сухого воздуха ))
= 32,4 (БТЕ/ч)
SHR — Коэффициент явного тепла
Коэффициент явного тепла может быть выражен как
SHR = h s / h t (6)
, где
SHR = коэффициент явного тепла
ч с = явная теплота
ч t = общая теплота (явная и скрытая)
Пример расчета теплопотерь помещения
Простой пример для двухквартирного дома
Общие сведения о расчете теплопотерь дома описаны на отдельной странице этого сайта.
Для этого примера, помимо размеров, показанных на приведенных выше чертежах, также необходимо знать:
- Высота всех комнат 8 футов.
- Все наружные стены представляют собой 11-дюймовые полости без изоляции.
- Стена для вечеринки из полнотелого кирпича толщиной 9 дюймов.
- Внутренние стены все оштукатурены, 4,5-дюймовый кирпич, штукатурка.
- Пол — подвесной брус.
- Все стекла выполнены из УФПК с двойным остеклением.
- Расчетная температура наружного воздуха до 30°F.
- Температура в соседнем помещении неизвестна, поэтому предположим, что разница температур составляет 5°F.
- Расчетная температура помещения — смотрите на этой странице.
- Большие окна имеют размер 10 футов x 4 фута, меньшие окна имеют размеры 4 фута x 4 фута.
- Крыша черепичная на войлоке с изоляцией 100 мм.
- План не в масштабе!!
В этом примере мы подробно рассмотрим одну комнату (гостиную).
- Рассмотрим 4 стены по очереди и рассчитаем площадь каждого типа ткани:
- Передняя стенка:
- Общая площадь стен 14 футов x 8 футов = 112 кв. футов
- Окно 10 футов x 4 фута = 40 кв. футов
- Полая стена So — 112 — 40 = 72 кв. фута
- Стена для вечеринок:
- Общая площадь стен 15 футов x 8 футов = 120 кв. футов
- Стена в столовую:
- На этой стене нет разницы температур, поэтому нет потока тепловой энергии, поэтому нет необходимости вычислять площадь.
- От стены до зала:
- Общая площадь стен 15 футов x 8 футов = 120 кв. футов
- Дверь рассматривается как стена
- Потолочные и напольные покрытия:
- 15 футов x 14 футов = 210 кв. футов:
- Передняя стенка:
- Используя приведенные выше рисунки, значения U (см. эту страницу) и температуру
разница между каждой стеной/потолком/полом позволяет рассчитать потери тепла (площадь x значение U x разница температур).
район
(кв. футов)Значение U температура
разницаВсего Передняя стенка: полая стенка 72 0,18 40 518,4 Окно 40 0,51 40 816 Стенка для вечеринок 120 0,38 5 228 Стена столовой — 0,39 0 0 Стенка зала 120 0,39 10 468 Потолок 210 0,29 5 304,5 Этаж 210 0,12 40 1008 Общая потеря ткани = 3342,9
Таким образом, общие потери тепла через ткань здания составляют 3345 БТЕ - Теперь нужно рассчитать потери тепла из-за воздухообмена.
- объем помещения = 14 х 15 х 8 = 1680 куб. футов
воздухообмен = 1 в час (зависит от помещения — смотрите на этой странице)
, поэтому потери тепла при воздухообмене составляют
1680 x 1 x 0,02 x 40 = 1344 БТЕ
- объем помещения = 14 х 15 х 8 = 1680 куб. футов
- Сложите результаты 2 и 3 вместе, и получите общие потери тепла в час:
- 3345 + 1344 = 4689 БТЕ/час
эту страницу) и температуру
разница между каждой стеной/потолком/полом позволяет рассчитать потери тепла (площадь x значение U x разница температур). 
Это расчеты для гостиной, теперь необходимо провести расчеты для всех остальных комнат в доме. Обратите внимание, что при «потерях» тепла через внутренние стены или пол/потолок одна комната будет терять тепло, а другая – получать. В расчетах помещение, получающее тепло, покажет отрицательную потерю тепла для этой конкретной части строительной ткани.
| потеря ткани | потеря воздухообмена | всего(БТЕ/час) | |
| Столовая | 3391 | 3046 | 6437 |
| Гостиная | 3343> | 1344 | 4687 |
| Кухня | 1714 | 941 | 2655 |
| Прихожая | 1501 | 1250 | 2751 |
| Спальня 1 | 1162 | 666 | 1828 |
| Спальня 2 | 1678 | 588 | 2266 |
| Спальня 3 | 1009 | 134 | 1143 |
| Ванная | 2192 | 1129 | 3321 |
| Итого по дому = 25 088 | |||
Справа показаны результаты расчетов для всех комнат в доме-примере.