Сколько вт на 1 м2 отопления: Как рассчитать радиаторы отопления

Содержание

Сколько квт нужно для отопления 1 кв м


Расчет мощности отопления коттеджа — как все сделать правильно

Отопление частного дома » Монтаж отопления » Расчет систем отопления

Как определить мощность отопления

Если вы построили собственный дом и уже готовы приступить к сооружению инженерных сетей, вам необходимо ознакомиться с некоторыми нюансами, которые будут влиять на правильность проведения монтажных работ. Давайте поговорим о системе отопления. И начнем с расчета отопления помещения.

Казалось бы, что тут можно рассчитывать — покупай котел, трубы и радиаторы, все это устанавливай и соединяй. Но не все так просто. Ведь вкладывать придется свои кровные. А правильно проведенный расчет системы позволит сэкономить немалые денежные средства.

Расчет отопительного котла

Это самый простой из расчетов, потому что мощность отопительного котла зависит от площади помещений, которые он будет отапливать. Для этого берут соотношение — 1 киловатт тепловой энергии обогревает 10 квадратных метров площади при высоте потолков не выше 3-х метров. Берете общую площадь дома, делите на 10 и получаете мощность отопительного котла.

Эту упрощенную формулу можно использовать только для одноконтурных устройств. Для двухконтурного агрегата расчет придется проводить по-другому. Например, дом площадью 240 квадратных метров не получится обогреть настенным котлом мощностью 24 киловатта. Один отопительный контур будет работать на обогрев помещений, а второй — на подогрев воды для бытовых нужд. Поэтому мощность придется разделить на 2, и получится, что таким котлом можно отапливать дом площадью не более 120 квадратных метров.

Однако специалисты рекомендуют приобретать котлы с большей мощностью для создания небольшого запаса — 10-15% бывает достаточно. Правда, многое будет зависеть от высоты потолков.

С одноконтурным прибором все гораздо проще, но и здесь необходим небольшой задел. Например, выбирая одноконтурный котел мощностью 24 киловатта, можно гарантировать, что он спокойно обогреет дом площадью 200 квадратных метров при высоте потолков 2,5-2,6 метров. Если потолки в доме 3 метра, то прибор сможет обогреть помещения общей площадью 170 квадратов. Вот такие манипуляции.

Расчет радиаторов отопления в квартире тоже очень важен. И здесь придется в первую очередь определить их количество, причем для каждого помещения отдельно. Для этого за основу нужно брать не площадь, а кубатуру. Если батарей будет мало, это обеспечит нехватку тепла, а значит, в комнатах всегда будет холодно. Если радиаторов будет слишком много, то за такое тепло придется заплатить больше, приобретая большее количество топлива. Так что все должно быть в меру.

Расчет радиаторов отопления условно делят на два этапа:

  1. Определение общего количества секций, необходимых для эффективного отопления помещения.
  2. Определение количества радиаторов.

При этом придется принять во внимание показатели теплоотдачи тех приборов, которые вы выбрали для установки в доме. Давайте рассмотрим один простой пример, который покажет, как подсчитать количество радиаторов.

Альтернативное подключение радиаторов отопления в автономной системе

Для примера возьмем комнату площадью 10 квадратных метров с высотой потолков 3 метра. Есть стандартный показатель, определяющий количество тепловой энергии, которой хватает для обогрева 1 кубометра пространства. Он равен 39-41 ватт. Чтобы подсчитать объем помещения, нужно умножить площадь на высоту комнаты — в нашем примере это 30 кубических метров. Теперь эту величину умножаем на 41 ватт. Итог — 1230 ватт. Это та мощность, которая потянет объем данного помещения.

Есть еще один стандартный показатель — это количество тепловой энергии, которую может выработать 1 секция радиатора. Оно равно 200 ваттам. Теперь полученную общую мощность делим на мощность одной секции —1230/200=6,15. Это и есть необходимое количество секций, которое нужно округлить в большую сторону. В итоге получается цифра «7». Значит, в этом помещении можно устанавливать радиатор с семью секциями. Вот так все просто.

Для угловых помещений расчет чугунных батарей проводят с применением дополнительного корректирующего коэффициента, который зависит от региона. Коэффициент равен 1,1-1,3. Чтобы не ошибиться, возьмите за основу максимальный показатель. Формула получится такой — 1230х1,3/200=7,995. Округляем до 8.

Внимание! В нашем случае количество секций не такое большое. Иногда это число зашкаливает за пару десятков. Для таких случаев совет — разбивать число секций на равное количество батарей, установленных равномерно по всему зданию и в идеале под окном.

Расчет остальных материалов для отопления

Для тех, кто никогда не сталкивался с монтажом системы отопления, будет очень сложно подсчитать необходимые материалы. Минимум, что нужно, это хотя бы иметь представление, как будет проводиться разводка труб, как будет обвязываться отопительный котел, и как будут подсоединяться батареи. Поэтому перед тем как начать подсчет, необходимо изучить схему работы отопительной системы. Если вы с этим не справитесь, то лучше обратиться к специалистам.

Схемы подключения радиаторов

Какие материалы нужны для отопительной системы? Рассмотрим их на примере двухконтурного котла. Чтобы подключить его к системе отопления дома, потребуется, как минимум, четыре шаровых крана с разъемными соединениями — по одному на каждый вход и выход двух контуров. К каждому крану по одному резьбовому переходнику, чтобы подключать его к трубопроводам. Обязательно потребуется два фильтра для механической очистки поступающей в котел воды.

Теперь переходим к обвязке радиаторов. Здесь нужны два крана (регулирующий и отсекающий), кран Маевского (для спуска воздуха), заглушка, два резьбовых переходника и два тройника для подсоединения патрубков к основной магистрали. И это комплект только на один радиатор. Чтобы подсчитать все необходимые изделия, придется умножить это на количество батарей, которые запланированы в вашем доме.

Что касается труб, то придется промерить расстояния от радиаторов до котла и полученный метраж умножить на два. Потому что многие системы работают по принципу подачи и обратки теплоносителя. Единственная проблема может возникнуть с диаметрами трубопроводов, но и здесь не все так сложно. Во многих системах используются, в основном, трубы от 20 до 32 миллиметров в диаметре. И если ваш дом по своим размерам не очень большой, то этот показатель будет достаточным.

Заключение по теме

Как видите, расчет мощности отопления коттеджа — дело серьезное. Здесь необходимо учитывать многие параметры самого дома. Но в целом эти математические выкладки не представляют ничего сложного, если в них разобраться.

Похожие записи

Комментарии и отзывы к материалу

gidotopleniya.ru

Расчет системы отопления

Сколько энергии нужно для обогрева всего дома и отдельных помещений в нем? От этих параметров будет зависеть мощность вашей системы отопления. Ошибки в расчетах быть не должно — иначе придется либо мерзнуть зимой, либо переплачивать за ненужное тепло.

Для чего нужен тепловой расчет?

Для определения мощности источника тепла. Рассчитать отопление — значит определить мощность отопительной системы, т.е. понять, какие тепловые затарты потребуются на обогрев вашего дома. Применительно к водяным системам отопления этот параметр означает эффективную мощность водогрейного устройства (котла), к электрическим — суммарную тепловую мощность конвекторов, к воздушному отоплению — мощность воздухонагревателя. В конечном итоге, от мощности нагревательного устройства будет зависеть и денежный расчет за отопление.

Исходные данные

Общая формула расчета отопления: знать площадь комнат и высоту потолков. Считается, что для обогрева 10 кв. м площади хорошо утепленного дома с высотой потолков 250-270 см нужен 1 кВт энергии. Таким образом, для дома площадью 200 кв. м понадобится мощность 20 кВт. Но это лишь максимально упрощенная формула, дающая приблизительное представление о количестве необходимого тепла.

Помещения без радиаторов также включают в расчет. Воздух в таких помещениях (коридоры, подсобки) все равно будет прогреваться «пассивно», за счет отопления в комнатах с радиаторами.

Поправки к общей формуле

Климатические особенности. Их рекомендуют учитывать, если вы хотите сделать не приблизительный, а более точный расчет отопления. Например, в Подмосковье для отопления 10 кв. м площади требуется в среднем 1,2-1,5 кВт, в северных районах — 1,5-2 кВт, в южных — 0,7-0,8 кВт.

Что еще влияет на расчет тепловой мощности?

Различные факторы, которые нельзя игнорировать. Это, например, наличие чердака и подвала, количество окон (они увеличивают теплопотери), тип окон (у пластиковых стеклопакетов теплопотери минимальные), нестандартная высота потолка, количество наружных стен в помещении (чем их больше, тем больше нужно энергии на прогрев), материал, из которого сделан дом и т.п. Каждый такой фактор добавляет к общей формуле расчета корректирующий коэффициент.

Примеры различных коэффициентов:

  • Коэффициент потери тепла через окна: 1,27 (обычное окно), 1,0 (окно с двойным стеклопакетом), 0,85 (окно с тройным стеклопакетом)
  • Теплоизоляция стен: плохая теплоизоляция 1,27, хорошая теплоизоляция 0,85.
  • Соотношение площади окон и площади пола: 30% — 1, 40% — 1,1, 50% — 1,2.
  • Количество наружных стен: 1,1 (одна стена), 1,2 (две стены), 1,3 (три стены), 1,4 (четыре стены).
  • Верхнее помещение: холодный чердак — 1, теплый чердак — 0,9, отапливаемая мансарда — 0,8.
  • Высота потолков: 3 метра — 1,05; 3,5 метра — 1,1; 4 метра — 1,15; 4,5 метра — 1,2.

Что делать с полученным результатом?

Добавить еще 20%. Или, что то же самое, умножить полученный результат на 1,2. Это нужно, чтобы у обогревательного устройства был запас и оно не работало на пределе своих возможностей.

На фото: радиатор Logatrend K-Profil от компании Buderus.

Как посчитать количество радиаторов обогрева?

Узнать количество энергии, необходимое для обогрева данной комнаты. Для этого пользуетесь формулой, которую мы разбирали выше. Затем делите результат на рабочую мощность одной секции выбранного вами радиатора (этот параметр указан в техпаспорте). Он зависит от материала, из которого сделан радиатор и температуры системы. В результате получаете количество секций радиатора, необходимых для обогрева данной комнаты.

Доверять ли собственным силам?

Лучше обратиться в специальную фирму. Наиболее точный расчет необходимой тепловой мощности для вашего дома сделают профессионалы. Можно воспользоваться онлайн калькуляторами, которые есть на сайтах многих компаний. Чем больше параметров запрашивает у вас калькулятор, тем точнее будет его расчет.

В статье использованы изображения: kermi.com, buderus.ru

www.4living.ru

Расчет отопления по площади помещения — подробный разбор методов

Содержание: 1. Простые вычисления по площади 2. Рассмотрим метод вычислений для комнат с высокими потолками 3. Дополнительные параметры, которые нужно учесть 4. Специфика и другие особенности 5. Климатические зоны тоже важны 6. Выводы

Если у вас возникла необходимость замены старых, вышедших из строя радиаторов, или же вы собираетесь произвести установку новой системы в строящемся доме, следует знать, как произвести расчет отопления по площади помещения.

Чтобы работа системы была эффективной, следует точно определить количество секций устанавливаемых радиаторов, чтобы теплоотдача и прогревание были оптимальными.

Если секций будет недостаточно, то комната никогда не прогреется должным образом, а большое их количество приведет к неэкономному и чрезмерному расходованию тепла, и соответственно пагубно скажется на ваших финансах и бютжете. Потребности помещений стандартного типа и планировки можно определить с помощью довольно простых расчетов, а чтобы добиться большей точности, необходимо обязательно учитывать и некоторые дополнительные параметры и особенности.

Простые вычисления по площади

Вычислить величину батарей отопления для определенного помещения можно, ориентируясь на его площадь. Это самый простой способ – использовать сантехнические нормы, которые предписывают, что тепловой мощности 100 Вт в час нужно для обогрева 1 кв.м. Надо помнить, что этот метод используется для помещений, у которых потолки стандартной высоты (2,5-2,7 метра), а результат получается несколько завышенным. К тому же он не учитывает таких особенностей, как:

  • число окон и тип стеклопакетов на них;
  • количество в комнате наружных стен;
  • толщина стен здания и из какого материала они состоят;
  • тип и толщина использованного утеплителя;
  • диапазон температур в данной климатической зоне.

Тепло, которое для обогрева комнаты должны давать радиаторы: площадь следует умножить на тепловую мощность (100 Вт). К примеру, для комнаты в 18 кв.м требуется такая мощность батареи отопления:

18 кв.м х 100 Вт = 1800 Вт

То есть, в час для обогрева 18-ти квадратных метров необходимо 1,8 кВт мощности. Этот результат надо поделить на количество тепла, которое в час выделяет секция отопительного радиатора. Если данные в его паспорте указывают, что это составляет 170 Вт, то следующий этап вычислений выглядит так:

1800 Вт / 170 Вт = 10,59

Это число надо округлить до целого (обычно округляется в большую сторону) – получится 11. То есть, чтобы в комнате температура в отопительный сезон была оптимальной, необходимо установить радиатор отопления с 11-ю секциями.

Такой метод подходит только для вычисления величины батареи в помещениях с центральным отоплением, где температура теплоносителя не выше 70 градусов Цельсия.

Есть и более простой способ, который можно применять для обычных условий квартир панельных домов. В этом приблизительном расчете учитывается, что для обогрева 1,8 кв.м площади нужна одна секция. Другими словами, площадь помещения надо разделить на 1,8. Например, при площади 25 кв.м необходимо 14 частей:

25 кв.м / 1,8 кв.м = 13,89

Но такой метод расчета неприемлем для радиатора пониженной или повышенной мощности (когда средняя отдача одной секции варьируется в пределах от 120 до 200 Вт).

Рассмотрим метод вычислений для комнат с высокими потолками

Однако расчет отопления по площади не позволяет верно определить количество секций для комнат с потолками выше 3 метров. В этом случае надо применять формулу, учитывающую объем помещения. Для обогрева каждого кубического метра объема по рекомендациям СНИП необходим 41 Вт тепла. Так, для комнаты с потолками высотой 3 м и площадью 24 кв.м, расчет будет следующим:

24 кв.м х 3 м = 72 куб.м (объем комнаты).

72 куб.м х 41 Вт = 2952 Вт (мощность батареи для обогрева помещения).

Теперь следует узнать количество секций. В случае, если в документации радиатора указано, что теплоотдача одной его части в час составляет 180 Вт, надо разделить на это число найденную мощность батареи:

2952 Вт / 180 Вт = 16,4

Это число округляется до целого – получается, 17 секций, чтобы обогреть комнату объемом 72 куб.м.

Путём не сложных вычислений можно с лёгкостью определить нужные вам данные.

Дополнительные параметры, которые нужно учесть

Произведя примерный расчет количества секций радиаторов отопления для своей квартиры, не забудьте его откорректировать, приняв во внимание особенности помещения. Их нужно учитывать следующим образом:

  • для угловой комнаты (две стены выходят на улицу) с одним окном мощность радиатора надо увеличить на 20%, а при двух окнах – на 30%;
  • если радиатор монтируется в нише под окном, его теплоотдача снизится, это компенсируется увеличением мощности на 5%;
  • на 10% следует увеличить, если окна выходят на северную либо северо-восточную сторону;
  • экран, для красоты закрывающий радиаторы, «крадет» 15% их теплоотдачи, которые также надо учесть при расчете.

В самом начале следует рассчитать общее значение необходимой для помещения тепловой мощности, учитывая все наличествующие параметры и факторы. И лишь затем разделить это значение на количество тепла, которое выделяет в час одна секция. Результат при дробном значении, как правило, округляется до целого в большую сторону.

Специфика и другие особенности

Также возможна и другая специфика у помещений, для которых делается расчет, не все же они похожи и совершенно одинаковы. Это могут быть такие показатели как:

  • температура теплоносителя меньше 70 градусов – число частей соответственно предстоит увеличить;
  • отсутствие двери в проеме между двумя помещениями. Тогда требуется подсчитать общую площадь обоих помещений, чтобы вычислить количество радиаторов для оптимального обогрева;
  • установленные на окнах стеклопакеты препятствуют потере тепла, следовательно, можно монтировать меньше секций батареи.

При замене старых чугунных батарей, которые обеспечивали нормальную температуру в комнате, на новые алюминиевые или биметаллические, калькуляция весьма проста. Умножитьте теплоотдачу одной чугунной секции (в среднем 150 Вт). Результат разделите на количество тепла одной новой части.

Климатические зоны тоже важны

Не для кого ни секрет, что в разных климатических зонах имеется разная потребность в обогреве, поэтому при проектировании проекта необходимо учитывать и эти показатели.

Климатические зоны также имеют свои коэффициенты:

  • средняя полоса России имеет коэффициент 1,00, поэтому он не используется;
  • северные и восточные регионы: 1,6;
  • южные полосы: 0,7-0,9 (учитываются минимальные и среднегодовые температуры в регионе).

Данный коэффициент необходимо умножить на общую тепловую мощность, а полученный результат разделить на теплоотдачу одной части.

Выводы

Таким образом, расчет отопления по площади особых трудностей не представляет. Достаточно немного посидеть, разобраться и спокойно посчитать. С его помощью каждый владелец квартиры или дома может легко определить величину радиатора, который следует установить в комнате, кухне, ванной или в любом другом месте.

Если вы сомневаетесь в своих силах и знаниях — доверьте монтаж системы профессионалам. Лучше заплатить один раз профессионалам, чем сделать неправильно, демонтировать и повторно приступить к работе. Или же не сделать ничего вообще.

В продолжение темы: качественные межкомнатные двери www.dveri-tmk.ru помогут сохранить тепло в вашем доме или квартире. И упростить расчёты по площади отопления.

otopleniedomov.com

Как рассчитать мощность котла для отопления дома — газового, электрического, твердотопливного

Главнейшая характеристика, учитываемая при покупке котлов отопления, как газовых, так и электрических или твердотопливных — это их мощность. Поэтому многих потребителей, собирающихся приобрести теплогенератор для системы обогрева помещения, волнует вопрос, как рассчитать мощность котла, исходя из площади помещений и прочих данных. Об этом речь в следующих строках.

Параметры расчёта. Что необходимо учитывать

Но для начала разберёмся, что из себя вообще представляет эта столь важная величина, а главное, почему она так важна.

В сущности, описываемая характеристика теплового генератора, работающего на любом виде топлива, показывает его производительность — то есть, какой площади помещение он сможет обогреть вместе с отопительным контуром.

Например, отопительный аппарат с величиной мощности в 3 – 5 кВт способен, как правило, «охватить» теплом однокомнатную или даже двухкомнатную квартиру, а также дом площадью до 50 кв. м. Установка со значением 7 – 10 кВт «потянет» на трёхкомнатное жильё площадью до 100 кв. м.

Иными словами, обычно принимают мощность, равную примерно десятой доле всей отапливаемой площади (в кВт). Но это только в самом общем случае. Для получения конкретного значения нужен расчёт. В вычислениях должны учитываться различные факторы. Перечислим их:

  • Общая отапливаемая площадь.
  • Регион, где действует рассчитываемое отопление.
  • Стены дома, их теплоизоляция.
  • Теплопотери крыши.
  • Вид топлива котла.

А теперь непосредственно поговорим о расчёте мощности применительно к разным видам котлов: газовым, электрическим и твердотопливным.

Газовые котлы

Исходя из вышесказанного, мощность котельного оборудования для отопления рассчитывается по одной достаточно простой формуле:

N котла = S х N уд. / 10.

Здесь значения величин расшифровываются так:

  • N котла — мощность данного конкретного агрегата;
  • S — полная сумма площадей всех отапливаемых системой помещений;
  • N уд. – удельная величина теплового генератора, требуемая для прогрева 10 кв. м. площади помещения.

Один из главных определяющих факторов для расчёта — это климатическая зона, регион, где используется это оборудование. То есть расчёт мощности твердотопливного котла ведётся со ссылкой на конкретные климатические условия.

Что характерно, если когда-то, во время существования ещё советских норм назначения мощности отопительной установки, считали 1 кВт. всегда равным 10 кв. метрам, то сегодня крайне необходимо производить точный расчёт для реальных условий.

При этом нужно принимать следующие значения N уд.

  • N уд. = 1,7 – 1,8 кВт на 10 кв. метров площади — для районов Севера и Сибири.
  • N уд. = 1,3 – 1,5 кВт на 10 кв. метров площади — для районов средней полосы.
  • N уд. = 0,7 – 0,8 кВт на 10 кв. метров площади — для южных районов.

Для примера сделаем расчёт мощности твердотопливного котла отопления относительно Сибирского региона, где зимние морозы порой достигают -35 градусов по Цельсию. Возьмём N уд. = 1,8 кВт. Тогда для отопления дома общей площадью 100 кв. м. понадобится установка с характеристикой следующей расчётной величины:

N котла = 100 кв. м. х 1,8 / 10 = 18 кВт.

Как видим, примерное отношение количества киловатт к площади как один к десяти здесь не имеет силу.

Важно знать! Если известно, сколько киловатт у конкретной установки на твёрдом топливе, можно посчитать тот объём теплоносителя, иными словами, объём воды, который необходим для наполнения системы. Для этого просто достаточно полученную N теплогенератора умножить на 15.

В нашем случае объём воды в системе отопления равен 18 х 15 = 270 литров.

Однако учёта климатической составляющей для расчёта силовой характеристики теплогенератора в ряде случаев недостаточно. Необходимо помнить, что могут иметь место тепловые потери из-за определённой конструкции помещений. Прежде всего, нужно учитывать, каковы стены жилого помещения. Насколько утеплён дом — этот фактор имеет большое значение. Также важно учитывать строение крыши.

Газовый котел в деревянном доме

В целом можно воспользоваться специальным коэффициентом, на который нужно умножить полученную по нашей формуле мощность.

Этот коэффициент имеет такие приближённые значения:

  • К = 1, если дому более 15 лет, а стены выполнены из кирпича, пеноблоков или дерева, причём стены утеплены;
  • К = 1.5, если стены не утеплены;
  • К = 1.8, если, кроме неутеплённых стен, у дома плохая крыша, которая пропускает тепло;
  • К = 0.6 у современного дома с утеплением.

Предположим, в нашем случае дому 20 лет, он выстроен из кирпича и хорошо утеплён. Тогда мощность, рассчитанная в нашем примере, остаётся прежней:

N котла = 18х1 = 18 кВт.

Если же котёл устанавливается в квартире, то здесь необходимо учесть подобный коэффициент. Но для обычной квартиры, если она не на первом или последнем этаже, К будет равен 0,7. Если же квартира на первом или последнем этаже, то следует принять К = 1,1.

Далее перейдём к рассмотрению случая с другим видом топлива.

Как рассчитать мощность для электрокотлов

Электрические котлы используются для отопления нечасто. Основная причина в том, что электроэнергия сегодня слишком дорога, а максимальная мощность таких установок невысока. К тому же, возможны сбои и долговременные отключения электричества в сети.

Расчёт здесь можно произвести по той же формуле:

N котла = S х N уд. / 10,

после чего следует умножить полученный показатель на необходимые коэффициенты, о них мы уже писали.

Однако есть и другой, более точный в этом случае, метод. Укажем его.

Этот способ основывается на том, что первоначально берётся величина 40 Вт. Данная величина означает, что столько мощности без учёта дополнительных факторов необходимо для прогрева 1 м3. Далее расчёт ведётся так. Поскольку окна и двери являются источниками теплопотерь, то нужно прибавлять на каждое окно 100 Вт, а на дверь — 200 Вт.

На последнем этапе учитывают те же самые коэффициенты, о которых уже упоминалось выше.

Для примера рассчитаем таким способом мощность электрического котла, устанавливаемого в доме 80 м2 с высотой потолков 3 м, с пятью окнами и одной дверью.

N котла = 40х80х3+500+200=10300 Вт, или приближенно 10 кВт.

Если расчёт ведётся для квартиры на третьем этаже, необходимо полученную величину умножить, как уже говорилось, на понижающий коэффициент. Тогда N котла = 10х0.7=7 кВт.

Теперь поговорим о твердотопливных котлах.

Для твердотопливных

Этот вид оборудования, как ясно из названия, отличается использованием для отопления твёрдого топлива. Преимущества таких агрегатов очевидны большей частью в отдалённых посёлках и дачных обществах, где нет газопроводов. В качестве твёрдого топлива используются обычно дрова или пеллеты — прессованная стружка.

Методика расчёта мощности твердотопливных котлов идентична приведённой выше методике, характерной для газовых котлов отопления. Иными словами, расчёт ведётся по формуле:

N котла = S х N уд. / 10.

После расчёта силового показателя по этой формуле, его также умножают на приведённые выше коэффициенты.

Однако в этом случае необходимо учесть тот факт, что у твердотопливного котла низкий КПД. Поэтому после расчёта описанным методом следует прибавить запас мощности примерно 20%. Впрочем, если в системе отопления планируется использовать тепловой аккумулятор в виде ёмкости для накопления теплоносителя, то можно оставить расчётную величину.

Чертеж твердотопливного котла расчетной мощности

Перебор и недобор

Напоследок отметим, что установка котла для отопления без предварительного расчёта его мощности может привести к двум нежелательным ситуациям:

  1. Мощность котла ниже необходимой для отопления имеющихся помещений.
  2. Мощность котла больше, чем необходимо для обогрева имеющихся помещений.

В первом случае, помимо того, что дома будет постоянно холодно, сам агрегат может выйти из строя из-за постоянных перегрузок. А расход горючего окажется неоправданно большим. Переустановка котла на новый сопряжена с большими материальными расходами и трудностями при демонтаже, стоит ли говорить о моральных издержках? Вот почему так важно правильно рассчитать мощность агрегата!

Во втором случае не всё так плачевно. Избыточная мощность котла, в основном, просто доставляет неудобство. Во-первых, это ощущение излишне потраченных денег на дорогой агрегат. Во-вторых, как ни странно, слишком мощный агрегат, работающий постоянно вполсилы, снижает свой КПД и быстро изнашивается. К тому же, много топлива будет расходоваться впустую. 

Как видим, во втором случае тоже есть существенные минусы. Однако здесь ситуацию можно исправить, если, скажем, добавить котлу функцию обогрева горячего водоснабжения. В любом случае, конечное решение за потребителем.

Итак, мы рассмотрели способы расчёта мощности котла отопления. Указанные рекомендации должны помочь потребителям во время сложного процесса выбора и приобретения отопительного агрегата.

  • Автор: Владимир Молотилов

legkovmeste.ru

Расчет отопления на квадратный метр

На данной странице web проекта мы попытаемся найти и выбрать для своей дачи необходимые части системы. Монтаж отопления имеет, батареи котел терморегуляторы, бак для расширения, развоздушки, крепежи, коллекторы, трубы, увеличивающие давление насосы, систему соединения. Система обогрева дачи включает определенные устройства. Указанные комплектующие монтажа очень важны. Вот почему соответствие каждого элемента монтажа важно планировать технически обдуманно.

Существуют разные методы расчёта количества радиаторов отопления. На это влияют и материал, из которого построено здание, и климатическая зона, где расположен дом, и температура носителя, и особенности теплоотдачи самого радиатора, а так же много других факторов. Рассмотрим подробнее технологию правильного расчета количества радиаторов отопления для частных домов, ведь от этого зависит эффективность работы, а так же экономичность отопительной системы дома.

Содержание

Самым демократичным способом является расчёт радиатора исходя из мощности на квадратный метр. В средней полосе России зимний показатель составляет 50−100 ватт, в регионах Сибири и Урала 100−200 ватт. Стандартные 8-секционные чугунные батареи с межосевым расстояние 50 см имеют теплоотдачу 120−150 ватт на одну секцию. Биметаллические радиации имеют мощность около 200 ватт, что немного повыше. Если мы имеем ввиду стандартный водный теплоноситель, то для комнаты в 18−20 м 2 со стандартной высотой потолков в 2,5−2,7 м понадобится два чугунных радиатора по 8-м секций.

От чего зависит количество радиаторов

Есть ещё ряд факторов, которые должны учитываться при расчёте количества радиаторов:

  • паровой теплоноситель имеет большую теплоотдачу. чем водный;
  • угловая комната холоднее. так как у неё две стены выходят на улицу;
  • чем больше окон в помещении, тем там холоднее;
  • если высота потолков выше 3 метров. то мощность теплоносителя надо высчитывать, исходя из объёма помещения, а не её площади;
  • материал, из которого изготовлен радиатор, имеет свою теплопроводность;
  • теплоизолированные стены увеличивают теплоизоляцию комнаты;
  • чем ниже зимние температуры на улице, тем большее количество батарей необходимо установить;
  • современные стеклопакеты увеличивают теплоизоляцию помещения;
  • при одностороннем подключении труб к радиатору не имеет смысла устанавливать более 10 секций;
  • если теплоноситель движется сверху вниз, его мощность увеличивается на 20%;
  • наличие вентиляции предполагает большую мощность.

Формула и пример расчета

Учитывая вышеперечисленные факторы, можно сделать расчёт. На 1 м 2 понадобится 100 Вт, соответственно, на отопление комнаты в 18м 2 нужно затратить 1800 Вт. Одна батарея из 8-ми чугунных секций выделяет 120 Вт. Делим 1800 на 120 и получаем 15 секций. Это весьма средний показатель.

В частном доме с собственным водонагревателем мощность теплоносителя высчитывается по максимуму. Тогда 1800 делим на 150 и получаем 12 секций. Столько нам понадобится для обогрева комнаты в 18м 2. Существует весьма сложная формула, по которой можно рассчитать точное количество секций в радиаторе.

Формула выглядит так:

  • q 1 — это вид остекления: тройной стеклопакет 0,85; двойной стеклопакет 1; обычное стекло 1,27;
  • q 2 — теплоизоляция стен: современная теплоизоляция 0,85; стена в 2 кирпича 1; плохая изоляция 1,27;
  • q 3 — отношение площади окон к площади пола: 10% 0,8; 20% 0,9; 30% 1,1; 40% 1,2;
  • q 4 — минимальная температура снаружи: -10 0 С 0,7; -15 0 С 0,9; -20 0 С 1,1; -25 0 С 1,3; -35 0 С 1,5;
  • q 5 — количество наружных стен: одна 1,1; две (угловая) 1,2; три 1,3; четыре 1,4;
  • q 6 — тип помещения над расчётным: обогреваемое помещение 0,8; отапливаемый чердак 0,9; холодный чердак 1;
  • q 7 — высота потолков: 2,5 м — 1; 3 м — 1,05; 3,5м — 1,1; 4м — 1,15; 4,5м — 1,2;

Проведём расчёт для угловой комнаты 20 м 2 с высотой потолка 3 м, двумя 2-х створчатыми окнами с тройным стеклопакетом, стенками в 2 кирпича, расположенной под холодным чердаком в доме в подмосковном посёлке, где зимой температура опускается до 20 0 С.

Получится 1844,9 Вт. Разделим на 150 Вт и получим 12,3 или 12 секций.

Радиаторы делаются из трёх видов металла: чугунные, алюминиевые и биметаллические. Чугунные и алюминиевые радиаторы имеют одинаковую теплоотдачу, но нагретый чугун остывает медленнее алюминия. Биметаллические батареи имеют большую теплоотдачу, чем чугунные, но они быстрее остывают. Стальные радиаторы имеют высокую теплоотдачу, но они подвержены коррозии.

Самой комфортной для человеческого организма температурой в помещении принято считать 21 0 С. Однако для хорошего крепкого сна больше подходит температура не выше 18 0 С, поэтому немалую роль играет и назначение отапливаемого помещения. И если в зале площадью 20 м 2 нужно установить 12 секций батареи. то в аналогичном спальном помещении предпочтительнее установить 10 батарей, и человеку в такой комнате будет комфортно спать. В угловом помещении такой же площади смело размещайте 16 батарей. и Вам не будет жарко. Т. е. расчёт радиаторов в помещении весьма индивидуален, и можно давать только приблизительные рекомендации, сколько секций необходимо установить в той или иной комнате. Главное, произвести установку грамотно, и тепло всегда будет в вашем доме.

Расчет радиаторов в двухтрубной системе (видео)

Источник: http://teplo.guru/radiatory/vybor/raschet-radiatorov-otopleniya-v-dome.html

Есть несколько методов выполнения расчета радиаторов отопления. Самые сложные включают использование тепловизоров и мощного программного обеспечения. Мы говорим о самом простом расчете «на пальцах». При этом исходят исходят из необходимой мощности на квадратный метр. В средней климатической полосе России, то есть примерно на уровне Москвы эта необходимая мощность отопления зимой составляет на квадратный метр приблизительно 50-100 ватт. В северных районах, сразу за Москвой 100-200. Такие же цифры используются при выборе котла отопления.

Расчет радиаторов отопления

Выше речь шла о расчете радиаторов, исходя из площади помещения. При этом подразумевалось, что высота потолка составляет стандартные 2,7 метра. Если высота потолков больше, то необходимо выполнять расчет радиаторов, исходя из кубатуры помещения. Соответсвующие цифры приводятся на нашей страничке Расчет количества секций радиатора .

Однако такой расчет радиаторов отопления не учитывает дополнительных факторов. Угловая комната в доме холоднее, так как у нее две стены выходят на улицу, а не одна. Через окна уходит в окружающее пространство до 70 процентов тепла. Конечно все зависит от качества окон. Если это двухкамерные пластиковые окна с семи камерными профилями и инфракрасным напылением, то это позволяет экономить немало тепла. Тем не менее, через два окна уходит в два раза больше тепла, чем через одно. Кроме того, бывает, что температура теплоносителя в системе центрального отопления хронически ниже, чем нужно. На каждый из этих факторов следует накинуть дополнительно 10-30 процентов потерь тепла.

К тому же если вы хотите, чтобы зимой помещения в вашем доме хорошо проветривались, следует брать батареи с запасом. Холодный воздух с улицы в мороз будет заметно охлаждать помещение. Играют роль и щели в традиционных деревянных окнах и многие другие факторы. В общем, можно посоветовать не увлекаться точными вычислениями, они в строительстве малоэффективны, а производить расчет радиаторов отопления для вашей квартиры или дома с запасом.

Батареи обеспечивают высокий комфорт проживания, поэтому не стоит на этом экономить и мерзнуть зимой. Берите радиаторы побольше. Если же вдруг зимой станет слишком жарко в квартире, можно просто завесить батарею чем-нибудь, и она будет давать меньше тепла. Если же это ваш частный дом с автономной системой отопления, то регулировать температуру теплоносителя, подаваемого котлом, не сложно.

Учесть все факторы действительно достаточно сложно. Если, например, дом идеально утеплен, то, как утверждают, можно вообще обойтись без батарей отопления . Тепла от кухонной плиты и других электрических приборов должно хватать. Хотя подобное возможно, наверно, только где-нибудь в Германии. Соответственно, на кухне часто устанавливают меньшее количество секций.

В приведенном выше примере на 20 квадратных метров устанавливается 16 секций радиатора. Если дом плохо утеплен, то этого будет недостаточно. Например, на летней веранде. Решающим фактором в такой ситуации является уже не наличие батарей отопления, а качество утепления помещений. На это часто обращают недостаточное внимание. Тепло в доме зависит не только от системы отопления, но в первую очередь от качества окон и тепловых свойств конструкции здания или дома. Если это так же 20-метровая комната в многоквартирном доме, вытянутой формы, с трех сторон теплые жилые комнаты, одно окно, расчет радиаторов отопления получается совсем другим. Вместо 16 секций может хватить 8. А если это кухня, то даже 4 секций. Хорошую подсказку дает сравнение с уже имеющейся аналогичной комнатой. В общем, опытный сантехник может дать советы, исходя из своего опыта, которые окажутся ценнее любых расчетов.

Ну и, естественно, если у вас есть дополнительные средства, то вы можете просто установить термостаты на батареи отопления, которые будут автоматически регулировать температуру каждого радиатора в зависимости от температуры окружающей среды. Тогда есть шанс обеспечить в вашем доме температуру идеального комфорта, которая равна 21 градусу Цельсия. Дешевым вариантом, который заменяет термостаты, является продуманная система кранов. Некоторые заказчики просят установить специальные регулировочные краны, которые могут достаточно точно регулировать температуру в помещении.

Однако в Японии, например, температура в домах традиционно ниже. Учитывая, что там продолжительность жизни выше, чем в других странах, возможно и не стоит стремиться к идеальному комфорту. Главный фактор, который следует учесть, это возможность сильных морозов. И основное внимание следует уделять не отоплению, так как это расходный, не экономичный подход, а утеплению дома. Например, установке все тех же качественных окон, дверей, устранению холодных мест в конструкции здания.

Источник: http://tedremont.com/batarei-radiatory-otoplenija/raschet-radiatorov-otoplenija.html

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.

Интересные статьи:

Источник: http://isd74.ru/raschjot_kolichestva_sekcij_radiatora_otoplenija.html

Содержание

Расчет количества секций радиаторов отопления

Радиаторы отопления — это самый распространенный отопительный прибор, который устанавливается в жилых, общественных и производственных помещениях. Он представляет собой полые внутри элементы, заполненные теплоносителем. Через них тепловая энергия поступает в помещение для его обогрева. При выборе радиаторов необходимо в первую очередь обращать внимание на два технических показателя. Это мощность прибора и выдерживаемое им давление теплоносителя. Но чтобы окончательно определиться с температурным режимом помещения, необходимо провести точный расчет радиаторов отопления .

Сюда входит не только количество самих приборов и их секций, но и материал, из которого они изготовлены. Современный рынок отопительного оборудования предлагает огромный ассортимент батарей с разными техническими характеристиками. Главное, что нужно знать — это возможности одной секции батареи, а именно, ее способность выделять максимальное количество тепловой энергии. Этот показатель и ляжет в основу проводимого расчета для всей системы отопления .

Проведем расчет

Зная, что на 1 квадратный метр площади помещения необходимо 100 ватт тепла, можно легко подсчитать и количество необходимых радиаторов. Поэтому вначале нужно точно определить площадь комнаты, куда будут устанавливаться батареи.

Обязательно учитывается высота потолков, а также количество дверей и окон — ведь это проемы, через которые тепло улетучивается быстрее всего. Поэтому материал, из которого изготовлены двери и окна, также идет в расчет.

Теперь определяется самая низкая температура в вашем регионе и температура теплоносителя в это же самое время. Все нюансы рассчитываются с помощью коэффициентов, которые занесены в СНиП. С учетом этих коэффициентов можно высчитать и мощность отопления.

Быстрый расчет производится простым умножением площади помещения на 100 ватт. Но это будет не точно. Для коррекции и используются коэффициенты.

Коэффициенты корректировки мощности

Их два: уменьшения и увеличения.

Коэффициенты уменьшения мощности применяют следующим образом:

  • Если на окнах установлены пластиковые многокамерные стеклопакеты, то показатель умножается на 0,2.
  • Если высота потолка меньше стандартной (3 м), то применяется понижающий коэффициент. Его определяют как отношение фактической высоты к стандартной. Пример — высота потолка равна 2,7 м. Значит, коэффициент рассчитывается по формуле: 2,7/3 = 0.9.
  • Если отопительный котел работает с повышенной мощностью, то каждые 10 градусов вырабатываемой им тепловой энергии понижают мощность отопительных радиаторов на 15%.

Коэффициенты увеличения мощности берутся во внимание в следующих ситуациях:

  1. Если высота потолка выше стандартного размера, то коэффициент подсчитывается по той же формуле.
  2. Если квартира является угловой, то для повышения мощности отопительных приборов применяется коэффициент 1,8.
  3. Если радиаторы имеют нижнее подключение, то к расчетной величине прибавляют 8%.
  4. Если отопительный котел понижает температуру теплоносителя в самые холодные дни, то на каждые 10 градусов понижения необходимо увеличение мощности батарей на 17%.
  5. Если иногда температура на улице достигает критических отметок, то придется увеличивать мощность отопления в 2 раза.

Определяем количество секций одного радиатора

Секции оборудования

Специалисты предлагают несколько вариантов расчета количества радиаторов отопления и их секций.

Первый — это так называемый обыкновенный способ. Он самый простой. Обычно в паспорте или сертификате качества, которые выдают как сопроводительный документ к каждому изделию, установлены технические параметры. Здесь можно найти информацию о том, какую мощность имеет одна секция радиаторов отопления.

К примеру, она равна 200 ватт. Высчитывается мощность, необходимая для обогрева комнаты, с учетом понижающих и повышающих коэффициентов. Предположим, что она равна 2400 ватт.

Теперь производятся чисто математические выкладки: 2400/200 = 12. Это и есть количество секций, которые необходимо установить в данной комнате. Можно использовать одну 12-секционную батарею или две 6-секционные.

Второй вариант — производится расчет с учетом прогревающей способности одной секции для определенного объема пространства. Для этого высчитывается полный объем комнаты и делится на показатель объемного прогревания секции.

Расцветка оборудования отопления

Третий — примерный расчет, которым пользуются мастера, исходя из своего личного опыта. Все батареи отопления имеют практически одинаковые размеры. Отличия есть, но незначительные. Так вот было замечено, что при высоте потолка в 2,7 метра, одна секция может обогреть площадь, равную 1,8 квадратным метрам.

Например, комната имеет площадь 25 м2. Проводим расчет: 25/1,8=13,8. То есть, 14 секций необходимо будет установить.

Как видите, провести расчет батарей отопления не так уж и сложно. Здесь важно учесть все параметры, которые влияют на саму систему. Правда, иногда сделать это бывает сложно.

Поэтому совет: привлекайте к данному процессу профессионалов — ведь небольшая ошибка или минимальный недочет могут привести к нежелательной ситуации. Вам будет просто не комфортно в квартире или доме зимой — когда температура воздуха не доходит до комнатной.

Источник: http://gidotopleniya.ru/radiatory-otopleniya/raschet-radiatorov-otoplenija-v-svoej-kvartire-358

Смотрите также:
25 марта 2022 года

Норма КВТ на квадратный метр

Автор Евгения На чтение 22 мин. Опубликовано

Норма КВТ на квадратный метр

Расчет отопления по площади помещения — подробный разбор методов

Если у вас возникла необходимость замены старых, вышедших из строя радиаторов, или же вы собираетесь произвести установку новой системы в строящемся доме, следует знать, как произвести расчет отопления по площади помещения.

Чтобы работа системы была эффективной, следует точно определить количество секций устанавливаемых радиаторов, чтобы теплоотдача и прогревание были оптимальными.

Если секций будет недостаточно, то комната никогда не прогреется должным образом, а большое их количество приведет к неэкономному и чрезмерному расходованию тепла, и соответственно пагубно скажется на ваших финансах и бютжете. Потребности помещений стандартного типа и планировки можно определить с помощью довольно простых расчетов, а чтобы добиться большей точности, необходимо обязательно учитывать и некоторые дополнительные параметры и особенности.

Простые вычисления по площади

Вычислить величину батарей отопления для определенного помещения можно, ориентируясь на его площадь. Это самый простой способ – использовать сантехнические нормы, которые предписывают, что тепловой мощности 100 Вт в час нужно для обогрева 1 кв.м. Надо помнить, что этот метод используется для помещений, у которых потолки стандартной высоты (2,5-2,7 метра), а результат получается несколько завышенным.
К тому же он не учитывает таких особенностей, как:

  • число окон и тип стеклопакетов на них;
  • количество в комнате наружных стен;
  • толщина стен здания и из какого материала они состоят;
  • тип и толщина использованного утеплителя;
  • диапазон температур в данной климатической зоне.

Тепло, которое для обогрева комнаты должны давать радиаторы: площадь следует умножить на тепловую мощность (100 Вт). К примеру, для комнаты в 18 кв.м требуется такая мощность батареи отопления:

18 кв.м х 100 Вт = 1800 Вт

То есть, в час для обогрева 18-ти квадратных метров необходимо 1,8 кВт мощности. Этот результат надо поделить на количество тепла, которое в час выделяет секция отопительного радиатора. Если данные в его паспорте указывают, что это составляет 170 Вт, то следующий этап вычислений выглядит так:

1800 Вт / 170 Вт = 10,59

Это число надо округлить до целого (обычно округляется в большую сторону) – получится 11. То есть, чтобы в комнате температура в отопительный сезон была оптимальной, необходимо установить радиатор отопления с 11-ю секциями.

Такой метод подходит только для вычисления величины батареи в помещениях с центральным отоплением, где температура теплоносителя не выше 70 градусов Цельсия.

Есть и более простой способ, который можно применять для обычных условий квартир панельных домов. В этом приблизительном расчете учитывается, что для обогрева 1,8 кв.м площади нужна одна секция. Другими словами, площадь помещения надо разделить на 1,8. Например, при площади 25 кв.м необходимо 14 частей:

25 кв.м / 1,8 кв.м = 13,89

Но такой метод расчета неприемлем для радиатора пониженной или повышенной мощности (когда средняя отдача одной секции варьируется в пределах от 120 до 200 Вт).

Рассмотрим метод вычислений для комнат с высокими потолками

Однако расчет отопления по площади не позволяет верно определить количество секций для комнат с потолками выше 3 метров. В этом случае надо применять формулу, учитывающую объем помещения. Для обогрева каждого кубического метра объема по рекомендациям СНИП необходим 41 Вт тепла. Так, для комнаты с потолками высотой 3 м и площадью 24 кв.м, расчет будет следующим:

24 кв.м х 3 м = 72 куб.м (объем комнаты).

72 куб.м х 41 Вт = 2952 Вт (мощность батареи для обогрева помещения).

Теперь следует узнать количество секций. В случае, если в документации радиатора указано, что теплоотдача одной его части в час составляет 180 Вт, надо разделить на это число найденную мощность батареи:

2952 Вт / 180 Вт = 16,4

Это число округляется до целого – получается, 17 секций, чтобы обогреть комнату объемом 72 куб.м.

Путём не сложных вычислений можно с лёгкостью определить нужные вам данные.

Дополнительные параметры, которые нужно учесть

Произведя примерный расчет количества секций радиаторов отопления для своей квартиры, не забудьте его откорректировать, приняв во внимание особенности помещения. Их нужно учитывать следующим образом:

  • для угловой комнаты (две стены выходят на улицу) с одним окном мощность радиатора надо увеличить на 20%, а при двух окнах – на 30%;
  • если радиатор монтируется в нише под окном, его теплоотдача снизится, это компенсируется увеличением мощности на 5%;
  • на 10% следует увеличить, если окна выходят на северную либо северо-восточную сторону;
  • экран, для красоты закрывающий радиаторы, «крадет» 15% их теплоотдачи, которые также надо учесть при расчете.

В самом начале следует рассчитать общее значение необходимой для помещения тепловой мощности, учитывая все наличествующие параметры и факторы. И лишь затем разделить это значение на количество тепла, которое выделяет в час одна секция. Результат при дробном значении, как правило, округляется до целого в большую сторону.

Специфика и другие особенности

Также возможна и другая специфика у помещений, для которых делается расчет, не все же они похожи и совершенно одинаковы. Это могут быть такие показатели как:

  • температура теплоносителя меньше 70 градусов – число частей соответственно предстоит увеличить;
  • отсутствие двери в проеме между двумя помещениями. Тогда требуется подсчитать общую площадь обоих помещений, чтобы вычислить количество радиаторов для оптимального обогрева;
  • установленные на окнах стеклопакеты препятствуют потере тепла, следовательно, можно монтировать меньше секций батареи.

При замене старых чугунных батарей, которые обеспечивали нормальную температуру в комнате, на новые алюминиевые или биметаллические, калькуляция весьма проста. Умножитьте теплоотдачу одной чугунной секции (в среднем 150 Вт). Результат разделите на количество тепла одной новой части.

Климатические зоны тоже важны

Не для кого ни секрет, что в разных климатических зонах имеется разная потребность в обогреве, поэтому при проектировании проекта необходимо учитывать и эти показатели.

Климатические зоны также имеют свои коэффициенты:

  • средняя полоса России имеет коэффициент 1,00, поэтому он не используется;
  • северные и восточные регионы: 1,6;
  • южные полосы: 0,7-0,9 (учитываются минимальные и среднегодовые температуры в регионе).

Данный коэффициент необходимо умножить на общую тепловую мощность, а полученный результат разделить на теплоотдачу одной части.

Выводы

Таким образом, расчет отопления по площади особых трудностей не представляет. Достаточно немного посидеть, разобраться и спокойно посчитать. С его помощью каждый владелец квартиры или дома может легко определить величину радиатора, который следует установить в комнате, кухне, ванной или в любом другом месте.

Если вы сомневаетесь в своих силах и знаниях – доверьте монтаж системы профессионалам. Лучше заплатить один раз профессионалам, чем сделать неправильно, демонтировать и повторно приступить к работе. Или же не сделать ничего вообще.

Расчет мощности отопления коттеджа — как все сделать правильно

Если вы построили собственный дом и уже готовы приступить к сооружению инженерных сетей, вам необходимо ознакомиться с некоторыми нюансами, которые будут влиять на правильность проведения монтажных работ. Давайте поговорим о системе отопления. И начнем с расчета отопления помещения.

Казалось бы, что тут можно рассчитывать — покупай котел, трубы и радиаторы, все это устанавливай и соединяй. Но не все так просто. Ведь вкладывать придется свои кровные. А правильно проведенный расчет системы позволит сэкономить немалые денежные средства.

Расчет отопительного котла

Это самый простой из расчетов, потому что мощность отопительного котла зависит от площади помещений, которые он будет отапливать. Для этого берут соотношение — 1 киловатт тепловой энергии обогревает 10 квадратных метров площади при высоте потолков не выше 3-х метров. Берете общую площадь дома, делите на 10 и получаете мощность отопительного котла.

Эту упрощенную формулу можно использовать только для одноконтурных устройств. Для двухконтурного агрегата расчет придется проводить по-другому. Например, дом площадью 240 квадратных метров не получится обогреть настенным котлом мощностью 24 киловатта. Один отопительный контур будет работать на обогрев помещений, а второй — на подогрев воды для бытовых нужд. Поэтому мощность придется разделить на 2, и получится, что таким котлом можно отапливать дом площадью не более 120 квадратных метров.

Однако специалисты рекомендуют приобретать котлы с большей мощностью для создания небольшого запаса — 10-15% бывает достаточно. Правда, многое будет зависеть от высоты потолков.

С одноконтурным прибором все гораздо проще, но и здесь необходим небольшой задел. Например, выбирая одноконтурный котел мощностью 24 киловатта, можно гарантировать, что он спокойно обогреет дом площадью 200 квадратных метров при высоте потолков 2,5-2,6 метров. Если потолки в доме 3 метра, то прибор сможет обогреть помещения общей площадью 170 квадратов. Вот такие манипуляции.

Расчет размеров и количества радиаторов

Расчет радиаторов отопления в квартире тоже очень важен. И здесь придется в первую очередь определить их количество, причем для каждого помещения отдельно. Для этого за основу нужно брать не площадь, а кубатуру. Если батарей будет мало, это обеспечит нехватку тепла, а значит, в комнатах всегда будет холодно. Если радиаторов будет слишком много, то за такое тепло придется заплатить больше, приобретая большее количество топлива. Так что все должно быть в меру.

Расчет радиаторов отопления условно делят на два этапа:

  1. Определение общего количества секций, необходимых для эффективного отопления помещения.
  2. Определение количества радиаторов.

При этом придется принять во внимание показатели теплоотдачи тех приборов, которые вы выбрали для установки в доме. Давайте рассмотрим один простой пример, который покажет, как подсчитать количество радиаторов.

Альтернативное подключение радиаторов отопления в автономной системе

Для примера возьмем комнату площадью 10 квадратных метров с высотой потолков 3 метра. Есть стандартный показатель, определяющий количество тепловой энергии, которой хватает для обогрева 1 кубометра пространства. Он равен 39-41 ватт. Чтобы подсчитать объем помещения, нужно умножить площадь на высоту комнаты — в нашем примере это 30 кубических метров. Теперь эту величину умножаем на 41 ватт. Итог — 1230 ватт. Это та мощность, которая потянет объем данного помещения.

Есть еще один стандартный показатель — это количество тепловой энергии, которую может выработать 1 секция радиатора. Оно равно 200 ваттам. Теперь полученную общую мощность делим на мощность одной секции —1230/200=6,15. Это и есть необходимое количество секций, которое нужно округлить в большую сторону. В итоге получается цифра «7». Значит, в этом помещении можно устанавливать радиатор с семью секциями. Вот так все просто.

Для угловых помещений расчет чугунных батарей проводят с применением дополнительного корректирующего коэффициента, который зависит от региона. Коэффициент равен 1,1-1,3. Чтобы не ошибиться, возьмите за основу максимальный показатель. Формула получится такой — 1230х1,3/200=7,995. Округляем до 8.

Внимание! В нашем случае количество секций не такое большое. Иногда это число зашкаливает за пару десятков. Для таких случаев совет — разбивать число секций на равное количество батарей, установленных равномерно по всему зданию и в идеале под окном.

Расчет остальных материалов для отопления

Для тех, кто никогда не сталкивался с монтажом системы отопления, будет очень сложно подсчитать необходимые материалы. Минимум, что нужно, это хотя бы иметь представление, как будет проводиться разводка труб, как будет обвязываться отопительный котел, и как будут подсоединяться батареи. Поэтому перед тем как начать подсчет, необходимо изучить схему работы отопительной системы. Если вы с этим не справитесь, то лучше обратиться к специалистам.

Схемы подключения радиаторов

Какие материалы нужны для отопительной системы? Рассмотрим их на примере двухконтурного котла. Чтобы подключить его к системе отопления дома, потребуется, как минимум, четыре шаровых крана с разъемными соединениями — по одному на каждый вход и выход двух контуров. К каждому крану по одному резьбовому переходнику, чтобы подключать его к трубопроводам. Обязательно потребуется два фильтра для механической очистки поступающей в котел воды.

Теперь переходим к обвязке радиаторов. Здесь нужны два крана (регулирующий и отсекающий), кран Маевского (для спуска воздуха), заглушка, два резьбовых переходника и два тройника для подсоединения патрубков к основной магистрали. И это комплект только на один радиатор. Чтобы подсчитать все необходимые изделия, придется умножить это на количество батарей, которые запланированы в вашем доме.

Что касается труб, то придется промерить расстояния от радиаторов до котла и полученный метраж умножить на два. Потому что многие системы работают по принципу подачи и обратки теплоносителя. Единственная проблема может возникнуть с диаметрами трубопроводов, но и здесь не все так сложно. Во многих системах используются, в основном, трубы от 20 до 32 миллиметров в диаметре. И если ваш дом по своим размерам не очень большой, то этот показатель будет достаточным.

Заключение по теме

Как видите, расчет мощности отопления коттеджа — дело серьезное. Здесь необходимо учитывать многие параметры самого дома. Но в целом эти математические выкладки не представляют ничего сложного, если в них разобраться.

Как провести расчет батарей отопления собственной квартиры?

Как провести расчет секций радиаторов отопления?

Как самостоятельно провести расчет системы отопления частного дома

Программа для расчета отопительной системы дома

Как правильно провести расчет тепловой энергии на отопление

Как рассчитать необходимую мощность обогревателя для помещения?

Правильно рассчитать мощность электрических обогревателей для дома, дачи или гаража лучше всего сможет специалист, который учтет множество факторов. Однако чтобы сэкономить на сторонней помощи, определить необходимый параметр можно самостоятельно. Рассмотрим, как рассчитать мощность обогревателя, чтобы сделать удачную покупку.

Обзор ассортимента

К устройствам обогрева относятся:

  • тепловые пушки;
  • конвекторы;
  • масляные и конвекционные радиаторы;
  • инфракрасные обогреватели;
  • тепловые завесы.

Перечисленное оборудование подбирается для определенных целей с учетом возможностей и необходимости обслуживания. Если производительность прибора не отвечает потребностям помещения, он будет нерационально расходовать энергию. Тепловые завесы в быту не используются. Они актуальны в магазинах, больших мастерских и на промышленных объектах. Остальные же можно встретить дома, на даче или в гараже. Именно для них актуален вопрос, как рассчитать мощность обогревателя.

Быстрый расчет производительности для отапливаемого помещения

Этот вариант очень прост, но не позволяет рассчитать мощность инфракрасного обогревателя. Требуется:

1. Замерить площадь (s).

2. Определить высоту стен (h).

3. Вычислить объем помещения (v), перемножив первые значения.

4. Результат вычисления кубатуры разделить на 30 – специально определенное число-коэффициент для такого типа вычислений.

Формула определяемой производительности выглядит так: W=s*h/30.

Например: площадь комнаты – 18 кв. м, высота ее стен – 2,8 м. Получаем кубатуру в 50,4 куб. м. Объем делим на 30 и видим результат – 1,68 кВт необходимо для подогрева комнаты и поддержания в ней тепла. В целом можно говорить, что для 10 кв. м (высота до 3 м) нужно до 1 кВт/ч.

Такой метод будет точнее, если учитывать местонахождение комнат в здании. Для кабинета в северной или угловой части увеличиваем прогнозированную производительность до 20%.

Как рассчитать мощность электрических обогревателей для гаража или склада

Этот алгоритм подходит для неотапливаемых хозяйственных помещений. Он учитывает объем, теплоизоляцию стен, разницу температур.

1. Определяем кубатуру помещения: v=s*h.

2. Высчитываем разницу температур (?T). От ожидаемой температуры отнимаем уличные показатели.

3. Полученные числа перемножаем вместе с коэффициентом термоизоляции (k) и выходит необходимое количество килокалорий в час, нужных для нагрева и поддержки тепла.

4. Все делим на 860. Результатом окажутся искомые киловатты.

Формула, позволяющая рассчитать мощность электрических обогревателей для гаража и других хозяйственных помещений: W=k*v*?T/860.

Коэффициент термоизоляции разный:

  • сооружения, не обладающие теплоизоляцией, – 4,0;
  • простые постройки из дерева или профнастила – от 3,0;
  • одинарная кирпичная кладки с простой оконной и кровельной конструкцией – от 2,0;
  • обычные постройки (советские многоэтажные дома, старые здания) – от 1,0;
  • современные сооружения или с дополнительным утеплением – от 0,6.

В качестве примера предлагаем рассчитать прогнозируемую мощность электрических обогревателей для гаража с кладкой из одинарного кирпича и несложной шиферной крышей. Допустим, его площадь – 24 кв. м, от пола до потолка – 3 м, температура на улице – -3 градуса, хотим получить тепло +15. Считаем по формуле:

W=2*24*3*(15 – (-3)/860=3 кВт, или W=2,9*24*3*(15 – (-3)/860=4,4 кВт.

Вывод: для обогрева в указанных условиях необходима производительность от 3 до 4,4 киловатта.

Инфракрасные обогреватели: как подсчитать их мощность?

Такое устройство нагревает предметы и людей, их тепло дальше распространяется по комнате. Поэтому требуемая производительность определяется иначе. Рассчитать мощность инфракрасного обогревателя в пространстве можно так: в зависимости от модели на 1 кв. м предполагаются затраты до 0,1 киловатта. Это число может начинаться от 0,01 кВт.

Обращайте внимание на заводские характеристики, чтобы понять, как рассчитать мощность обогревателя. Современные инфракрасные производители тепла дают существенную экономию и в неотапливаемом помещении. Но их эффективность в среднем в 2 раза меньше. То есть на 1 кв. м затраты могут достигать 0,2 киловатта.

Мощность отопления.

Непосредственно перед выбором котла для отопления дома, потребитель задается вопросом: какую мощность должен иметь котел для эффективного отопления дома и как правильно рассчитать эту мощность? Давайте разберемся в вопросе мощности отопления.

В случаях, когда мощность котла будет невысокой, а объем помещения внушительным, то такая система отопления не позволит прогреть дом до необходимой, комфортной температуры.

Для расчета систем отопления дома, вы можете воспользоваться калькулятором расчета отопления, теплопотерь дома.

Именно по этой причине, расчет мощности системы отопления является одним из важнейших вопросов, который возникает при выборе отопительного котла. Следует так же помнить и об экономии, ведь если приобрести котел высокой мощности (так сказать с запасом), то в помещении будет комфортно, но такая система отопления будет затратной, ведь за энергоноситель придётся платить, учитывая что холодное время года в России длится в течении 5-6 месяцев.

Расчет мощности отопления.

Ориентировочный расчет мощности котла отопления можно выполнить используя простую формулу:

Wкотла = S*Wуд / 10

  • S — площадь отапливаемого помещения;
  • Wуд — удельная мощность котла на 10 м 3 помещения, определяется с учетом климатических условий региона.

Так же существуют общепринятые значения удельной мощности отопления по климатическим зонам регионов:

  • Для районов Подмосковья Wуд = 1-1,5 кВт;
  • Для северных районов Wуд = 1,3-2 кВт;
  • Для южных районов Wуд = 0,6-0,9 кВт.

Часто строители используют усредненное значение, где Wуд, = 1.

Выполним расчет мощности отопления на конкретном примере:

  • Площадь отапливаемого помещения = 100 м 2
  • Удельная мощность 1,4 кВт (допускаем что зимы будут холодными)
  • Используем усредненное значение удельной мощности 1 кВт
  • Мощность котла 100*1,4/10=14 кВт
  • Мощность котла 100*1/10=10 кВт

Собственно для того чтобы прикинуть мощность отопления, можно воспользоваться данным способом, стоит отметить, что существуют системы отопления работающие на различных видах топлива, следовательно, для расчета таких систем отопления могут использоваться другие методы расчёта мощности.

Так же для расчета мощности котла можете использовать таблицу, которая будет приведена ниже.

Как рассчитать количество секций радиатора

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).

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 м 2 , 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 м 2 * 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 м 3 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 м 2 и высотой потолка 3 метра. Здание построено из кирпича. Радиаторы возьмем той же мощности: 140 Вт:

  • Находим объем. 16 м 2 * 3 м = 48 м 3
  • Считаем необходимое количество тепла (норма для кирпичных зданий 34 Вт). 48 м 3 * 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.

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 м 2 :

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

Как рассчитать количество секций радиатора по этим данным? Все еще проще. Если вы знаете площадь комнаты, делите ее на коэффициент. Например, комната 16 м 2 , для ее отопления примерно понадобится:

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

Сколько ватт нужно на квадратный метр для отопления

соотношение площади окна к площади пола:
  • 10% — 0,8
  • 20% — 0,9
  • 30% — 1,0
  • 40% — 1,1
  • 50% — 1,2
  • трехкамерный стеклопакет или аргон в двухкамерном стеклопакете — 0,85
  • обычный двухкамерный стеклопакет — 1,0
  • обычные двойные рамы — 1,27.

Стены и кровля

Для учета потерь важен материал стен, степень теплоизоляции, количество стен, выходящих на улицу. Вот коэффициенты для этих факторов.

  • кирпичные стены толщиной в два кирпича считаются нормой — 1,0
  • недостаточная (отсутствует) — 1,27
  • хорошая — 0,8

Наличие наружных стен:

  • внутреннее помещение — без потерь, коэффициент 1,0
  • одна — 1,1
  • две — 1,2
  • три — 1,3

На величину теплопотерь оказывает влияние отапливаемое или нет помещение находится сверху. Если сверху обитаемое отапливаемое помещение (второй этаж дома, другая квартира и т.п.), коэффициент уменьшающий — 0,7, если отапливаемый чердак — 0,9. Принято считать, что неотапливаемый чердак никак не влияет на температуру в и (коэффициент 1,0).

Нужно учесть особенности помещений и климата чтобы правильно рассчитать количество секций радиатора

Если расчет проводили по площади, а высота потолков нестандартная (за стандарт принимают высоту 2,7м), то используют пропорциональное увеличение/уменьшение при помощи коэффициента. Считается он легко. Для этого реальную высоту потолков в помещении делите на стандарт 2,7м. Получаете искомый коэффициент.

Посчитаем для примера: пусть высота потолков 3,0м. Получаем: 3,0м/2,7м=1,1. Значит количество секций радиатора, которое рассчитали по площади для данного помещения нужно умножить на 1,1.

Все эти нормы и коэффициенты определялись для квартир. Чтобы учесть теплопотери дома через кровлю и подвал/фундамент, нужно увеличить результат на 50%, то есть коэффициент для частного дома 1,5.

Климатические факторы

Можно внести корректировки в зависимости от средних температур зимой:

Внеся все требуемые корректировки, получите более точное количество требуемых на обогрев комнаты радиаторов с учетом параметров помещений. Но это еще не все критерии, которые оказывают влияние на мощность теплового излучения. Есть еще технические тонкости, о которых расскажем ниже.

Расчет разных типов радиаторов

Если вы собрались ставить секционные радиаторы стандартного размера (с осевым расстоянием 50см высоты) и уже выбрали материал, модель и нужный размер, никаких сложностей с расчетом их количества быть не должно. У большинства солидных фирм, поставляющих хорошее отопительное оборудование, на сайте указаны технические данные всех модификаций, среди которых есть и тепловая мощность. Если указана не мощность, а расход теплоносителя, то перевести в мощность просто: расход теплоносителя в 1л/мин примерно равен мощности в 1кВт (1000Вт).

Осевое расстояние радиатора определяется по высоте между центрами отверстий для подачи/отведения теплоносителя

Чтобы облегчить жизнь покупателям на многих сайтах устанавливают специально разработанную программу-калькулятор. Тогда расчет секций радиаторов отопления сводится к внесению данных по вашему помещению в соответствующие поля. А на выходе вы имеете готовый результат: количество секций данной модели в штуках.

Осевое расстояние определяют между центрами отверстий для теплоносителя

Но если просто пока прикидываете возможные варианты, то стоит учесть, что радиаторы одного размера из разных материалов имеют разную тепловую мощность. Методика расчета количества секций биметаллических радиаторов от расчета алюминиевых, стальных или чугунных ничем не отличается. Разной может быть только тепловая мощность одной секции.

Чтобы считать было проще, есть усредненные данные, по которым можно ориентироваться. Для одной секции радиатора с осевым расстоянием 50см приняты такие значения мощностей:

  • алюминиевые — 190Вт
  • биметаллические — 185Вт
  • чугунные — 145Вт.

Если вы пока только прикидываете, какой из материалов выбрать, можете воспользоваться этими данными. Для наглядности приведем самый простой расчет секций биметаллических радиаторов отопления, в котором учитывается только площадь помещения.

При определении количества отопительных приборов из биметалла стандартного размера (межосевое расстояние 50см) принимается, что одна секция может обогреть 1,8м 2 площади. Тогда на помещение 16м 2 нужно: 16м 2 /1,8м 2 =8,88шт. Округляем — нужны 9 секций.

Аналогично считаем для чугунные или стальные баратери. Нужны только нормы:

  • биметаллический радиатор — 1,8м 2
  • алюминиевый — 1,9-2,0м 2
  • чугунный — 1,4-1,5м 2 .

Это данные для секций с межосевым расстоянием 50см. Сегодня же в продаже есть модели с самой разной высоты: от 60см до 20см и даже еще ниже. Модели 20см и ниже называют бордюрными. Естественно, их мощность отличается от указанного стандарта, и, если вы планируете использовать «нестандарт», придется вносить коррективы. Или ищите паспортные данные, или считайте сами. Исходим из того, что теплоотдача теплового прибора напрямую зависит от его площади. С уменьшением высоты уменьшается площадь прибора, а, значит, и мощность уменьшается пропорционально. То есть, нужно найти соотношение высот выбранного радиатора со стандартом, а потом при помощи этого коэффициента откорректировать результат.

Расчет чугунных радиаторов отопления. Считать может по площади или объему помещения

Для наглядности сделаем расчет алюминиевых радиаторов по площади. Помещение то же: 16м 2. Считаем количество секций стандартного размера: 16м 2 /2м 2 =8шт. Но использовать хотим маломерные секции высотой 40см. Находим отношение радиаторов выбранного размера к стандартным: 50см/40см=1,25. И теперь корректируем количество: 8шт*1,25=10шт.

Корректировка в зависимости от режима отопительной системы

Производители в паспортных данных указывают максимальную мощность радиаторов: при высокотемпературном режиме использования — температура теплоносителя в подаче 90 о С, в обратке — 70 о С (обозначается 90/70) в помещении при этом должно быть 20 о С. Но в таком режиме современные системы отопления работают очень редко. Обычно используется режим средних мощностей 75/65/20 или даже низкотемпературный с параметрами 55/45/20. Понятно, что требуется расчет откорректировать.

Для учета режима работы системы нужно определить температурный напор системы. Температурный напор — это разница между температурой воздуха и отопительных приборов. При этом температура отопительных приборов считается как среднее арифметическое между значениями подачи и обратки.

Нужно учесть особенности помещений и климата чтобы правильно рассчитать количество секций радиатора

Чтобы было понятнее произведем расчет чугунных радиаторов отопления для двух режимов: высокотемпературного и низкотемпературного, секции стандартного размера (50см). Помещение то же: 16м 2. Одна чугунная секция в высокотемпературном режиме 90/70/20 обогревает 1,5м 2. Потому нам потребуется 16м 2 /1,5м 2 =10,6шт. Округляем — 11шт. В системе планируется использовать низкотемпературный режим 55/45/20. Теперь найдем температурный напор для каждой из систем:

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

То есть если будет использоваться низкотемпературный режим работы, понадобится в два раза больше секций для обеспечения помещения теплом. Для нашего примера на комнату 16м 2 требуется 22 секции чугунных радиаторов. Большая получается батарея. Это, кстати, одна из причин, почему этот вид отопительных приборов не рекомендуют использовать в сетях с низкими температурами.

При таком расчете можно принять во внимание и желаемую температуру воздуха. Если вы хотите, чтобы в помещении было не 20 о С а, например, 25 о С просто рассчитайте тепловой напор для этого случая и найдите нужный коэффициент. Сделаем расчет все для тех же чугунных радиаторов: параметры получатся 90/70/25. Считаем температурный напор для этого случая (90+70)/2-25=55 о С. Теперь находим соотношение 60 о С/55 о С=1,1. Чтобы обеспечить температуру в 25 о С нужно 11шт*1,1=12,1шт.

Зависимость мощности радиаторов от подключения и места расположения

Кроме всех описанных выше параметров теплоотдача радиатора изменяется в зависимости от типа подключения. Оптимальным считается диагональное подключение с подачей сверху, в таком случае потерь тепловой мощности нет. Самые большие потери наблюдаются при боковом подключении — 22%. Все остальные — средние по эффективности. Приблизительно величины потерь в процентах указаны на рисунке.

Потери тепла на радиаторах в зависимости от подключения

Уменьшается фактическая мощность радиатора и при наличии заграждающих элементов. Например, если сверху нависает подоконник, теплоотдача падает на 7-8%, если он не полностью перекрывает радиатор, то потери 3-5%. При установке сетчатого экрана, который не доходит до пола, потери примерно такие же, как и в случае с нависающим подоконником: 7-8%. А вот если экран закрывает полностью весь отопительный прибор, его теплоотдача уменьшается на 20-25%.

Количество тепла зависит и от установки

Количество тепла зависит и от места установки

Определение количества радиаторов для однотрубных систем

Есть еще один очень важный момент: все вышеизложенное справедливо для двухтрубной системы отопления. когда на вход каждого из радиаторов поступает теплоноситель с одинаковой температурой. Однотрубная система считается намного сложнее: там на каждый последующий отопительный прибор вода поступает все более холодная. И если хотите рассчитать количество радиаторов для однотрубной системы, нужно каждый раз пересчитывать температуру, а это сложно и долго. Какой выход? Одна из возможностей — определить мощность радиаторов как для двухтрубной системы, а потом пропорционально падению тепловой мощности добавлять секции для увеличения теплоотдачи батареи в целом.

В однотрубной системе вода на каждый радиатор поступает все более холодная

Поясним на примере. На схеме изображена однотрубная система отопления с шестью радиаторами. Количество батарей определили для двухтрубной разводки. Теперь нужно внести корректировку. Для первого отопительного прибора все остается по-прежнему. На второй поступает уже теплоноситель с меньшей температурой. Определяем % падения мощности и на соответствующее значение увеличиваем количество секций. На картинке получается так: 15кВт-3кВт=12кВт. Находим процентное соотношение: падение температуры составляет 20%. Соответственно для компенсации увеличиваем количество радиаторов: если нужно было 8шт, будет на 20% больше — 9 или 10шт. Вот тут и пригодится вам знание помещения: если это спальня или детская, округлите в большую сторону, если гостиная или другое подобное помещение, округляете в меньшую. Принимаете во внимание и расположение относительно сторон света: в северных округляете в большую, в южных — в меньшую.

В однотрубных системах нужно в расположенных дальше по ветке радиаторах добавлять секции

Этот метод явно не идеален: ведь получится, что последняя в ветке батарея должна будет иметь просто огромные размеры: судя по схеме на ее вход подается теплоноситель с удельной теплоемкостью равной ее мощности, а снять все 100% на практике нереально. Потому обычно при определении мощности котла для однотрубных систем берут некоторый запас, ставят запорную арматуру и подключают радиаторы через байпас, чтобы можно было отрегулировать теплоотдачу, и таким образом компенсировать падение температуры теплоносителя. Из всего этого следует одно: количество или/и размеры радиаторов в однотрубной системе нужно увеличивать, и по мере удаления от начала ветки ставить все больше секций.

Приблизительный расчет количества секций радиаторов отопления дело несложное и быстрое. А вот уточнение в зависимости от всех особенностей помещений, размеров, типа подключения и расположения требует внимания и времени. Зато вы точно сможете определиться с количеством отопительных приборов для создания комфортной атмосферы зимой.

На первый взгляд рассчитать, сколько секций радиатора установить в том или ином помещении – просто. Чем больше комната – тем из большего количества секций должен состоять радиатор. Но на практике то, насколько тепло будет в том или ином помещении зависит от более чем десятка факторов. Учитывая их, рассчитать нужное количество тепла от радиаторов, можно намного точнее.

Теплоотдача одной секции радиатора указана в технических характеристиках изделий от любого производителя. Количество радиаторов в помещении обычно соответствует количеству окон. Под окнами чаще всего и располагаются радиаторы. Их габариты зависят от площади свободной стены между окном и полом. Нужно учитывать, что от подоконника радиатор должен быть опущен не менее, чем на 10 см. А между полом и нижней линией радиатора расстояние должно быть не меньше 6 см. Эти параметры определяют высоту прибора.

Теплоотдача одной секции чугунного радиатора – 140 ватт, более современных металлических – от 170 и выше.

Можно производить расчет количества секций радиаторов отоплениявыходя из площади помещения или же его объема.

По нормам считается, что на обогрев одного квадратного метра помещения нужно 100 ватт тепловой энергии. Если же исходить из объема, то тогда количество тепла на 1 кубический метр будет составлять не менее 41 ватта.

Но ни один из этих способов не будет точным если не учитывать особенностей того или иного помещения, количества и размер окон, материал стен, и многое другое. Поэтому рассчитывая секции радиатора по стандартной формуле, будем добавлять коэффициенты, созданные тем или иным условием.

Площадь помещения – расчет количества секций радиаторов отопления

Такой расчет обычно применяется к помещениям, расположенным в стандартных панельных жилых домах с высотой потолка до 2,6 метра.

Площадь комнаты множится на 100 (количество тепла для 1м2) и делится на указанную производителем теплоотдачу одной секции радиатора. Например: площадь комнаты 22 м2, теплоотдача одной секции радиатора – 170 ватт.

Для этой комнаты нужно 13 секций радиатора.

Если же одна секция радиатора будет иметь 190 ватт теплоотдачи, то получим 22Х100/180=11,57 , то есть можно ограничиться 12 секциями.

К расчетам нужно добавить 20% если комната имеет балкон или находится в торце дома. Батарея, установленная в нише, еще на 15% снизит теплоотдачу. Но в кухне будет на 10-15% теплее.

Производим расчеты по объему помещения

Для панельного дома со стандартной высотой потолков, как уже указывалось выше, расчет тепла производится из потребности 41 ватт на 1м3. Но если дом новый, кирпичный, в нем установлены стеклопакеты, а наружные стены утеплены, то нужно уже 34 ватт на 1м3.

Формула расчета количества секций радиатора выглядит так: объем (площадь, умноженная на высоту потолка) умножается на 41 или 34 (в зависимости от типа дома) и делится на теплоотдачу одной секции радиатора, указанного в паспорте производителя.

Площадь комнаты 18 м2, высота потолка 2, 6 м. Дом – типичная панельная постройка. Теплоотдача одной секции радиатора – 170 ватт.

18Х2,6Х41/170=11,2. Итак, нам нужно 11 секций радиатора. Это при условии, что комната не угловая и в ней нет балкона, в противном случае лучше установить 12 секций.

Посчитаем максимально точно

А вот формула, по которой максимально точно можно сделать расчет количества секций радиатора:

Площадь помещения умноженная на 100 ватт и на коэффициенты q1, q2, q3, q4, q5, q6, q7 и поделенная на теплоотдачу одной секции радиатора.

Подробнее об этих коэффициентах:

q1 – тип остекления: при тройном стеклопакете коэффициент будет 0,85, при двойном стеклопакете — 1 и при обычном остеклении – 1,27.

q2 – теплоизоляция стен:

  • современная теплоизоляция – 0,85;
  • кладка в 2 кирпича с утеплителем – 1;
  • неутепленные стены — 1,27.

q3 – соотношение площадей окон и пола:

  • 10% — 0,8;
  • 30% — 1;
  • 50% — 1,2.

q4 — минимальная наружная температура:

  • -10 градусов – 0,7;
  • -20 градусов – 1,1;
  • -35 градусов – 1,5.

q5 – количество наружных стен:

  • 1 – 1,1;
  • 2 – 1,2;
  • 3 – 1,3.

q6 – тип помещения, которое находится выше расчетного:

  • обогреваемое — 0,8;
  • чердачное обогреваемое — 0,9;
  • чердачное необогреваемое – 1.

q7 – высота потолка:

  • 2,5 – 1;
  • 3 – 1,05;
  • 3,5 – 1,1.

Если будут учтены все вышеперечисленные коэффициенты, посчитать количество секций радиатора в помещении можно будет максимально точно.

Правильный расчёт секций радиаторов отопления — довольно важная задача для каждого домовладельца. Если будет использовано недостаточное количество секций, помещение не прогреется во время зимних холодов, а приобретение и эксплуатация слишком больших радиаторов повлечёт неоправданно высокие расходы на отопление.

Для стандартных помещений можно воспользоваться самыми простыми расчётами, однако иногда возникает необходимость учесть различные нюансы, чтобы получить максимально точный результат.

Общие рекомендации по расчётам и требования

Для выполнения расчётов нужно знать определённые параметры

  • Габариты помещения, которое необходимо отопить;
  • Вид батареи, материал ее изготовления;
  • Мощность каждой секции или цельной батареи в зависимости от ее вида;
  • Максимально допустимое количество секций выбранной модели радиатора;

По материалу изготовления радиаторы разделяются так:

  • Стальные. Эти радиаторы имеют тонкие стенки и весьма элегантный дизайн, но популярностью они не пользуются из-за многочисленных недостатков. К ним можно отнести малую теплоемкость, быстрый нагрев и остывание. При гидравлических ударах в местах соединений часто возникает течь, а дешевые модели быстро ржавеют и работают недолго. Обычно бывают цельные, не разделяются на секции, мощность стальных батарей указана в паспорте.
  • Чугунные радиаторы знакомы каждому человеку с детства, это традиционный материал, из которого делают долговечные и обладающие прекрасными техническими характеристиками батареи. Каждая секция чугунной гармошки советских времен выдавала теплоотдачу 160 Вт. Это сборная конструкция, количество секций в ней ничем не ограничено. Могут быть как современного, так и винтажного дизайна. Чугун прекрасно держит тепло, не подвержен коррозии, абразивному износу, совместимы с любыми теплоносителями.
  • Алюминиевые батареи легки, современны, имеют высокую теплоотдачу, благодаря своим достоинствам приобретают все большую популярность у покупателей. Теплоотдача одной секции доходит до 200 Вт, выпускаются они и цельными конструкциями. Из минусов можно отметить кислородную коррозию, но эту проблему решают при помощи анодного оксидирования металла.
  • Биметаллические радиаторы состоят из внутренних коллекторов и внешнего теплообменника. Внутренняя часть сделана из стали, а внешняя – из алюминия. Высокие показатели теплоотдачи, до 200 Вт, сочетаются с прекрасной износостойкостью. Относительный минус этих батарей – высокая цена по сравнению с другими видами.

Материалы радиаторов отличаются своими характеристиками, что влияет на расчёты

Как рассчитать количество секций радиаторов отопления для комнаты

Произвести расчёты можно несколькими способы, в каждом из которых используются определённые параметры.

По площади помещения

Предварительный расчёт можно сделать, ориентируясь на площадь помещения, для которого покупаются радиаторы. Это очень простое вычисление, которое подходит для комнат с низкими потолками (2,40-2,60 м). Согласно строительным нормам для обогрева понадобится 100 Вт тепловой мощности на каждый квадратный метр помещения.

Вычисляем количество тепла, которое понадобится для всей комнаты. Для этого площадь умножаем на 100 Вт, т. е. для комнаты в 20 кв. м расчётная тепловая мощность составит 2 000 Вт (20 кв. м*100 Вт) или 2 кВт.

Правильный расчёт радиаторов отопления необходим, чтобы гарантировать достаточное количество тепла в доме

Этот результат нужно разделить на теплоотдачу одной секции, указанную производителем. Например, если она равна 170 Вт, то в нашем случае необходимое количество секций радиатора будет составлять: 2 000 Вт/170 Вт = 11,76, т. е. 12, поскольку результат следует округлить до целого числа. Округление обычно осуществляется в сторону увеличения, однако для помещений, в которых теплопотери ниже среднего, например, для кухни, можно округлять в меньшую сторону.

Обязательно следует учесть возможные теплопотери в зависимости от конкретной ситуации. Разумеется, комната с балконом или расположенная в углу здания теряет тепло быстрее. В этом случае следует увеличить значение расчётной тепловой мощности для комнаты на 20%. Примерно на 15-20% стоит повысить расчеты, если планируется скрыть радиаторы за экраном или монтировать их в нишу.

А чтобы вам было удобнее считать онлайн, мы сделали для вас этот калькулятор:

Для комнаты с площадью ‘+s_room+’м2 необходимо ‘+value+’ секций с теплоотдачей ‘+t_room+’ Вт

Поля заполнены неправильно. Пожалуйста, заполните все поля верно для расчета количества секций

Поля заполнены неправильно. Пожалуйста, заполните все поля верно для расчета количества секций

По объёму

Более точные данные можно получить, если сделать расчёт секций радиаторов отопления с учётом высоты потолка, т. е. по объёму помещения. Принцип здесь примерно такой же, как и в предыдущем случае. Сначала вычисляется общая потребность в тепле, затем рассчитывают количество секций радиаторов.

Если радиатор будет скрыт экраном, нужно увеличить потребность помещения в тепловой энергии на 15-20%

Согласно рекомендациям СНИП на обогрев каждого кубического метра жилого помещения в панельном доме необходим 41 Вт тепловой мощности. Умножив площадь комнаты на высоту потолка, получаем общий объём, который умножаем на это нормативное значение. Для квартир с современными стеклопакетами и наружным утеплением понадобится меньше тепла, всего 34 Вт на кубический метр.

Например, рассчитаем необходимое количество тепла для комнаты площадью 20 кв. м с потолком высотой 3 метра. Объём помещения составит 60 куб. м (20 кв. м*3 м). Расчетная тепловая мощность в этом случае будет равна 2 460 Вт (60 куб. м*41 Вт).

А как рассчитать количество радиаторов отопления? Для этого нужно разделить полученные данные на указанную производителем теплоотдачу одной секции. Если взять, как и в предыдущем примере, 170 Вт, то для комнаты будет нужно: 2 460 Вт / 170 Вт = 14,47, т. е. 15 секций радиатора.

Производители стремятся указывать завышенные показатели теплоотдачи своей продукции, предполагая, что температура теплоносителя в системе будет максимальной. В реальных условиях это требование соблюдается редко, поэтому следует ориентироваться на минимальные показатели теплоотдачи одной секции, которые отражены в паспорте изделия. Это сделает расчёты более реалистичными и точными.

Если помещение нестандартное

К сожалению, далеко не каждая квартира может считаться стандартной. Ещё в большей степени это относится к частным жилым домам. Как же произвести расчёты с учётом индивидуальных условий их эксплуатации? Для это понадобится учесть множество различных факторов.

При расчёте количества секций отопления нужно учесть высоту потолка, количество и размеры окон, наличие утепления стен и т. п.

Особенность этого метода состоит в том, что при вычислении необходимого количества тепла используется ряд коэффициентов, учитывающих особенности конкретного помещения, способные повлиять на его способность сохранять или отдавать тепловую энергию.

Формула для расчетов выглядит так:

КТ=100 Вт/кв. м* П*К1*К2*К3*К4*К5*К6*К7, где

КТ — количество тепла, необходимого для конкретного помещения;
П — площадь комнаты, кв. м;
К1 — коэффициент, учитывающий остекление оконных проемов:

  • для окон с обычным двойным остеклением — 1,27;
  • для окон с двойным стеклопакетом — 1,0;
  • для окон с тройным стеклопакетом — 0,85.

К2 — коэффициент теплоизоляции стен:

  • низкая степень теплоизоляции — 1,27;
  • хорошая теплоизоляция (кладка в два кирпича или слой утеплителя) — 1,0;
  • высокая степень теплоизоляции — 0,85.

К3 — соотношение площади окон и пола в помещении:

  • 50% — 1,2;
  • 40% — 1,1;
  • 30% — 1,0;
  • 20% — 0,9;
  • 10% — 0,8.

К4 — коэффициент, позволяющий учесть среднюю температуру воздуха в самую холодную неделю года:

  • для -35 градусов — 1,5;
  • для -25 градусов — 1,3;
  • для -20 градусов — 1,1;
  • для -15 градусов — 0,9;
  • для -10 градусов — 0,7.

К5 — корректирует потребность в тепле с учетом количества наружных стен:

  • одна стена— 1,1;
  • две стены— 1,2;
  • три стены— 1,3;
  • четыре стены— 1,4.

К6 — учет типа помещения, которое расположено выше:

  • холодный чердак — 1,0;
  • отапливаемый чердак — 0,9;
  • отапливаемое жилое помещение — 0,8

К7 — коэффициент, учитывающий высоту потолков:

  • при 2,5 м — 1,0;
  • при 3,0 м — 1,05;
  • при 3,5 м — 1,1;
  • при 4,0 м — 1,15;
  • при 4,5 м — 1,2.

Остается полученный результат разделить на значение теплоотдачи одной секции радиатора и полученный результат округлить до целого числа.

Как корректировать результаты расчётов

При расчёте количества секций необходимо учесть и потери тепла. В доме тепло может уходить в довольно значительном количестве через стены и примыкания, пол и подвал, окна, кровлю, систему естественной вентиляции.

Причём можно и сэкономить, если утеплить откосы окон и дверей или лоджию, убрав по 1-2 секции, полотенцесушители и плита в кухне также позволяют убрать одну секцию радиатора. Использование камина и системы теплых полов, правильное утепление стен и пола сведет теплопотери к минимуму и также позволит уменьшить размер батареи.

Теплопотери обязательно нужно учесть при расчётах

Количество секций может меняться в зависимости от режима работы отопительной системы, а также от места расположения батарей и подключения системы в отопительный контур.

В частных домах используется автономное отопление, эта система эффективнее централизованной, которая применяется в многоквартирных домах.

Способ подключения радиаторов также влияет на показатели теплоотдачи. Диагональный способ, когда подача воды происходит сверху, считается самым экономичным, а боковое подключение создает потери 22%.

Количество секций может зависеть от режима системы отопления и способа подключения радиаторов

Для однотрубных систем конечный результат также подлежит коррекции. Если двухтрубные радиаторы получают теплоноситель одной температуры, то однотрубная система работает по-другому, и каждая последующая секция получает остывшую воду. В таком случае сначала делают расчёт для двухтрубной системы, а топом увеличивают количество секций с учетом тепловых потерь.

Схема расчёта однотрубной системы отопления представлена ниже.

В случае с однотрубной системой следующие друг за другом секции получают остывшую воду

Если на входе мы имеем 15 кВт, то на выходе остается 12 кВт, значит потеряно 3 кВт.

Для комнаты с шестью батареями потери составят в среднем около 20%, что создаст необходимость добавления двух секций на батарею. Последняя батарея при таком расчёте должна быть огромных размеров, для решения проблемы применяют монтаж запорной арматуры и подключение через байпас для регулировки теплоотдачи.

Некоторые производители предлагают более простой способ получить ответ. На их сайтах можно найти удобный калькулятор, специально предназначенный для того чтобы сделать данные вычисления. Чтобы воспользоваться программой, нужно ввести необходимые значения в соответствующие поля, после чего будет выдан точный результат. Или же можно воспользоваться специальной программой.

Такой расчёт количества радиаторов отопления включает практически все нюансы и базируется на довольно точном определении потребности помещения в тепловой энергии.

Корректировки позволяют сэкономить на покупке лишних секций и оплате счетов за отопление, обеспечат на долгие годы экономичную и эффективную работу системы отопления, а также позволяют создать комфортную и уютную атмосферу тепла в доме или квартире.

Расчет отопления помещения — как провести его без помощи специалиста

Как определить мощность отопления

Если вы построили собственный дом и уже готовы приступить к сооружению инженерных сетей, вам необходимо ознакомиться с некоторыми нюансами, которые будут влиять на правильность проведения монтажных работ. Давайте поговорим о системе отопления. И начнем с расчета отопления помещения.

Казалось бы, что тут можно рассчитывать — покупай котел, трубы и радиаторы, все это устанавливай и соединяй. Но не все так просто. Ведь вкладывать придется свои кровные. А правильно проведенный расчет системы позволит сэкономить немалые денежные средства.

Расчет отопительного котла

Это самый простой из расчетов, потому что мощность отопительного котла зависит от площади помещений, которые он будет отапливать. Для этого берут соотношение — 1 киловатт тепловой энергии обогревает 10 квадратных метров площади при высоте потолков не выше 3-х метров. Берете общую площадь дома, делите на 10 и получаете мощность отопительного котла.

Эту упрощенную формулу можно использовать только для одноконтурных устройств. Для двухконтурного агрегата расчет придется проводить по-другому. Например, дом площадью 240 квадратных метров не получится обогреть настенным котлом мощностью 24 киловатта. Один отопительный контур будет работать на обогрев помещений, а второй — на подогрев воды для бытовых нужд. Поэтому мощность придется разделить на 2, и получится, что таким котлом можно отапливать дом площадью не более 120 квадратных метров.

Однако специалисты рекомендуют приобретать котлы с большей мощностью для создания небольшого запаса — 10-15% бывает достаточно. Правда, многое будет зависеть от высоты потолков.

С одноконтурным прибором все гораздо проще, но и здесь необходим небольшой задел. Например, выбирая одноконтурный котел мощностью 24 киловатта, можно гарантировать, что он спокойно обогреет дом площадью 200 квадратных метров при высоте потолков 2,5-2,6 метров. Если потолки в доме 3 метра, то прибор сможет обогреть помещения общей площадью 170 квадратов. Вот такие манипуляции.

Расчет размеров и количества радиаторов

Расчет радиаторов отопления в квартире тоже очень важен. И здесь придется в первую очередь определить их количество, причем для каждого помещения отдельно. Для этого за основу нужно брать не площадь, а кубатуру. Если батарей будет мало, это обеспечит нехватку тепла, а значит, в комнатах всегда будет холодно. Если радиаторов будет слишком много, то за такое тепло придется заплатить больше, приобретая большее количество топлива. Так что все должно быть в меру.

Расчет радиаторов отопления условно делят на два этапа:

  1. Определение общего количества секций, необходимых для эффективного отопления помещения.
  2. Определение количества радиаторов.

При этом придется принять во внимание показатели теплоотдачи тех приборов, которые вы выбрали для установки в доме. Давайте рассмотрим один простой пример, который покажет, как подсчитать количество радиаторов.

Альтернативное подключение радиаторов отопления в автономной системе

Для примера возьмем комнату площадью 10 квадратных метров с высотой потолков 3 метра. Есть стандартный показатель, определяющий количество тепловой энергии, которой хватает для обогрева 1 кубометра пространства. Он равен 39-41 ватт. Чтобы подсчитать объем помещения, нужно умножить площадь на высоту комнаты — в нашем примере это 30 кубических метров. Теперь эту величину умножаем на 41 ватт. Итог — 1230 ватт. Это та мощность, которая потянет объем данного помещения.

Есть еще один стандартный показатель — это количество тепловой энергии, которую может выработать 1 секция радиатора. Оно равно 200 ваттам. Теперь полученную общую мощность делим на мощность одной секции —1230/200=6,15. Это и есть необходимое количество секций, которое нужно округлить в большую сторону. В итоге получается цифра «7». Значит, в этом помещении можно устанавливать радиатор с семью секциями. Вот так все просто.

Для угловых помещений расчет чугунных батарей проводят с применением дополнительного корректирующего коэффициента, который зависит от региона. Коэффициент равен 1,1-1,3. Чтобы не ошибиться, возьмите за основу максимальный показатель. Формула получится такой — 1230х1,3/200=7,995. Округляем до 8.

Внимание! В нашем случае количество секций не такое большое. Иногда это число зашкаливает за пару десятков. Для таких случаев совет — разбивать число секций на равное количество батарей, установленных равномерно по всему зданию и в идеале под окном.

Расчет остальных материалов для отопления

Для тех, кто никогда не сталкивался с монтажом системы отопления, будет очень сложно подсчитать необходимые материалы. Минимум, что нужно, это хотя бы иметь представление, как будет проводиться разводка труб, как будет обвязываться отопительный котел, и как будут подсоединяться батареи. Поэтому перед тем как начать подсчет, необходимо изучить схему работы отопительной системы. Если вы с этим не справитесь, то лучше обратиться к специалистам.

Схемы подключения радиаторов

Какие материалы нужны для отопительной системы? Рассмотрим их на примере двухконтурного котла. Чтобы подключить его к системе отопления дома, потребуется, как минимум, четыре шаровых крана с разъемными соединениями — по одному на каждый вход и выход двух контуров. К каждому крану по одному резьбовому переходнику, чтобы подключать его к трубопроводам. Обязательно потребуется два фильтра для механической очистки поступающей в котел воды.

Теперь переходим к обвязке радиаторов. Здесь нужны два крана (регулирующий и отсекающий), кран Маевского (для спуска воздуха), заглушка, два резьбовых переходника и два тройника для подсоединения патрубков к основной магистрали. И это комплект только на один радиатор. Чтобы подсчитать все необходимые изделия, придется умножить это на количество батарей, которые запланированы в вашем доме.

Что касается труб, то придется промерить расстояния от радиаторов до котла и полученный метраж умножить на два. Потому что многие системы работают по принципу подачи и обратки теплоносителя. Единственная проблема может возникнуть с диаметрами трубопроводов, но и здесь не все так сложно. Во многих системах используются, в основном, трубы от 20 до 32 миллиметров в диаметре. И если ваш дом по своим размерам не очень большой, то этот показатель будет достаточным.

Заключение по теме

Как видите, расчет мощности отопления коттеджа — дело серьезное. Здесь необходимо учитывать многие параметры самого дома. Но в целом эти математические выкладки не представляют ничего сложного, если в них разобраться.

Расчет отопления панорамного окна | iTermic store

На сегодняшний день все более популярно становится строительство жилья с панорамным остеклением. Это модно, красиво, современно, эстетично и еще с десяток плюсов к такому дизайну архитектуры. Правда и минусы тоже есть, особенно по отоплению такого помещения, другие возможные минусы и нюансы панорамного остекления пока трогать не будем, да и не наша это тема, будем говорить только об отоплении!

Не секрет, что самое холодное месту в доме, это у окна, так как насколько хорошее по качеству теплоизоляции у вас не было бы окно, стеклопакеты тройные четверные и т.д. Через это окно в любом случае идут самые большие теплопотери помещения – от него просто холодно! Даже, если вы используете приборы отопления, скажем стандартные секционные радиаторы отопления в таком помещении, то от окна всегда будет веять холодом, особенно в лютые морозы. Поэтому очень важно чтобы окно было тёплым – отсечь те самые теплопотери через него.

Для отопления больших панорамных окон часто используют внутрипольные (встраиваемые в пол) конвекторы водяного отопления. Тем самым поддерживая эстетическую составляющую панорамного остекления – сам прибор не виден, так как смонтирован в стяжку пола, а видна лишь от него сверху декоративная решетка, алюминиевая или деревянная.

Теперь о важности подбора, расчета внутрипольного конвектора под панорамное окно. Как уже было написано выше, задача внутрипольного конвектора согреть окно, отсечь теплопотери помещения через него, поэтому важно понимать, что внутрипольный конвектор идеален, как дополнительный источник тепла работающий на отопление окна. Рассчитать можно довольно просто, есть много методик инженерного расчета учитывающие много показателей, но мы просто приведём пример для простого человека подбирающего себе конвектор.

Возьмём с небольшим запасом средние теплопотери через панорамное окно 80 Вт на 1 м2 (при условии хорошего современного стеклопакета). Высчитаем площадь вашего окна, например, окно шириной 3 метра и высотой 2,5 метра.

Расчет: 3 х 2,5 = получаем 7,5 м2, далее 7,5 х 80 (теплопотери через окно) = получаем 600 Вт теплопотерь через площадь панорамного окна. Теперь мы знаем что нам нужен прибор, который по своей мощности перекроет эти потери в 600 Вт.

К примеру, для такого окна из наших внутрипольных конвекторов подойдёт itermic ITTL глубиной 7 см, шириной 22 см, и длиной 2,6 метра. При среднем температурном напоре в наших системах отопления (+75С) он отдаст около 800 Вт тепла, что перекроет наши потери через окно с запасом. Останется теперь только выбрать подходящую декоративную решётку для него.

В приведенном расчете учитывается только отопление на окно, в таком помещении так же необходимо будет установить на противоположные стены или в другие места дополнительные приборы отопления, которые будет отапливать именно оставшиеся квадратные метры комнаты. При этом окно зимой будет тёплым, на нём не будет собираться конденсат и соответственно оно уже не промерзнет.

Очень часто люди хотят, чтобы конвектор был в роли основного источника отопления, работал не только на окно так еще и на помещение. Да, можно сделать и так, но учитывайте, что в этом случае конвектор будет большим по своему типоразмеру, громоздким – большая глубина 14 – 19 см, и приличная ширина 35 – 40 см.

Для основного отопления помещения внутрипольными конвекторами можно использовать приборы с принудительной конвекцией (с вентиляторами) или с помощью напольных конвекторов, но это уже тема отдельного большого разговора.

Тепла Вам!

Related Posts

Расчет отопления по объему помещения

 

Расчет количества секций радиаторов отопления: по площади и объему

Рассчитать нужную площадь поверхности отопительного прибора, т.е. его размер и количество секций, исходя из объема или площади помещения, типа радиатора и схемы подключения к трубам.

Формулы позволяют получать результат разной степени точности, поскольку учитывают различное количество параметров.

Для жилых помещений вычисляют необходимое количество приборов и мощность каждого.

Средние стандартные значения мощности секции радиаторов из разных материалов:

  • Стальные – 110-150- Вт
  • Чугунные – 160 Вт;
  • Биметаллические – 180 Вт;
  • Алюминиевые – 200 Вт.

Количество самих приборов обычно соответствует количеству окон в помещении, возможна установка дополнительных радиаторов на глухие холодные стены.

Расчет по площади помещения

Все расчеты необходимой мощности отопительных приборов основаны на строительных нормах, принятых на сегодняшний день:

Например, площадь комнаты 25 метров, 25 умножаем на 100 (Вт). Получается 2500 Вт, или 2,5 кВт.

Стальной радиатор обладает небольшой мощностью

Полученную величину делим на мощность одной секции выбранной модели радиатора, допустим она равна 150 Вт.

Таким образом, 2500 / 150, получается 16,7. Результат округляется в большую сторону, поэтому 17. Значит для отопления такой комнаты потребуется 17 секций радиатора.

Округление можно произвести в меньшую сторону, если речь идет о помещениях с маленькими тепло потерями или дополнительными источниками тепла, например кухня.

Это очень грубый и округленный расчет, поскольку здесь не учитываются никакие дополнительные параметры:

  • Толщина и материал стен здания;
  • Тип утеплителя и толщина его слоя;
  • Количество наружных стен в помещении;
  • Количество окон в помещении;
  • Наличие и тип стеклопакетов;
  • Климатическая зона, диапазон температур.

Учет дополнительных параметров

  • К результату следует прибавить 20%, если в комнате есть балкон или эркерное окно;
  • Если в комнате два полноценных оконных проема или две наружные стены(угловое расположение), то к этой полученной величине следует прибавить 30%.
  • Если планируется монтаж декоративных экранов для радиаторов или загородок, прибавляют еще 10-15%.
  • Установленные качественные стеклопакеты позволят отнять от итога 10-15%.
  • Понижение температуры теплоносителя на 10 градусов (норма +70) потребует увеличения количества секций или мощности радиатора на 18%.
  • Особенности системы отопления — если теплоноситель подается через нижнее отверстие, а выходит через верхнее, то радиатор недодает около 7-10% мощности.
  • Для того, чтобы сделать некоторый запас мощности, на случай нетипичного похолодания и проч. принято добавлять к итоговому результату 15%.

Коэффициенты климатических регионов

  • Для средней полосы России коэффициент не используется (он принят за 1).
  • Для северных и восточных регионов применяют коэффициент 1,6.
  • Южные регионы 0,7- 0,9, в зависимости от минимальных и среднегодовых температур.

Таким образом, чтобы сделать поправку на климатическую зону, нужно полученный результат тепловой мощности умножить на необходимый коэффициент.

Формулы для расчета мощности и количества радиаторов отопления


Формулы для расчета радиаторов по площади помещения или по объему. Формула для частного дома с высокой точностью. Расчет для лофта, мансарды, не

Источник: domtechs.com

 

Как рассчитать количество секций радиатора

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).

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 м 2 , 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 м 2 * 95 Вт = 1520 Вт.

Теперь считаем количество: 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 м 3 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 м 2 и высотой потолка 3 метра. Здание построено из кирпича. Радиаторы возьмем той же мощности: 140 Вт:

  • Находим объем. 16 м 2 * 3 м = 48 м 3
  • Считаем необходимое количество тепла (норма для кирпичных зданий 34 Вт). 48 м 3 * 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.

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 средине 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 м 2 :

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

Как рассчитать количество секций радиатора по этим данным? Все еще проще. Если вы знаете площадь комнаты, делите ее на коэффициент. Например, комната 16 м 2 , для ее отопления примерно понадобится:

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

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.

Расчет секций радиаторов: по площади, объему


Во время ремонта ставить старую чугунную “гармошку” очень не хочется: есть более привлекательные радиаторы. В этом случае вам понадобится расчет секций радиаторов, ведь большинство из них имеет секционное строение.

Источник: stroychik.ru

 

Расчет количества радиаторов отопления по площади и объему помещения

При замене батарей или переходе на индивидуальное отопление в квартире встает вопрос о том, как рассчитать количество радиаторов отопления и число секций приборов. Если мощность батарей окажется недостаточной, в холодное время года в квартире будет прохладно. Избыточное количество секций не только ведет к ненужным переплатам – при системе отопления с однотрубной разводкой жильцы нижних этажей останутся без тепла. Рассчитать оптимальную мощность и количество радиаторов можно, опираясь на площадь или объем комнаты, учитывая при этом особенности помещения и специфику разных видов батарей.

Расчет по площади

Наиболее распространенной и простой методикой является способ расчета мощности приборов, требуемой для обогрева, по площади обогреваемого помещения. Согласно усредненной норме, на отопление 1 кв. метр площади требуется 100 Вт тепловой мощности. В качестве примера рассмотрим комнату, имеющую площадь 15 кв. метров. Согласно данному методу, для ее обогрева потребуется 1500 Вт тепловой энергии.

При использовании данной методики нужно учесть несколько важных моментов:

  • норма в 100 Вт на 1 кв. метр площади относится к средней климатической полосе, в южных регионах для обогрева 1 кв. метра помещения требуется меньшая мощность – от 60 до 90 Вт;
  • для областей с суровым климатом и очень холодной зимой на обогрев 1 кв. метра требуется от 150 до 200 Вт;
  • метод подходит для помещений со стандартной высотой потолков, не превышающей 3 метра;
  • способ не учитывает потери тепла, которые будут зависеть от расположения квартиры, количества окон, качества утепления, материала стен.

Методика расчета по объему помещения

Способ расчетов с учетом объема потолка будет более точным: он учитывает высоту потолков в квартире и материал, из которого сделаны наружные стены. Последовательность вычислений будет следующей:

  1. Определяется объем помещения, для этого площадь комнаты умножается на высоту потолка. Для комнаты площадью 15 кв. м. и высотой потолка 2,7 м он будет равен 40,5 кубометрам.
  2. В зависимости от материала стен на обогрев одного кубометра воздуха тратится разное количество энергии. По нормам СНиП для квартиры в кирпичном доме этот показатель равен 34 Вт, для панельного дома – 41 Вт. Значит, полученный объем нужно умножить на 34 или на 41 Вт. Тогда для кирпичного здания на обогрев комнаты в 15 квадратов потребуется 1377 Вт (40,5*34), для панельного – 1660, 5 Вт (40,5*41).

Корректировка результатов

Любой из выбранных способов покажет лишь приблизительный результат, если не будут учитываться все факторы, влияющие на уменьшение или увеличение теплопотерь. Для точного расчета необходимо полученное значение мощности радиаторов умножить на приведенные ниже коэффициенты, среди которых нужно выбрать подходящие.

В зависимости от размеров окон и качества утепления через них помещение может терять 15–35% тепла. Значит, для вычислений мы будем использовать два связанных с окнами коэффициента.

Соотношение площади окон и пола в комнате:

  • для окна с трехкамерным стеклопакетом или двухкамерным с аргоном – 0,85;
  • для окна с обычным двухкамерным стеклопакетом – 1,0;
  • для рам с обычным двойным остеклением – 1,27.

Стены и потолок

Потери тепла зависят от количества наружных стен, качества теплоизоляции и от того, какое помещение расположено над квартирой. Для учета этих факторов будет использоваться еще 3 коэффициента.

Число наружных стен:

  • нет наружных стен, потери тепла отсутствуют – коэффициент 1,0;
  • одна наружная стена – 1,1;
  • две – 1,2;
  • три – 1,3.
  • нормальная теплоизоляция (стена толщиной в 2 кирпича или слой утеплителя) – 1,0;
  • высокая степень теплоизоляции – 0,8;
  • низкая – 1,27.

Учет типа вышерасположенного помещения:

  • отапливаемая квартира – 0,8;
  • отапливаемый чердак – 0,9;
  • холодный чердак – 1,0.

Высота потолков

Если вы пользовались способом расчета по площади для комнаты с нестандартной высотой стен, то для уточнения результата придется ее учесть. Коэффициент можно узнать следующим образом: имеющуюся высоту потолка разделить на стандартную высоту, которая равна 2,7 метра. Таким образом мы получим следующие цифры:

Климатические условия

Последний коэффициент учитывает температуру воздуха на улице в зимнее время. Отталкиваться будем от средней температуры в наиболее холодную неделю года.

Расчет количества секций радиаторов

После того как нам стала известна мощность, требуемая для обогрева помещения, мы можем произвести расчет батарей отопления.

Для того чтобы рассчитать количество секций радиатора, нужно поделить рассчитанную общую мощность на мощность одной секции прибора. Для проведения вычислений можно пользоваться среднестатистическими показателями для разных типов радиаторов со стандартным осевым расстоянием, равным 50 см:

  • для чугунных батарей примерная мощность одной секции составляет 160 Вт;
  • для биметаллических – 180 Вт;
  • для алюминиевых – 200 Вт.

Справка: осевое расстояние радиатора – это высота между центрами отверстий, через которые подается и отводится теплоноситель.

Для примера определим требуемое число секций биметаллического радиатора для комнаты площадью 15 кв. м. Предположим, что вы считали мощность простейшим способом по площади помещения. Делим требуемые для ее обогрева 1500 Вт мощности на 180 Вт. Полученное число 8,3 округляем – необходимое число секций биметаллического радиатора равно 8.

Важно! Если вы решили выбрать батареи нестандартного размера, узнайте мощность одной секции из паспорта прибора.

Зависимость от температурного режима системы отопления

Мощность радиаторов указывается для системы с высокотемпературным тепловым режимом. Если система отопления вашего дома работает в среднетемпературном или низкотемпературном тепловом режиме, для подбора батарей с нужным количеством секций придется произвести дополнительные расчеты.

Для начала определим тепловой напор системы, который представляет собой разницу между средней температурой воздуха и батарей. За температуру приборов отопления берется среднее арифметическое от значений температуры подачи и отвода теплоносителя.

  1. Высокотемпературный режим: 90/70/20 (температура подачи — 90 °C, обратки —70 °C, за среднюю температуру в помещении принимается значение 20 °C). Тепловой напор рассчитаем так: (90 + 70) / 2 – 20 = 60 °С;
  2. Среднетемпературный: 75/65/20, тепловой напор – 50 °С.
  3. Низкотемпературный: 55/45/20, тепловой напор – 30 °С.

Чтобы узнать, сколько секций батареи вам понадобится для систем с тепловым напором 50 и 30, нужно умножить общую мощность на паспортный напор радиатора, а затем разделить на имеющийся тепловой напор. Для комнаты 15 кв.м. потребуется 15 секций алюминиевых радиаторов, 17 – биметаллических и 19 – чугунных батарей.

Для отопительной системы с низкотемпературным режимом вам потребуется в 2 раза больше секций.

Расчет отопления по площади помещения


Расчет отопления по площади, для разных режимов отопительной системы. Корректировка результатов с использованием коэффициентов потерь тепла.

Источник: mr-build.ru

 

Расчёт количества секций радиаторов отопления

Правильный расчёт секций радиаторов отопления — довольно важная задача для каждого домовладельца. Если будет использовано недостаточное количество секций, помещение не прогреется во время зимних холодов, а приобретение и эксплуатация слишком больших радиаторов повлечёт неоправданно высокие расходы на отопление.

Для стандартных помещений можно воспользоваться самыми простыми расчётами, однако иногда возникает необходимость учесть различные нюансы, чтобы получить максимально точный результат.

Общие рекомендации по расчётам и требования

Для выполнения расчётов нужно знать определённые параметры

  • Габариты помещения, которое необходимо отопить;
  • Вид батареи, материал ее изготовления;
  • Мощность каждой секции или цельной батареи в зависимости от ее вида;
  • Максимально допустимое количество секций выбранной модели радиатора;

По материалу изготовления радиаторы разделяются так:

  • Стальные. Эти радиаторы имеют тонкие стенки и весьма элегантный дизайн, но популярностью они не пользуются из-за многочисленных недостатков. К ним можно отнести малую теплоемкость, быстрый нагрев и остывание. При гидравлических ударах в местах соединений часто возникает течь, а дешевые модели быстро ржавеют и работают недолго. Обычно бывают цельные, не разделяются на секции, мощность стальных батарей указана в паспорте.
  • Чугунные радиаторы знакомы каждому человеку с детства, это традиционный материал, из которого делают долговечные и обладающие прекрасными техническими характеристиками батареи. Каждая секция чугунной гармошки советских времен выдавала теплоотдачу 160 Вт. Это сборная конструкция, количество секций в ней ничем не ограничено. Могут быть как современного, так и винтажного дизайна. Чугун прекрасно держит тепло, не подвержен коррозии, абразивному износу, совместимы с любыми теплоносителями.
  • Алюминиевые батареи легки, современны, имеют высокую теплоотдачу, благодаря своим достоинствам приобретают все большую популярность у покупателей. Теплоотдача одной секции доходит до 200 Вт, выпускаются они и цельными конструкциями. Из минусов можно отметить кислородную коррозию, но эту проблему решают при помощи анодного оксидирования металла.
  • Биметаллические радиаторы состоят из внутренних коллекторов и внешнего теплообменника. Внутренняя часть сделана из стали, а внешняя – из алюминия. Высокие показатели теплоотдачи, до 200 Вт, сочетаются с прекрасной износостойкостью. Относительный минус этих батарей – высокая цена по сравнению с другими видами.

Материалы радиаторов отличаются своими характеристиками, что влияет на расчёты

Как рассчитать количество секций радиаторов отопления для комнаты

Произвести расчёты можно несколькими способы, в каждом из которых используются определённые параметры.

По площади помещения

Предварительный расчёт можно сделать, ориентируясь на площадь помещения, для которого покупаются радиаторы. Это очень простое вычисление, которое подходит для комнат с низкими потолками (2,40-2,60 м). Согласно строительным нормам для обогрева понадобится 100 Вт тепловой мощности на каждый квадратный метр помещения.

Вычисляем количество тепла, которое понадобится для всей комнаты. Для этого площадь умножаем на 100 Вт, т. е. для комнаты в 20 кв. м расчётная тепловая мощность составит 2 000 Вт (20 кв. м*100 Вт) или 2 кВт.

Правильный расчёт радиаторов отопления необходим, чтобы гарантировать достаточное количество тепла в доме

Этот результат нужно разделить на теплоотдачу одной секции, указанную производителем. Например, если она равна 170 Вт, то в нашем случае необходимое количество секций радиатора будет составлять: 2 000 Вт/170 Вт = 11,76, т. е. 12, поскольку результат следует округлить до целого числа. Округление обычно осуществляется в сторону увеличения, однако для помещений, в которых теплопотери ниже среднего, например, для кухни, можно округлять в меньшую сторону.

Обязательно следует учесть возможные теплопотери в зависимости от конкретной ситуации. Разумеется, комната с балконом или расположенная в углу здания теряет тепло быстрее. В этом случае следует увеличить значение расчётной тепловой мощности для комнаты на 20%. Примерно на 15-20% стоит повысить расчеты, если планируется скрыть радиаторы за экраном или монтировать их в нишу.

А чтобы вам было удобнее считать онлайн, мы сделали для вас этот калькулятор:

Более точные данные можно получить, если сделать расчёт секций радиаторов отопления с учётом высоты потолка, т. е. по объёму помещения. Принцип здесь примерно такой же, как и в предыдущем случае. Сначала вычисляется общая потребность в тепле, затем рассчитывают количество секций радиаторов.

Если радиатор будет скрыт экраном, нужно увеличить потребность помещения в тепловой энергии на 15-20%

Согласно рекомендациям СНИП на обогрев каждого кубического метра жилого помещения в панельном доме необходим 41 Вт тепловой мощности. Умножив площадь комнаты на высоту потолка, получаем общий объём, который умножаем на это нормативное значение. Для квартир с современными стеклопакетами и наружным утеплением понадобится меньше тепла, всего 34 Вт на кубический метр.

Например, рассчитаем необходимое количество тепла для комнаты площадью 20 кв. м с потолком высотой 3 метра. Объём помещения составит 60 куб. м (20 кв. м*3 м). Расчетная тепловая мощность в этом случае будет равна 2 460 Вт (60 куб. м*41 Вт).

А как рассчитать количество радиаторов отопления? Для этого нужно разделить полученные данные на указанную производителем теплоотдачу одной секции. Если взять, как и в предыдущем примере, 170 Вт, то для комнаты будет нужно: 2 460 Вт / 170 Вт = 14,47, т. е. 15 секций радиатора.

Производители стремятся указывать завышенные показатели теплоотдачи своей продукции, предполагая, что температура теплоносителя в системе будет максимальной. В реальных условиях это требование соблюдается редко, поэтому следует ориентироваться на минимальные показатели теплоотдачи одной секции, которые отражены в паспорте изделия. Это сделает расчёты более реалистичными и точными.

Если помещение нестандартное

К сожалению, далеко не каждая квартира может считаться стандартной. Ещё в большей степени это относится к частным жилым домам. Как же произвести расчёты с учётом индивидуальных условий их эксплуатации? Для это понадобится учесть множество различных факторов.

При расчёте количества секций отопления нужно учесть высоту потолка, количество и размеры окон, наличие утепления стен и т. п.

Особенность этого метода состоит в том, что при вычислении необходимого количества тепла используется ряд коэффициентов, учитывающих особенности конкретного помещения, способные повлиять на его способность сохранять или отдавать тепловую энергию.

Формула для расчетов выглядит так:

КТ — количество тепла, необходимого для конкретного помещения;

П — площадь комнаты, кв. м;

К1 — коэффициент, учитывающий остекление оконных проемов:

  • для окон с обычным двойным остеклением — 1,27;
  • для окон с двойным стеклопакетом — 1,0;
  • для окон с тройным стеклопакетом — 0,85.

К2 — коэффициент теплоизоляции стен:

  • низкая степень теплоизоляции — 1,27;
  • хорошая теплоизоляция (кладка в два кирпича или слой утеплителя) — 1,0;
  • высокая степень теплоизоляции — 0,85.

К3 — соотношение площади окон и пола в помещении:

К4 — коэффициент, позволяющий учесть среднюю температуру воздуха в самую холодную неделю года:

  • для -35 градусов — 1,5;
  • для -25 градусов — 1,3;
  • для -20 градусов — 1,1;
  • для -15 градусов — 0,9;
  • для -10 градусов — 0,7.

К5 — корректирует потребность в тепле с учетом количества наружных стен:

К6 — учет типа помещения, которое расположено выше:

  • холодный чердак — 1,0;
  • отапливаемый чердак — 0,9;
  • отапливаемое жилое помещение — 0,8

К7 — коэффициент, учитывающий высоту потолков:

Остается полученный результат разделить на значение теплоотдачи одной секции радиатора и полученный результат округлить до целого числа.

Как корректировать результаты расчётов

При расчёте количества секций необходимо учесть и потери тепла. В доме тепло может уходить в довольно значительном количестве через стены и примыкания, пол и подвал, окна, кровлю, систему естественной вентиляции.

Причём можно и сэкономить, если утеплить откосы окон и дверей или лоджию, убрав по 1-2 секции, полотенцесушители и плита в кухне также позволяют убрать одну секцию радиатора. Использование камина и системы теплых полов, правильное утепление стен и пола сведет теплопотери к минимуму и также позволит уменьшить размер батареи.

Теплопотери обязательно нужно учесть при расчётах

Количество секций может меняться в зависимости от режима работы отопительной системы, а также от места расположения батарей и подключения системы в отопительный контур.

В частных домах используется автономное отопление, эта система эффективнее централизованной, которая применяется в многоквартирных домах.

Способ подключения радиаторов также влияет на показатели теплоотдачи. Диагональный способ, когда подача воды происходит сверху, считается самым экономичным, а боковое подключение создает потери 22%.

Количество секций может зависеть от режима системы отопления и способа подключения радиаторов

Для однотрубных систем конечный результат также подлежит коррекции. Если двухтрубные радиаторы получают теплоноситель одной температуры, то однотрубная система работает по-другому, и каждая последующая секция получает остывшую воду. В таком случае сначала делают расчёт для двухтрубной системы, а топом увеличивают количество секций с учетом тепловых потерь.

Схема расчёта однотрубной системы отопления представлена ниже.

В случае с однотрубной системой следующие друг за другом секции получают остывшую воду

Если на входе мы имеем 15 кВт, то на выходе остается 12 кВт, значит потеряно 3 кВт.

Для комнаты с шестью батареями потери составят в среднем около 20%, что создаст необходимость добавления двух секций на батарею. Последняя батарея при таком расчёте должна быть огромных размеров, для решения проблемы применяют монтаж запорной арматуры и подключение через байпас для регулировки теплоотдачи.

Некоторые производители предлагают более простой способ получить ответ. На их сайтах можно найти удобный калькулятор, специально предназначенный для того чтобы сделать данные вычисления. Чтобы воспользоваться программой, нужно ввести необходимые значения в соответствующие поля, после чего будет выдан точный результат. Или же можно воспользоваться специальной программой.

Такой расчёт количества радиаторов отопления включает практически все нюансы и базируется на довольно точном определении потребности помещения в тепловой энергии.

Корректировки позволяют сэкономить на покупке лишних секций и оплате счетов за отопление, обеспечат на долгие годы экономичную и эффективную работу системы отопления, а также позволяют создать комфортную и уютную атмосферу тепла в доме или квартире.

Материал актуализирован 29.03.2018

Расчет количества секций радиаторов отопления по объему или площади, примеры


Способы расчета количества секций радиаторов отопления для комнаты. Как правильно сделать корректировки результатов с учетом материалов, теплопотерь и других факторов.

Источник: aqua-rmnt.com

 

Как рассчитать количество секций радиаторов

Для расчета количества радиаторов существует несколько методик, но суть их одна: узнать максимальные теплопотери помещения, а затем рассчитать количество отопительных приборов, необходимое для их компенсации.

Методы расчета есть разные. Самые простые дают приблизительные результаты. Тем не менее, их можно использовать, если помещения стандартные или применить коэффициенты, которые позволяют учесть имеющиеся «нестандартные» условия каждого конкретного помещения (угловая комната, выход на балкон, окно во всю стену и т.п.). Есть более сложный расчет по формулам. Но по сути это те же коэффициенты, только собранные в одну формулу.

Есть еще один метод. Он определяет фактические потери. Специальное устройство — тепловизор — определяет реальные потери тепла. И на основании этих данных рассчитывают сколько нужно радиаторов для их компенсации. Чем еще хорош этот метод, так это тем, что на снимке тепловизора точно видно, где тепло уходит активнее всего. Это может быть брак в работе или в строительных материалах, трещина и т.д. Так что заодно можно выправить положение.

Расчет радиаторов зависит от потерь тепла помещением и номинальной тепловой мощности секций

Расчет радиаторов отопления по площади

Самый простой способ. Посчитать требуемое на обогрев количество тепла, исходя из площади помещения, в котором будут устанавливаться радиаторы. Площадь каждой комнаты вы знаете, а потребность тепла можно определить по строительным нормам СНиПа:

  • для средней климатической полосы на отопление 1м 2 жилого помещения требуется 60-100Вт;
  • для областей выше 60 о требуется 150-200Вт.

Исходя из этих норм, можно посчитать, сколько тепла потребует ваша комната. Если квартира/дом находятся в средней климатической полосе, для отопления площади 16м 2 , потребуется 1600Вт тепла (16*100=1600). Так как нормы средние, а погода постоянством не балует, считаем, что требуется 100Вт. Хотя, если вы проживаете на юге средней климатической полосы и зимы у вас мягкие, считайте по 60Вт.

Расчет радиаторов отопления можно сделать по нормам СНиП

Запас по мощности в отоплении нужен, но не очень большой: с увеличением количества требуемой мощности возрастает количество радиаторов. А чем больше радиаторов, тем больше теплоносителя в системе. Если для тех, кто подключен к центральному отоплению это некритично, то для тех у кого стоит или планируется индивидуальное отопление, большой объем системы означает большие (лишние) затраты на обогрев теплоносителя и большую инерционность системы (менее точно поддерживается заданная температура). И возникает закономерный вопрос: «Зачем платить больше?»

Рассчитав потребность помещения в тепле, можем узнать, сколько потребуется секций. Каждый из отопительных приборов выделять может определенное количество тепла, которое указывается в паспорте. Берут найденную потребность в тепле и делят на мощность радиатора. Результат — необходимое количество секций, для восполнения потерь.

Посчитаем количество радиаторов для того же помещения. Мы определили, что требуется выделить 1600Вт. Пусть мощность одной секции 170Вт. Получается 1600/170=9,411шт. Округлять можно в большую или меньшую сторону на ваше усмотрение. В меньшую можно округлить, например, в кухне — там хватает дополнительных источников тепла, а в большую — лучше в комнате с балконом, большим окном или в угловой комнате.

Система проста, но недостатки очевидны: высота потолков может быть разной, материал стен, окна, утепление и еще целый ряд факторов не учитывается. Так что расчет количества секций радиаторов отопления по СНиП — ориентировочный. Для точного результата нужно внести корректировки.

Как посчитать секции радиатора по объему помещения

При таком расчете учитывается не только площадь, но и высота потолков, ведь нагревать нужно весь воздух в помещении. Так что такой подход оправдан. И в этом случае методика аналогична. Определяем объем помещения, а затем по нормам узнаем, сколько нужно тепла на его обогрев:

  • в панельном доме на обогрев кубометра воздуха требуется 41Вт;
  • в кирпичном доме на м 3 — 34Вт.

Обогревать нужно весь объем воздуха в помещении потому правильнее считать количество радиаторов по объему

Рассчитаем все для того же помещения площадью 16м 2 и сравним результаты. Пусть высота потолков 2,7м. Объем: 16*2,7=43,2м 3 .

Дальше посчитаем для вариантов в панельном и кирпичном доме:

  • В панельном доме. Требуемое на отопление тепло 43,2м 3 *41В=1771,2Вт. Если брать все те же секции мощностью 170Вт, получаем: 1771Вт/170Вт=10,418шт (11шт).
  • В кирпичном доме. Тепла нужно 43,2м 3 *34Вт=1468,8Вт. Считаем радиаторы: 1468,8Вт/170Вт=8,64шт (9шт).

Как видно, разница получается довольно большая: 11шт и 9шт. Причем при расчете по площади получили среднее значение (если округлять в ту же сторону) — 10шт.

Корректировка результатов

Для того чтобы получить более точный расчет нужно учесть как можно больше факторов, которые уменьшают или увеличивают потери тепла. Это то, из чего с деланы стены и как хорошо они утеплены, насколько большие окна, и какое на них остекление, сколько стен в комнате выходит на улицу и т.п. Для этого существуют коэффициенты, на которые нужно умножить найденные значения теплопотерь помещения.

Количество радиаторов зависит от величины потерь тепла

На окна приходится от 15% до 35% потерь тепла. Конкретная цифра зависит от размеров окна и от того, насколько хорошо оно утеплено. Потому имеются два соответствующих коэффициента:

Стены и кровля

Для учета потерь важен материал стен, степень теплоизоляции, количество стен, выходящих на улицу. Вот коэффициенты для этих факторов.

  • кирпичные стены толщиной в два кирпича считаются нормой — 1,0
  • недостаточная (отсутствует) — 1,27
  • хорошая — 0,8

Наличие наружных стен:

На величину теплопотерь оказывает влияние отапливаемое или нет помещение находится сверху. Если сверху обитаемое отапливаемое помещение (второй этаж дома, другая квартира и т.п.), коэффициент уменьшающий — 0,7, если отапливаемый чердак — 0,9. Принято считать, что неотапливаемый чердак никак не влияет на температуру в и (коэффициент 1,0).

Нужно учесть особенности помещений и климата чтобы правильно рассчитать количество секций радиатора

Если расчет проводили по площади, а высота потолков нестандартная (за стандарт принимают высоту 2,7м), то используют пропорциональное увеличение/уменьшение при помощи коэффициента. Считается он легко. Для этого реальную высоту потолков в помещении делите на стандарт 2,7м. Получаете искомый коэффициент.

Посчитаем для примера: пусть высота потолков 3,0м. Получаем: 3,0м/2,7м=1,1. Значит количество секций радиатора, которое рассчитали по площади для данного помещения нужно умножить на 1,1.

Все эти нормы и коэффициенты определялись для квартир. Чтобы учесть теплопотери дома через кровлю и подвал/фундамент, нужно увеличить результат на 50%, то есть коэффициент для частного дома 1,5.

Климатические факторы

Можно внести корректировки в зависимости от средних температур зимой:

Внеся все требуемые корректировки, получите более точное количество требуемых на обогрев комнаты радиаторов с учетом параметров помещений. Но это еще не все критерии, которые оказывают влияние на мощность теплового излучения. Есть еще технические тонкости, о которых расскажем ниже.

Расчет разных типов радиаторов

Если вы собрались ставить секционные радиаторы стандартного размера (с осевым расстоянием 50 см высоты) и уже выбрали материал, модель и нужный размер, никаких сложностей с расчетом их количества быть не должно. У большинства солидных фирм, поставляющих хорошее отопительное оборудование, на сайте указаны технические данные всех модификаций, среди которых есть и тепловая мощность. Если указана не мощность, а расход теплоносителя, то перевести в мощность просто: расход теплоносителя в 1 л/мин примерно равен мощности в 1 кВт (1000 Вт).

Осевое расстояние радиатора определяется по высоте между центрами отверстий для подачи/отведения теплоносителя.

Чтобы облегчить жизнь покупателям на многих сайтах устанавливают специально разработанную программу-калькулятор. Тогда расчет секций радиаторов отопления сводится к внесению данных по вашему помещению в соответствующие поля. А на выходе вы имеете готовый результат: количество секций данной модели в штуках.

Осевое расстояние определяют между центрами отверстий для теплоносителя

Но если просто пока прикидываете возможные варианты, то стоит учесть, что радиаторы одного размера из разных материалов имеют разную тепловую мощность. Методика расчета количества секций биметаллических радиаторов от расчета алюминиевых, стальных или чугунных ничем не отличается. Разной может быть только тепловая мощность одной секции.

Чтобы считать было проще, есть усредненные данные, по которым можно ориентироваться. Для одной секции радиатора с осевым расстоянием 50см приняты такие значения мощностей:

Если вы пока только прикидываете, какой из материалов выбрать, можете воспользоваться этими данными. Для наглядности приведем самый простой расчет секций биметаллических радиаторов отопления, в котором учитывается только площадь помещения.

При определении количества отопительных приборов из биметалла стандартного размера (межосевое расстояние 50см) принимается, что одна секция может обогреть 1,8м 2 площади. Тогда на помещение 16м 2 нужно: 16м 2 /1,8м 2 =8,88шт. Округляем — нужны 9 секций.

Аналогично считаем для чугунные или стальные баратери. Нужны только нормы:

Это данные для секций с межосевым расстоянием 50см. Сегодня же в продаже есть модели с самой разной высоты: от 60см до 20см и даже еще ниже. Модели 20см и ниже называют бордюрными. Естественно, их мощность отличается от указанного стандарта, и, если вы планируете использовать «нестандарт», придется вносить коррективы. Или ищите паспортные данные, или считайте сами. Исходим из того, что теплоотдача теплового прибора напрямую зависит от его площади. С уменьшением высоты уменьшается площадь прибора, а, значит, и мощность уменьшается пропорционально. То есть, нужно найти соотношение высот выбранного радиатора со стандартом, а потом при помощи этого коэффициента откорректировать результат.

Расчет чугунных радиаторов отопления. Считать может по площади или объему помещения

Для наглядности сделаем расчет алюминиевых радиаторов по площади. Помещение то же: 16м 2 . Считаем количество секций стандартного размера: 16м 2 /2м 2 =8шт. Но использовать хотим маломерные секции высотой 40см. Находим отношение радиаторов выбранного размера к стандартным: 50см/40см=1,25. И теперь корректируем количество: 8шт*1,25=10шт.

Корректировка в зависимости от режима отопительной системы

Производители в паспортных данных указывают максимальную мощность радиаторов: при высокотемпературном режиме использования — температура теплоносителя в подаче 90 о С, в обратке — 70 о С (обозначается 90/70) в помещении при этом должно быть 20 о С. Но в таком режиме современные системы отопления работают очень редко. Обычно используется режим средних мощностей 75/65/20 или даже низкотемпературный с параметрами 55/45/20. Понятно, что требуется расчет откорректировать.

Для учета режима работы системы нужно определить температурный напор системы. Температурный напор — это разница между температурой воздуха и отопительных приборов. При этом температура отопительных приборов считается как среднее арифметическое между значениями подачи и обратки.

Нужно учесть особенности помещений и климата чтобы правильно рассчитать количество секций радиатора

Чтобы было понятнее произведем расчет чугунных радиаторов отопления для двух режимов: высокотемпературного и низкотемпературного, секции стандартного размера (50см). Помещение то же: 16м 2 . Одна чугунная секция в высокотемпературном режиме 90/70/20 обогревает 1,5м 2 . Потому нам потребуется 16м 2 /1,5м 2 =10,6шт. Округляем — 11шт. В системе планируется использовать низкотемпературный режим 55/45/20. Теперь найдем температурный напор для каждой из систем:

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

То есть если будет использоваться низкотемпературный режим работы, понадобится в два раза больше секций для обеспечения помещения теплом. Для нашего примера на комнату 16м 2 требуется 22 секции чугунных радиаторов. Большая получается батарея. Это, кстати, одна из причин, почему этот вид отопительных приборов не рекомендуют использовать в сетях с низкими температурами.

При таком расчете можно принять во внимание и желаемую температуру воздуха. Если вы хотите, чтобы в помещении было не 20 о С а, например, 25 о С просто рассчитайте тепловой напор для этого случая и найдите нужный коэффициент. Сделаем расчет все для тех же чугунных радиаторов: параметры получатся 90/70/25. Считаем температурный напор для этого случая (90+70)/2-25=55 о С. Теперь находим соотношение 60 о С/55 о С=1,1. Чтобы обеспечить температуру в 25 о С нужно 11шт*1,1=12,1шт.

Зависимость мощности радиаторов от подключения и места расположения

Кроме всех описанных выше параметров теплоотдача радиатора изменяется в зависимости от типа подключения. Оптимальным считается диагональное подключение с подачей сверху, в таком случае потерь тепловой мощности нет. Самые большие потери наблюдаются при боковом подключении — 22%. Все остальные — средние по эффективности. Приблизительно величины потерь в процентах указаны на рисунке.

Потери тепла на радиаторах в зависимости от подключения

Уменьшается фактическая мощность радиатора и при наличии заграждающих элементов. Например, если сверху нависает подоконник, теплоотдача падает на 7-8%, если он не полностью перекрывает радиатор, то потери 3-5%. При установке сетчатого экрана, который не доходит до пола, потери примерно такие же, как и в случае с нависающим подоконником: 7-8%. А вот если экран закрывает полностью весь отопительный прибор, его теплоотдача уменьшается на 20-25%.

Количество тепла зависит и от установки

Количество тепла зависит и от места установки

Определение количества радиаторов для однотрубных систем

Есть еще один очень важный момент: все вышеизложенное справедливо для двухтрубной системы отопления, когда на вход каждого из радиаторов поступает теплоноситель с одинаковой температурой. Однотрубная система считается намного сложнее: там на каждый последующий отопительный прибор вода поступает все более холодная. И если хотите рассчитать количество радиаторов для однотрубной системы, нужно каждый раз пересчитывать температуру, а это сложно и долго. Какой выход? Одна из возможностей — определить мощность радиаторов как для двухтрубной системы, а потом пропорционально падению тепловой мощности добавлять секции для увеличения теплоотдачи батареи в целом.

В однотрубной системе вода на каждый радиатор поступает все более холодная

Поясним на примере. На схеме изображена однотрубная система отопления с шестью радиаторами. Количество батарей определили для двухтрубной разводки. Теперь нужно внести корректировку. Для первого отопительного прибора все остается по-прежнему. На второй поступает уже теплоноситель с меньшей температурой. Определяем % падения мощности и на соответствующее значение увеличиваем количество секций. На картинке получается так: 15кВт-3кВт=12кВт. Находим процентное соотношение: падение температуры составляет 20%. Соответственно для компенсации увеличиваем количество радиаторов: если нужно было 8шт, будет на 20% больше — 9 или 10шт. Вот тут и пригодится вам знание помещения: если это спальня или детская, округлите в большую сторону, если гостиная или другое подобное помещение, округляете в меньшую. Принимаете во внимание и расположение относительно сторон света: в северных округляете в большую, в южных — в меньшую.

В однотрубных системах нужно в расположенных дальше по ветке радиаторах добавлять секции

Этот метод явно не идеален: ведь получится, что последняя в ветке батарея должна будет иметь просто огромные размеры: судя по схеме на ее вход подается теплоноситель с удельной теплоемкостью равной ее мощности, а снять все 100% на практике нереально. Потому обычно при определении мощности котла для однотрубных систем берут некоторый запас, ставят запорную арматуру и подключают радиаторы через байпас, чтобы можно было отрегулировать теплоотдачу, и таким образом компенсировать падение температуры теплоносителя. Из всего этого следует одно: количество или/и размеры радиаторов в однотрубной системе нужно увеличивать, и по мере удаления от начала ветки ставить все больше секций.

Приблизительный расчет количества секций радиаторов отопления дело несложное и быстрое. А вот уточнение в зависимости от всех особенностей помещений, размеров, типа подключения и расположения требует внимания и времени. Зато вы точно сможете определиться с количеством отопительных приборов для создания комфортной атмосферы зимой.

Расчет радиаторов отопления: по площади, по объему, в зависимости от температурного режима, материалов и размеров


Расчет радиаторов отопления для частного дома и квартиры. В чем особенности и как посчитать правильно. Что нужно для того, чтобы определить количество секция радиаторов (батарей) и как внести нужные корректировки.

Источник: teplowood.ru

 

Что нужно знать?

Даже если тема киловатт не является темой, о которой вы думаете каждый день, она определенно влияет на вашу повседневную жизнь. Видите ли, ватт — это основная единица измерения электрической мощности. Термин «ватт» происходит от Джеймса Уатта из Шотландии, инженера, предпринимателя, ремесленника, производителя инструментов и ученого, которого часто называют отцом промышленной революции. Одно из его самых заметных достижений относится к 1775 году, когда он изобрел паровую машину Уатта.Сегодня паровые турбины на тепловых электростанциях используют ту же технологию для преобразования тепловой энергии в механическую. Мы измеряем эту электрическую мощность в киловаттах.

В этом руководстве мы берем сложную тему киловатт и упрощаем ее до более понятных терминов. Здесь вы лучше поймете, что такое киловатты, а также мы рассмотрим такие вещи, как то, что мы измеряем в киловаттах, как мы конвертируем и рассчитываем киловатты и чем киловатты отличаются от киловатт-часов, мегаватт и гигаватт.

Что такое ватт?
Что такое киловатт?
 

источник

Прежде чем мы обсудим киловатты, давайте на секунду поговорим о ваттах (Вт). Ватт — основная единица мощности, используемая для измерения электрической, тепловой и механической мощности. Один ватт равен одному джоулю, а также одному вольт-амперу. Все эти термины измеряют электрическую мощность.

Теперь давайте перейдем к более подробному описанию того, что такое киловатт (кВт). Проще говоря, киловатт — это еще один термин, используемый для измерения мощности.Чаще всего мы используем киловатты для измерения жилой и коммерческой мощности.

Имейте в виду, что приставка «кило» означает тысячу. Вам может быть легче запомнить, что один киловатт равен 1000 ваттам электроэнергии, когда вы думаете о значении префикса. Например, микроволновая печь с маркировкой 1000 Вт требует для работы мощность 1000 Вт (или 1 кВт).

Как преобразовать ватты в киловатты?
Как перевести киловатты в ватты?
 

Преобразование ватт в киловатты так же просто, как вы могли догадаться.Мы находим мощность в киловаттах P(kW) путем деления мощности в ваттах P(W) на 1000.

Вот формула преобразования ватт в киловатты:  

Например, если вы хотите перевести свою посудомоечную машину мощностью 1500 Вт в киловатты, вы должны сделать следующий расчет:  

  • P(кВт) = 1500 Вт / 1000 = 1,5 кВт

Вот еще один способ думать об этом, который может упростить математику. Добавьте десятичную точку в конце вашего целого числа. В данном случае 1500р.Затем, поскольку в 1000, то есть числе, на которое вы делите, три нуля, вы переместите десятичную точку на три цифры или три пробела влево. Вы получаете 1.500 или 1.5. Этот трюк позволяет очень легко преобразовать ватты в киловатты с помощью быстрых вычислений в уме.

Вот формула преобразования киловатт в ватт:  

Поскольку мы знаем, что один киловатт эквивалентен 1000 ваттам, решим это уравнение в обратном порядке.

Например, если вы знаете, что ваша посудомоечная машина потребляет 1,5 кВт, вы должны выполнить приведенное ниже уравнение, чтобы определить, что ваша посудомоечная машина имеет мощность 1500 Вт или требует 1500 Вт мощности для работы.

  • Преобразование 1,5 кВт в ватты: 
  • P(Вт) = 1000 × 1,5 кВт = 1500 Вт

Сколько киловатт в мегаватте?   

источник

Мы используем мегаватты при измерении мощности в гораздо большем масштабе. Если бы вы хотели знать, сколько энергии вырабатывает электростанция или сколько электроэнергии требуется для питания всего города, вы бы использовали мегаватты.Например, мощность типичной угольной электростанции составляет около 600 МВт.

Чтобы продолжить путь упрощения, используйте ту же формулу, что и выше, для преобразования киловатт в мегаватт (МВт). Почему это? Ну, потому что 1000 киловатт равны, как вы уже догадались, одному мегаватту.

Вот формула для перевода киловатт в мегаватт:  

Эта формула также означает, что если вы хотите перевести ватты в мегаватты, вам нужно добавить в уравнение еще три нуля.Мощность в мегаваттах P(МВт) можно найти, разделив мощность в ваттах P(Вт) на 1 000 000.

Вот формула преобразования ватт в мегаватты:  

  • P(МВт) = P(Вт) / 1 000 000

Например, если вы преобразуете 100-ваттную лампочку в мегаватты, вы сделаете следующий расчет:  

  • P(МВт) = 100 Вт / 1 000 000 = 0,000100 МВт

Сколько мегаватт в гигаватт?  

Предположим, вы ищете еще большую единицу измерения.В этом случае вы захотите использовать гигаватт, который мы используем для измерения того, сколько энергии могут генерировать большие электростанции или несколько станций вместе. В 2012 году общая мощность электростанций США составляла около 1100 ГВт.

Вероятно, вы заметили, что здесь формируется закономерность. В этом случае у вас может быть хорошее представление о формуле преобразования мегаватт в гигаватт (ГВт). Если вы догадались, что в одном гигаватт 1000 мегаватт, вы были бы правы. Этот забавный факт означает, что в одном гигаватт 1 000 000 киловатт и в одном гигаватт 1 000 000 000 ватт.Вау!

Что такое киловатт-часы?
Отличаются ли киловатт-часы от киловатт?
 

источник

 А теперь все может немного запутаться. Киловатт-час (кВтч) — это мера того, сколько энергии используется. Однако на самом деле это не то же самое, что измерение количества киловатт, которое вы используете в час, потому что мощность и энергия — это не одно и то же. Вместо этого киловатт-час измеряет количество времени или количество энергии, необходимое для использования одного киловатта мощности.

Количество энергии, используемой при работе прибора мощностью 1000 Вт в течение одного часа, равно одному киловатт-часу. Чем меньше мощность предмета, тем лучше.

Вот пример: если бы вы использовали 100-ваттную лампочку, она выработала бы один киловатт-час энергии после 10 часов использования. Но если вы переключитесь на более энергоэффективную лампочку, которой требуется всего 40 Вт для производства такого же количества света, вам потребуется 25 часов, чтобы использовать один кВтч энергии. Представьте, какой экономии энергии вы могли бы добиться, если бы выключили все лампочки в своем доме.

Точно так же, как и при измерении энергопотребления, когда вы рассчитываете количество энергии, используемой или производимой в большем масштабе, вы должны использовать мегаватт-часы (МВтч) или гигаватт-часы (ГВтч).

Как рассчитать энергопотребление электроприбора?  

Как рассчитывается потребление энергии в киловатт-часах?

Подобно тому, как один киловатт равен 1000 ваттам мощности, один киловатт-час эквивалентен 1000 ваттам или джоулям энергии, потребляемой в течение одного часа.Если вы хотите преобразовать ватты в киловатт-часы, чтобы узнать, сколько энергии потребляет ваша кофеварка каждый день, вы должны умножить потребляемую мощность в ваттах на количество использованных часов. Затем разделите это число на 1000.

Вот формула для перевода ватт в киловатт-часы:  
  • кВтч = (ватт × час) ÷ 1000 

Например, чтобы найти кВтч 1200 Вт за 3 часа:  

  • кВтч = (1200 × 3) ÷ 1000 

Как преобразовать потребление энергии из киловатт-часов в ватты?  

Предположим, вам нужно выполнить обратную операцию, чтобы определить мощность вашей кофеварки на основе ее киловатт-часов.В этом случае вы можете легко сделать это, внеся несколько простых изменений в формулу.

Для этого преобразования умножьте используемую энергию в кВтч на 1000, чтобы найти потребление энергии в ватт-часах. Затем вы должны разделить это число на количество часов, в течение которых вы его использовали.

Вот формула для перевода киловатт-часов в ватты:  

  • ватт = (кВтч × 1000) ÷ час

Например: найдем мощность в ваттах для 3.6 кВтч энергии используется за 3 часа.

  • Вт = (3,6 кВтч × 1000) ÷ 3 часа

Сколько стоит один киловатт-час электроэнергии?  

источник

Большинство коммунальных компаний рассчитывают ваш счет за электроэнергию на основе того, сколько киловатт-часов или единиц энергии вы используете каждый месяц. Поскольку научная единица энергии измеряется в джоулях, вы часто будете видеть, что потребление энергии указано в джоулях в вашем счете за электроэнергию. Помните, что один джоуль равен одному ватту.Если вы можете преобразовать ватты в кВтч, вы можете предсказать, сколько может стоить эксплуатация ваших различных электрических приборов и устройств.

На основе последних данных о ценах на электроэнергию, предоставленных Управлением энергетической информации США, был составлен отчет о тарифах Choose Energy®. В отчете показано, насколько различаются затраты на электроэнергию в зависимости от вашего местоположения.

В 2020 году жители Айдахо платили самые низкие средние тарифы на электроэнергию в США — 9,67 цента за кВтч. Наоборот, больше всего платили жители Гавайев: их средние тарифы на электроэнергию в 2020 году составили около 28.84 цента за кВтч.

Как рассчитать энергопотребление электроприбора?
Как мне рассчитать, каким будет мой счет за электроэнергию?
 

Давайте воспользуемся средней по стране ставкой около 13 центов за кВтч, чтобы подсчитать, сколько стоит питание 100-ваттной лампочки каждый час. Поскольку для работы требуется 100 ватт мощности — чтобы преобразовать мощность в ваттах в киловатт-часы — вы умножите 100 ватт на один час. Затем вы разделите на 1000, чтобы найти потребление энергии в кВтч.

  • Энергия = (100 × 1) ÷ 1000 
  • Почасовая стоимость = стоимость электроэнергии за кВтч ÷ потребление энергии в кВтч 
  • Почасовая стоимость = 0,13 USD ÷ 0,1 кВтч
  • Стоимость часа = 1,3 цента

Если электричество стоит 13 центов за кВтч, то 100-ваттная лампочка будет стоить 1,3 цента за каждый час ее работы. Большинство счетов за электричество рассчитываются ежемесячно. Чтобы оценить свои ежемесячные расходы, выполните следующие действия:   

  1. Оцените, сколько часов в день вы в среднем используете эту лампочку.(Предположим, что это 5 часов).
  2. Умножьте мощность лампочки на среднее количество часов ежедневного ее использования вместо одного часа, используемого в приведенной выше формуле. (Допустим, ваша лампочка на 60 ватт, так что вы бы рассчитали 60 ватт x 5 часов).
  3. Решите приведенное выше уравнение, используя фактическую мощность вашей лампочки и фактическое среднее количество часов, в течение которых вы используете эту лампочку в день. (60 х 5 = 300 ÷ 1000 = 0,3 кВтч).
  4. Разделите среднюю стоимость электроэнергии в вашем районе на среднесуточный киловатт-час вашей лампочки.(0,13 доллара США ÷ 0,3 кВтч = 43 цента в день.  
     
  5. Умножьте свой ответ на 30, чтобы получить среднемесячное значение кВтч для этой лампочки. В этом случае 0,43 доллара США x 30 дней = 3,90 доллара США. Вам будет стоить 3,90 доллара в месяц, если вы оставите лампочку мощностью 60 Вт включенной в среднем на 5 часов в день каждый день.
     
  6. Повторите это уравнение для всех лампочек, приборов и других электрических устройств в вашем доме.
     
  7. Сложите общую сумму, чтобы узнать расчетные ежемесячные расходы на электроэнергию в киловатт-часах.Вы можете быть удивлены, увидев, как быстро все это складывается.

Сколько киловатт-часов потребляет среднее домашнее хозяйство США в день?  

источник

Теперь, когда вы знаете все о том, как рассчитать потребляемую вами энергию в кВтч, может быть интересно сравнить ваше энергопотребление с другими в Соединенных Штатах. В 2019 году средний дом в США потреблял 887 киловатт-часов (кВтч) электроэнергии в месяц, что составляет почти 30 кВтч в день.Если вам интересно узнать, где вы находитесь по сравнению с другими в вашем конкретном регионе или штате, ознакомьтесь с данными, предоставленными Управлением энергетической информации США.

Сколько киловатт должен быть генератор для работы дома?  

Если вы живете в районе с погодными условиями, которые могут привести к перебоям в подаче электроэнергии, вы можете немного успокоиться, купив генератор. Морозильники, светильники, холодильники и насосы для колодцев — это лишь некоторые из устройств, которые вы можете оставить работать во время отключения электроэнергии.

Самое важное бытовое оборудование может работать с генератором мощностью от 5000 до 7500 Вт. Если вы хотите, чтобы весь ваш дом продолжал работать, вам, вероятно, придется увеличить площадь. Если у вас меньше бытовой техники, вы можете обойтись чем-то меньшим. Определение мощности необходимых вам приборов поможет вам выяснить, какой размер генератора вам понадобится.

В чем разница между ваттами и амперами?  

Ватт и ампер, также известные как амперы, являются единицами, используемыми для измерения потребления или производства электроэнергии.На этикетке всех электронных устройств указано энергопотребление в ваттах или амперах. Если на этикетке вашего устройства указаны амперы, вы можете рассчитать мощность, используя простую формулу.

Вот формула для перевода ампер в ватты:  

Мощность = Ампер x 120  

Например, если у вас есть устройство на 120 В с маркировкой 20 А, это эквивалентно мощности 2400 Вт. В форме уравнения: 20 А x 120 В = 2400 Вт

Что такое киловатт-пик?   

источник

Киловатт-пик (кВт) относится к скорости, с которой система может генерировать энергию во время пиковой производительности, то есть когда она работает с максимальной мощностью.Мы чаще всего используем кВт для систем солнечной энергии. Эти системы помечены номинальной мощностью в пиковых киловаттах (кВт), чтобы потребители могли сравнить выходные возможности и размеры различных фотоэлектрических панелей.

Система мощностью 2 кВт/п будет производить 2 кВт электроэнергии только при самом ярком солнечном свете, когда все условия в лучшем виде. Стандартные модули занимают около 6,25 квадратных метров площади крыши на каждый кВт/ч. Модули с более высокой эффективностью занимают всего пять квадратных метров подкровельного пространства.

Как технологии меняют энергетику  

Нет никаких сомнений в том, что технологии с годами совершенствуются не по дням, а по часам. В энергетике дела обстоят иначе. Давайте посмотрим на два превосходных примера.

Сколько стоит зарядить Tesla?  

Tesla существует с 2003 года, но теперь, когда электромобили становятся все более распространенными, они также становятся более доступными. Поскольку цены на газ растут, стоимость зарядки электромобилей снижается.Взгляните на этот пример, который объясняет, сколько стоит зарядить Tesla Model 3 на домашней зарядной станции:  

.
  • Емкость аккумулятора составляет 75 кВт, а наш текущий средний тариф на электроэнергию, который мы собираемся использовать, составляет 13 центов за кВтч 
  • Это означает, что ваша стоимость зарядки равна 75 x 0,13 доллара США = 9,75 доллара США за полную «заправку», которая позволит вам проехать примерно 240 миль.
  • Сравните зарядку Tesla с заправкой автомобиля меньшего размера с бензобаком на 12 галлонов.Когда мы используем стоимость бензина в размере 3,85 доллара за галлон, становится совершенно ясно, что 46,20 доллара, которые вы тратите на заправку автомобиля бензином (12 x 3,85 доллара = 46,20 доллара), намного дороже, чем использование зарядной станции Tesla. Это может дать вам 300-400 миль времени в пути, но даже зарядка Tesla дважды стоит меньше половины стоимости одного бака бензина.
  • Бонус: управляя электромобилем, вы сократите выбросы углекислого газа и станете частью борьбы с изменением климата.

Умный счетчик позволяет легко измерять потребление энергии  

Интеллектуальные счетчики автоматически отправляют ежедневные и ежечасные данные об использовании энергии в центральную компьютерную систему вашей коммунальной компании. Эта технология предоставляет данные в режиме реального времени, позволяя обеим сторонам подробно изучить текущие привычки использования, устраняя необходимость в показаниях счетчиков.

Интеллектуальные счетчики позволяют потребителям получить доступ к информации о том, как, когда и где используются коммунальные услуги, упрощая внесение изменений при необходимости.

Теперь вы знаете киловатты  

источник

 Теперь, когда вы знаете, как использовать свои новые знания о киловаттах для экономии энергии, вам может быть интересно узнать о других способах сэкономить на счетах за электроэнергию. Посетите рынок энергосбережения, где легко найти варианты использования энергии, а также узнайте больше о том, как начать свой путь к энергосбережению уже сегодня.

Предоставлено вам justenergy.com

Все изображения предоставлены по лицензии Adobe Stock.
Избранное изображение:

Проводка | Физика

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

  • Расчет теплопроводности.
  • Наблюдайте за теплопроводностью при столкновениях.
  • Исследование теплопроводности обычных веществ.

Рисунок 1. Изоляция используется для ограничения передачи тепла изнутри наружу (зимой) и снаружи внутрь (летом).(кредит: Джайлз Дуглас)

Ваши ноги мерзнут, когда вы идете босиком по ковру в гостиной в своем холодном доме, а затем ступаете на плиточный пол в кухне. Этот результат интригует, поскольку ковер и кафельный пол имеют одинаковую температуру. Разные ощущения объясняются разной скоростью теплопередачи: потеря тепла за один и тот же промежуток времени больше для кожи, соприкасающейся с плиткой, чем с ковром, поэтому перепад температуры на плитке больше.

Некоторые материалы проводят тепловую энергию быстрее, чем другие. В общем, хорошие проводники электричества (такие металлы, как медь, алюминий, золото и серебро) также являются хорошими проводниками тепла, тогда как изоляторы электричества (дерево, пластик и резина) плохо проводят тепло. На рисунке 2 показаны молекулы в двух телах при разных температурах. (Средняя) кинетическая энергия молекулы в горячем теле выше, чем в более холодном. При столкновении двух молекул происходит передача энергии от горячей молекулы к холодной.Совокупный эффект от всех столкновений приводит к чистому потоку тепла от горячего тела к более холодному. Таким образом, тепловой поток зависит от разности температур Δ Τ = Τ горячих T холодных . Поэтому от кипятка вы получите более сильный ожог, чем от горячей водопроводной воды. И наоборот, если температуры одинаковы, чистая скорость теплопередачи падает до нуля и достигается равновесие. В связи с тем, что число соударений увеличивается с увеличением площади, теплопроводность зависит от площади поперечного сечения.Если вы коснетесь холодной стены ладонью, ваша рука остынет быстрее, чем если вы просто коснетесь ее кончиком пальца.

Рис. 2. Молекулы в двух телах при разных температурах имеют разные средние кинетические энергии. Столкновения, происходящие на поверхности контакта, имеют тенденцию передавать энергию из высокотемпературных областей в низкотемпературные области. На этом рисунке молекула в области более низких температур (правая сторона) имеет низкую энергию до столкновения, но ее энергия увеличивается после столкновения с контактной поверхностью.Напротив, молекула в области более высоких температур (левая сторона) имеет высокую энергию перед столкновением, но ее энергия уменьшается после столкновения с контактной поверхностью.

Третьим фактором механизма теплопроводности является толщина материала, через который передается тепло. На рисунке ниже показана плита материала с разными температурами с обеих сторон. Предположим, что T 2 больше, чем T 1 , так что тепло передается слева направо.Перенос тепла с левой стороны на правую осуществляется за счет серии столкновений молекул. Чем толще материал, тем больше времени требуется для передачи того же количества тепла. Эта модель объясняет, почему толстая одежда теплее зимой, чем тонкая, и почему арктические млекопитающие защищаются толстым жиром.

Рис. 3. Теплопроводность происходит через любой материал, представленный здесь прямоугольной полосой, будь то оконное стекло или жир моржа. Температура материала T 2 слева и T 1 справа, где T 2 больше T 1 .Скорость передачи тепла теплопроводностью прямо пропорциональна площади поверхности А, разнице температур T 2 T 1 и проводимости вещества k . Скорость теплопередачи обратно пропорциональна толщине d .

Наконец, скорость теплопередачи зависит от свойств материала, описываемых коэффициентом теплопроводности. Все четыре фактора включены в простое уравнение, которое было выведено и подтверждено экспериментами.Скорость кондуктивной теплопередачи через пластину материала, такую ​​как на рис. 3, определяется как

[латекс]\displaystyle\frac{Q}{t}=\frac{kA\left(T_2-T_1\right)}{d}\\[/latex],

где [латекс]\frac{Q}{t}\\[/латекс] — скорость теплопередачи в ваттах или килокалориях в секунду, k теплопроводность материала, А и d — площадь поверхности и толщина, как показано на рисунке 3, а ( T 2 T 1 ) — разность температур поперек плиты.В таблице 1 приведены репрезентативные значения теплопроводности.

Пример 1. Расчет теплопередачи за счет теплопроводности: коэффициент теплопроводности через ящик для льда

Коробка для льда из пенополистирола имеет общую площадь 0,950 м 2  и среднюю толщину стенок 2,50 см. В коробке находится лед, вода и напитки в банках при температуре 0ºC. Внутренняя часть коробки остается холодной за счет таяния льда. Сколько льда растает за один день, если хранить ящик для льда в багажнике автомобиля при температуре 35,0ºC?

Стратегия

Этот вопрос касается как тепла для фазового перехода (таяния льда), так и переноса тепла путем теплопроводности.{\ circ} \ text {C}; \\ t & = & 1 \ text {день} = 24 \ text {часы} = 86 400 \ text {s}. \ end {array} \\ [/latex]

Определите неизвестные. Нам нужно найти массу льда м . Нам также нужно будет найти чистую теплоту, переданную для таяния льда, Q . Определите, какие уравнения использовать. Скорость теплопередачи за счет теплопроводности равна

.

[латекс]\displaystyle\frac{Q}{t}=\frac{kA\left(T_2-T_1\right)}{d}\\[/latex]

Тепло используется для таяния льда: Q   мл f .{\circ}\text{C}\right)}{0,0250\text{м}}=13,3\текст{Дж/с}\\[/латекс]

Умножьте скорость теплопередачи на время (1 день = 86 400 с):  Q = [латекс]\left(\frac{Q}{t}\right)t\\[/latex]   = ( 13,3 Дж/с)(86 400 с) = 1,15 × 10 6 Дж.

Установите это значение равным теплу, переданному для таяния льда: Q мл f . Найдите массу m :

[латекс] \ displaystyle {m} = \ frac {Q} {L _ {\ text {f}}} = \ frac {1.3\text{ Дж/кг}}=3,44\text{ кг}\\[/латекс]

Обсуждение

Результат 3,44 кг, или около 7,6 фунтов, кажется правильным, исходя из опыта. Вы можете рассчитывать на то, что будете использовать около 4 кг (7–10 фунтов) мешка со льдом в день. Если вы добавляете какие-либо теплые блюда или напитки, требуется немного дополнительного льда.

Проверка электропроводности в Таблице 1 показывает, что пенополистирол является очень плохим проводником и, следовательно, хорошим изолятором. Другие хорошие изоляторы включают стекловолокно, шерсть и гусиный пух. Как и пенополистирол, все они включают в себя множество небольших воздушных карманов, использующих плохую теплопроводность воздуха.

Таблица 1. Теплопроводность обычных веществ
Вещество Теплопроводность k (Дж/с⋅м⋅ºC)
Серебро 420
Медь 390
Золото 318
Алюминий 220
Стальной чугун 80
Сталь (нержавеющая) 14
Лед 2.2
Стекло (среднее) 0,84
Бетонный кирпич 0,84
Вода 0,6
Жировая ткань (без крови) 0,2
Асбест 0,16
Гипсокартон 0,16
Дерево 0,08–0,16
Снег (сухой) 0,10
Пробка 0.042
Стекловата 0,042
Шерсть 0,04
Пуховые перья 0,025
Воздух 0,023
Пенополистирол 0,010

Рисунок 4. Стекловолоконная плита используется для изоляции стен и потолков, чтобы предотвратить передачу тепла между внутренней частью здания и внешней средой.

Комбинация материала и толщины часто используется для создания хороших изоляторов — чем меньше проводимость k и чем больше толщина d , тем лучше.Отношение [латекс]\frac{d}{k}\\[/латекс] , таким образом, будет большим для хорошего изолятора. Отношение [латекс]\фрак{д}{к}\\[/латекс] называется коэффициентом R . Скорость кондуктивной теплопередачи обратно пропорциональна R . Чем больше значение R , тем лучше изоляция. R Коэффициенты чаще всего указываются для бытовой изоляции, холодильников и т.п., к сожалению, они по-прежнему указаны в неметрических единицах ft тепловая единица [БТЕ] – это количество энергии, необходимое для изменения температуры 1.0 фунтов воды на 1,0°F). Двумя репрезентативными значениями являются коэффициент R , равный 11, для плит (кусков) из стекловолокна толщиной 3,5 дюйма и коэффициент R , равный 19, для плит из стекловолокна толщиной 6,5 дюймов. Стены обычно утепляются 3,5-дюймовыми плитами, а потолки обычно изолируются 6,5-дюймовыми плитами. В холодном климате для потолков и стен можно использовать более толстые войлочные панели.

Обратите внимание, что в Таблице 1 лучшие теплопроводники — серебро, медь, золото и алюминий — также являются лучшими электрическими проводниками, опять же в связи с плотностью свободных электронов в них.Кухонная утварь обычно изготавливается из хороших проводников.

Пример 2. Расчет разницы температур, поддерживаемой теплопередачей: теплопроводность через алюминиевый поддон

Вода кипит в алюминиевой кастрюле, поставленной на электрический элемент на плите. Сотейник имеет дно толщиной 0,800 см и диаметром 14,0 см. Кипящая вода испаряется со скоростью 1,00 г/с. Какова разница температур поперек (сквозь) дна кастрюли?

Стратегия

Теплопроводность через алюминий является здесь основным методом теплопередачи, поэтому мы используем уравнение для скорости теплопередачи и находим разность температур .

[латекс]\displaystyle{T}_2-T_1=\frac{Q}{t}\left(\frac{d}{kA}\right)\\[/latex]

Решение

Определить известные значения и преобразовать их в единицы СИ. Толщина сковороды, d = 0,900 см = 8,0 × 10 −3 м площадь сковороды, A = π(0,14/2) 2 м 2 = 1,54 × 10 −2 м 2 , а теплопроводность к = 220 Дж/с ⋅ м ⋅ °С.

Рассчитайте необходимую теплоту парообразования 1 г воды: Q = мл v = (1.{\ circ} \ text {C} \\ [/ латекс]

Обсуждение

Значение теплопередачи [латекс]\frac{Q}{t}\\[/латекс] = 2,26 кВт или 2256 Дж/с типично для электрической плиты. Это значение дает удивительно малую разницу температур между плитой и кастрюлей. Учтите, что горелка плиты раскалена докрасна, а температура внутри кастрюли почти 100ºC из-за ее контакта с кипящей водой. Этот контакт эффективно охлаждает дно кастрюли, несмотря на его близость к очень горячей горелке плиты.Алюминий является настолько хорошим проводником, что только эта небольшая разница температур обеспечивает передачу тепла в поддоне мощностью 2,26 кВт.

Проводимость вызвана беспорядочным движением атомов и молекул. Таким образом, это неэффективный механизм переноса тепла на макроскопические расстояния и короткие временные расстояния. Возьмем, к примеру, температуру на Земле, которая была бы невыносимо холодной ночью и очень жаркой днем, если бы перенос тепла в атмосфере осуществлялся только за счет теплопроводности.В другом примере автомобильные двигатели перегревались бы, если бы не было более эффективного способа отвода избыточного тепла от поршней.

Проверьте свое понимание

Как изменится скорость теплопередачи за счет теплопроводности, если все пространственные размеры удвоить?

Решение

Поскольку площадь является произведением двух пространственных измерений, она увеличивается в четыре раза, когда каждое измерение удваивается ( A final  = (2 d ) 2  = 4 d 2  = A начальный ).Расстояние, однако, просто удваивается. Поскольку разница температур и коэффициент теплопроводности не зависят от пространственных размеров, скорость теплопередачи за счет теплопроводности увеличивается в четыре раза, деленное на два, или два:

[латекс]\влево(\frac{Q}{t}\right)_{\text{final}}=\frac{kA _{\text{final}}\left(T_2-T_1\right)}{d_ {\ text {final}}} = \ frac {k \ left (4A _ {\ text {initial}} \ right) \ left (T_2-T_1 \ right)} {2d _ {\ text {initial}}} = 2 \ frac {kA _ {\ text {начальный}} \ left (T_2-T_1 \ right)} {d _ {\ text {initial}}} = 2 \ left (\ frac {Q} {t} \ right) _ {\ text {начальный}}\\[/латекс]

Резюме раздела

  • Теплопроводность — это передача тепла между двумя объектами, находящимися в непосредственном контакте друг с другом.
  • Скорость теплопередачи[латекс]\frac{Q}{t}\\[/латекс] (энергия в единицу времени) пропорциональна разности температур и площадь контакта A  и обратно пропорциональна расстоянию d  между объектами: [латекс]\frac{Q}{t}=\frac{\text{kA}\left({T}_{2} -{T}_{1}\right)}{d}\\[/latex].

Концептуальные вопросы

  1. Некоторые электрические плиты имеют плоскую керамическую поверхность со скрытыми под ней нагревательными элементами.Кастрюля, поставленная над нагревательным элементом, будет нагреваться, при этом безопасно прикасаться к поверхности всего в нескольких сантиметрах. Почему керамика с проводимостью меньше, чем у металла, но выше, чем у хорошего изолятора, идеальный выбор для плиты?
  2. Свободная белая одежда, закрывающая большую часть тела, идеальна для жителей пустыни, как на жарком солнце, так и в холодные вечера. Объясните, чем выгодна такая одежда как днем, так и ночью.

Рис. 5.Джелабию носят многие мужчины в Египте. (кредит: Зерида)

Задачи и упражнения

  1. (a) Рассчитайте коэффициент теплопроводности через стены дома толщиной 13,0 см, средняя теплопроводность которых в два раза выше, чем у стекловаты. Предположим, что окон и дверей нет. Площадь поверхности стен составляет 120 м 2 и их внутренняя поверхность имеет температуру 18,0ºC, а их внешняя поверхность имеет температуру 5,00ºC. (б) Сколько комнатных обогревателей мощностью 1 кВт потребуется, чтобы сбалансировать теплопередачу за счет теплопроводности?
  2. Скорость отвода тепла из окна в зимний день достаточно высока, чтобы охладить воздух рядом с ним.Чтобы увидеть, насколько быстро окна передают тепло за счет теплопроводности, рассчитайте коэффициент теплопроводности в ваттах через окно длиной 3,00 м 2 и толщиной 0,635 см (1/4 дюйма), если температуры внутренней и внешней поверхностей равны 5,00 ºC и −10,0ºC соответственно. Эта высокая скорость не будет поддерживаться — внутренняя поверхность будет охлаждаться и даже приведет к образованию инея.
  3. Рассчитайте скорость теплопроводности человеческого тела, принимая, что внутренняя температура ядра равна 37,0ºC, а температура кожи равна 34.0ºC, толщина тканей между ними составляет в среднем 1,00 см, а площадь поверхности 1,40 м 2 .
  4. Предположим, вы стоите одной ногой на керамическом полу, а другой — на шерстяном ковре, контактируя с поверхностью площадью 80,0 см 2 каждой ногой. Толщина керамики и ковра составляет 2,00 см, а температура их нижней стороны составляет 10,0ºC. С какой скоростью должна происходить теплопередача от каждой ноги, чтобы верхняя часть керамического покрытия и ковра оставались на уровне 33,0ºC?
  5. Человек потребляет 3000 килокалорий пищи в день, преобразуя большую часть этого количества для поддержания температуры тела.Если он теряет половину этой энергии при испарении воды (при дыхании и потоотделении), то сколько килограммов воды испаряется?
  6. (a) Огнеход бежит по слою раскаленных углей, не получив ожогов. Рассчитайте тепло, передаваемое за счет теплопроводности подошве одной ступни огнехода, учитывая, что подошва ступни представляет собой мозоль толщиной 3,00 мм с проводимостью на нижнем пределе диапазона для дерева и плотностью 300 кг/м. 3 . Площадь контакта 25,0 см 2 , температура углей 700°С, время контакта 1 с.00 с. (b) Какое повышение температуры происходит на 25,0 см 3 пораженной ткани? (c) Как вы думаете, какое влияние это окажет на ткань, учитывая, что мозоль состоит из мертвых клеток?
  7. (a) Какова скорость теплопроводности через мех толщиной 3,00 см крупного животного с площадью поверхности 1,40 м 2 ? Предположим, что температура кожи животного равна 32,0°С, температура воздуха -5,00°С, а теплопроводность меха такая же, как у воздуха.(b) Какое количество пищи потребуется животному в течение одного дня, чтобы заменить эту теплопередачу?
  8. Морж передает энергию посредством проводимости через ворвань со скоростью 150 Вт при погружении в воду с температурой -1,00ºC. Внутренняя температура ядра моржа составляет 37,0ºC, а площадь его поверхности составляет 2,00 м 2 . Какова средняя толщина его ворвани, имеющей проводимость жировой ткани без крови?

    Рис. 6. Морж на льдине. (кредит: капитан Бадд Кристман, Корпус NOAA)

  9. Сравните скорость теплопроводности через 13.Стена толщиной 0 см, площадью 10,0 м 2 и теплопроводностью, вдвое превышающей теплопроводность стекловаты, при коэффициенте теплопроводности через окно толщиной 0,750 см и площадью 2,00 м 2 , предполагая одинаковую разницу температур в каждом из них.
  10. Предположим, что человек с головы до ног покрыт шерстяной одеждой со средней толщиной 2,00 см и передает энергию за счет проводимости через одежду со скоростью 50,0 Вт. Какова разница температур по всей одежде, если площадь поверхности равна 1.40 м 2 ?
  11. Некоторые варочные поверхности выполнены из гладкой керамики, что облегчает их очистку. Если толщина керамики составляет 0,600 см, а теплопроводность происходит через ту же площадь и с той же скоростью, что и в примере 2, какова разница температур на ней? Керамика имеет такую ​​же теплопроводность, как стекло и кирпич.
  12. Одним из простых способов снизить расходы на отопление (и охлаждение) является дополнительная изоляция чердака дома. Предположим, что в доме уже есть 15 см изоляции из стекловолокна на чердаке и на всех внешних поверхностях.Если добавить на чердак дополнительные 8,0 см стекловолокна, то на сколько процентов снизится стоимость отопления дома? Возьмем одноэтажный дом размером 10 м на 15 м на 3,0 м. Не учитывать инфильтрацию воздуха и потери тепла через окна и двери.
  13. (a) Рассчитайте коэффициент теплопроводности через окно с двойным остеклением площадью 1,50 м 2 , состоящее из двух окон толщиной 0,800 см, разделенных воздушным зазором 1,00 см. Температура внутренней поверхности 15.0ºC, а снаружи -10,0ºC. (Подсказка: на двух стеклянных панелях одинаковые перепады температуры. Сначала найдите их, а затем перепад температуры в воздушном зазоре. В этой задаче не учитывается увеличение теплопередачи в воздушном зазоре из-за конвекции.) (b) Рассчитайте скорость теплопроводность через окно толщиной 1,60 см той же площади и при тех же температурах. Сравните свой ответ с ответом на пункт (а).
  14. Многие решения принимаются на основе периода окупаемости: времени, которое потребуется за счет сбережений, чтобы сравняться с капитальными затратами инвестиций.Приемлемые сроки окупаемости зависят от бизнеса или философии человека. (Для некоторых отраслей период окупаемости составляет всего два года.) Предположим, вы хотите установить дополнительную изоляцию в ответе на вопрос 12. Если стоимость энергии составляет 1 доллар США за миллион джоулей, а изоляция — 4 доллара США за квадратный метр, рассчитайте простой срок окупаемости. . Примите среднее значение Δ T  за 120-дневный отопительный сезон равным 15,0ºC.
  15. Для человеческого тела, какова скорость передачи тепла за счет теплопроводности через ткани тела при следующих условиях: толщина ткани равна 3.00 см, изменение температуры 2,00ºC, площадь кожи 1,50 м 2 . Как это соотносится со средней скоростью теплопередачи к телу при потреблении энергии около 2400 ккал в день? (Упражнения не включены.)

Глоссарий

R-фактор:  отношение толщины к проводимости материала

скорость кондуктивной теплопередачи: скорость теплопередачи от одного материала к другому

теплопроводность: свойство способности материала проводить тепло

Избранные решения задач и упражнений

1.(а) 1,01 × 10 3 Вт; (б) Один

3. 84,0 Вт

5. 2,59 кг

7. (а) 39,7 Вт; (б) 820 ккал

9. 35 к 1, окно к стене

11. 1,05 × 10 3 К

13. (а) 83 Вт; (b) в 24 раза больше, чем у окна с двойным остеклением.

15. 20,0 Вт, 17,2% от 2400 ккал в день


Теплота, работа и энергия

Теплота (энергия)

Единицей СИ для теплоты или энергии является джоуль (Дж) .С разницей температур Калория (количество тепла, чтобы поднять 1 грамм воды на 1 o C ( или 1 K )).

калорий определяется как количество тепла, необходимое для изменения температуры одного грамма жидкой воды на один градус Цельсия (или один градус Кельвина).

1 Cal = 4.184 J

1 J = 1 WS

= (1 WS) (1/3600 H / S)

= 2.78 10 -4 wh

      = 2,78 10 -7 кВт·ч

Тепловой поток (мощность)

Теплопередача только в результате разности температур называется тепловым потоком. Единицы СИ для теплового потока: Дж/с или ватт (Вт) — то же, что и мощность. Один ватт определяется как 1 Дж/с .

Удельная энтальпия

Удельная энтальпия является мерой общей энергии в единице массы. Обычно используемой единицей СИ является Дж/кг или кДж/кг .

Термин относится к полной энергии, обусловленной как давлением, так и температурой жидкости (такой как вода или пар) в любое заданное время и при любых условиях. В частности, энтальпия представляет собой сумму внутренней энергии и работы, совершаемой приложенным давлением.

Теплоемкость

Теплоемкость системы

  • количество тепла, необходимое для изменения температуры всей системы на один градус .

Удельная теплоемкость

Удельная теплоемкость (= удельная теплоемкость) – это количество теплоты, необходимое для изменения температуры одной единицы массы вещества на один градус .

Удельная теплоемкость может быть измерена в Дж/г К, Дж/кг К , кДж/кг К, кал/г К или БТЕ/фунт 9 05 F 9 и более 9 .

Никогда не используйте табличные значения теплоемкости без проверки единиц измерения фактических значений!

Удельную теплоемкость для обычных продуктов и материалов можно найти в разделе «Свойства материала».

Удельная теплоемкость — постоянное давление

Энтальпия — или внутренняя энергия — вещества зависит от его температуры и давления.

Изменение внутренней энергии по отношению к изменению температуры при фиксированном давлении равно Удельной теплоемкости при постоянном давлении — c p .

Удельная теплоемкость — постоянный объем

Изменение внутренней энергии по отношению к изменению температуры при фиксированном объеме представляет собой удельную теплоемкость при постоянном объеме — c v .

Если давление не очень высокое, работой, совершаемой давлением на твердые и жидкие тела, можно пренебречь, а энтальпию можно представить только компонентом внутренней энергии. Можно сказать, что теплоты постоянного объема и постоянного давления равны.

для твердых веществ и жидкостей

C P = C P = C P (1)

Удельное тепло представляет собой количество энергии, необходимую для повышения 1 кг вещества на 1 o C (или 1 K) , и его можно рассматривать как способность поглощать тепло.Единицы удельной теплоемкости в системе СИ равны Дж/кгК (кДж/кг o Кл) . Вода имеет большую удельную теплоемкость по сравнению со многими другими жидкостями и материалами.

  • Вода – хороший теплоноситель!

Количество тепла, необходимого для повышения температуры

количество тепла, необходимое для нагрева субъекта от одного температурного уровня к другому, может быть выражено как:

Q = C P M DT 2)

Где

q = количество тепла (Kj)

C P = Удельное тепло (KJ / KGK)

M = масса (кг )

dT = разница температур между горячей и холодной стороной (K)

Пример Отопление Вода

Рассмотрим энергию, необходимую для нагрева 1.0 кг воды от 0 o С до 100 o C до 100 o C , когда удельная температура воды составляет / кг 2 C ) (1,0 кг) ((100 o C) — (0 o C))

= 419 (KJ)

Работа

Работа и энергия с технической точки зрения — одно и то же, но работа — это результат, когда направленная сила (вектор) перемещает объект в одном и том же направлении.

Количество выполненной механической работы можно определить с помощью уравнения, полученного из ньютоновской механики

Работа = приложенная сила x расстояние, пройденное в направлении силы (3)

где

W = работа (NM, J)

F = приложенная сила (N)

L = длина или расстояние перемещено (M)

Также быть описан как продукт приложенного давления и перемещенного объема:

работа = приложенное давление X перемещенного объема

или

W = P A L (3b)

где

p = приложенное давление (Н/м 2 , Па)

A = под давлением площадь (м 2 )

l = длина или расстояние, на которое площадь под давлением перемещается под действием приложенной силы (м)

Движение тела 50 м можно рассчитать как

W = (100 N) (50 м)

= 5000 (NM, J)

Устройство работы Joule, Дж, который определяется как количество работы, совершаемой, когда сила 1 ньютон действует на расстоянии 1 м в направлении силы.

1 Дж = 1 Нм

Пример. Работа силы тяжести F
G H

= MGH

= (100 кг) (9,81 м / с 2 ) (10 м)

= 9810 (NM, J)

где

F г = сила тяжести — или вес (Н)

г = ускорение свободного падения 9.81 (м/с 2 )

h = высота над уровнем моря (м)

В британских единицах единица работы выполняется, когда вес 1 фунт f равен 3 фунтам силы 45 поднят вертикально против силы тяжести на расстояние 1 фут . Единица называется lb ft .

Объект массой 10 слагов поднят 10 футов . Совершенную работу можно рассчитать как

  W = F г ч

     = мг ч

     = (10 2 слагов)17405 FT / S 2 ) (10 футов) ) (10 футов) ) (10 футов)

= 3217 фунт F FT

Пример — Работа из-за изменения скорости

Работа, выполненная, когда масса 100 кг ускоряется из Скорость 10 м / с до скорости 20 м / с может быть рассчитана как

W = (V 2 2 — V 1 2 ) M / 2

= ((20 м / с) 2 — (10 м / с) 2 ) (100 кг) / 2

= 15000 (NM, J)

где

V 2 = конечная скорость (м / с)

v 1 = начальная скорость (м / с)

Energy

Energy — это способность делать работа (перевод с греческого — «работа внутри»).Единицей СИ для работы и энергии является джоуль, определяемый как 1 Нм .

Движущиеся объекты могут совершать работу, потому что они обладают кинетической энергией. («кинетический» в переводе с греческого означает «движение»).

Количество кинетической энергии, обладаемой объектом, может быть рассчитана как

E K = 1/2 MV 2 2 (4)

где

M = масса объекта (кг)

v = скорость (м/с)

Энергия положения уровня (запасенная энергия) называется потенциальной энергией.Это энергия, связанная с силами притяжения и отталкивания между объектами (гравитацией).

Полная энергия системы состоит из внутренней, потенциальной и кинетической энергии. Температура вещества напрямую связана с его внутренней энергией. Внутренняя энергия связана с движением, взаимодействием и соединением молекул внутри вещества. Внешняя энергия вещества связана с его скоростью и местоположением и представляет собой сумму его потенциальной и кинетической энергии.

Лекция о тепловых условиях

Лекция о тепловых условиях


Корнельский университет Ergonomics Web

DEA3500: Окружающая среда: тепловые условия

Тепловые условия

ОСНОВЫ

Одной из первых причин строительства было создание укрытия от непогоды. Стремление сохранить сухость и тепло/или прохладу (в зависимости от климата) породило множество архитектурных форм, которые эволюционировали, чтобы повысить непроницаемость оболочки здания для природных условий, а с помощью инженерной защиты окружающей среды мы можем создавать собственные внутренние условия окружающей среды. .Базовая модель теплового режима (вставьте модель)

КОРПУС

Наши живые тела выделяют тепло, потому что мы гомотермические (теплокровные) существа. Скорость, с которой вырабатывается тепло, зависит в первую очередь от скорости нашего метаболизма.

Скорость метаболизма = наша способность вырабатывать тепло в основном зависит от уровня нашей мышечной активности. Часть энергии, генерируемой мышечной деятельностью, будет непосредственно преобразована в работу (сила х расстояние), а избыточная энергия будет рассеиваться в виде тепла.

метрических единиц — Каждый из нас в этом классе производит около 1 мет (1 единица скорости метаболизма) отработанного тепла.

Поскольку, как мы увидим, теплообмен с окружающей средой происходит в основном через кожу, метрическая единица определяется как тепловой энергией, так и площадью поверхности.

1 мет = 58,2 Вт/м2 (единицы СИ)
= 18,4 БТЕ/ч/фут2
(т.е. 58,2 х 3,412/10,76 = 198,5784/10,76 = 18,4
1 ватт = 3,423 БТЕ/ч
1 м2 = 10.76 футов2

1 БТЕ = количество тепла, необходимое для повышения температуры 1 фунта (1 пинты) воды на 1 ГРАДУС F = тепло, выделяемое одной стандартной деревянной спичкой. Каждый квадратный метр тела выделяет около 19 спичек в час.

Для повышения температуры 1 фунта воды с 32F до 212F требуется 180 БТЕ (т.е. 212-32=180)

ПЛОЩАДЬ ПОВЕРХНОСТИ ТЕЛА

Площадь Дюбуа: площадь поверхности кожи «среднего» взрослого человека равна 1.8 м2 (1,8 x 10,76 = 19,368 фут2) Общее производство тепла «средним» человеком в состоянии покоя в час составляет 58,2 х 1,8 = 104,76 = 105 ватт (18,4 х 19,368 = 356,37 = 356 БТЕ в час).

Площадь Дюбуа обычно колеблется от 1,3 м2 (14 футов2) до 2,2 м2 (23,7 футов2), и в любых условиях тепло, выделяемое взрослыми людьми, ведущими малоподвижный образ жизни, будет варьироваться от 75,66 Вт (271 БТЕ) на 1,3 м2 до 128 Вт (459 БТЕ) на 2,2 м2.

ТАБЛИЦА 2.1 Скорость метаболизма для типичных задач
Активность Скорость метаболизма, а (метр. ед.), б
Лежащая 0.8
Сидя тихо 1,0
Сидячая деятельность (офис, жилище, лаборатория, школа) 1,2
Стоя, расслабленно 1,2
Легкая активность, стоя (торговля, лаборатория, легкая промышленность) 1,6
Средняя активность, стоя (продавец, домработница, машинные работы) 2.0
Высокая активность (тяжелая машина работа, гаражные работы) 3,0
АШРАЭ

а) Для средней теплопродукции всего тела в ваттах и ​​БТЕ в час (см. текст курса)

b) Один метр = 58,2 Вт/м2 = 18,4 БТЕ/ч фут2 В этой комнате с 40-50 телами одно только отработанное тепло тел эквивалентно сжиганию огня мощностью 4-5 кВт! В большинстве зданий проблема заключается в охлаждении, а не в обогреве большую часть года.

До сих пор мы говорили о людях как источниках тепла. Теперь давайте посмотрим на меры тепла в окружающей среде.

Как измеряется тепловая мощность для людей?

В состоянии покоя 20-30% тепла тела производится мышцами. Во время интенсивной физической нагрузки в течение примерно 1 минуты теплоотдача от мышц может быть в 40 раз больше, чем от всех других тканей. Степень мышечной активности является одним из наиболее важных способов, которыми тело регулирует свою температуру.

ИЗМЕРЕНИЕ ТЕПЛОВЫХ УСЛОВИЙ

Основы психрометрии (после освоения можно понять температурный комфорт и вентиляцию (HVAC))

Влияние атмосферы на наше ощущение температурных условий зависит от взаимодействия тепла, влаги и воздуха. Изучение взаимодействия этих компонентов называется психрометрией (наукой о влажном воздухе).

Теплота (энтальпия) = сумма внутренней энергии тела и произведение его объема на давление)
Энтальпия = явная теплота + скрытая теплота
Явное тепло = тип тепла, повышающий температуру воздуха e.грамм. электрический огонь.
Скрытое тепло = тепло, присутствующее при увеличении влажности воздуха, т.е. при кипячении чайника или использовании парового увлажнителя. (Для испарения 1 фунта воды при 212F требуется 1061 БТЕ, что приблизительно в 6 раз больше энергии, необходимой для нагревания 1 фунта воды с 32°F до 212°F). Эта влага в воздухе не обязательно изменяет температуру воздуха, но содержащаяся в нем тепловая энергия может выделяться при конденсации этой влаги (скрытая теплота парообразования).

Воздух — с повышением температуры воздуха увеличивается его объем и повышается его способность удерживать влагу.
Более теплый воздух менее плотный (из-за увеличения объема) и поднимается вверх.
При понижении температуры воздуха его объем уменьшается, а его способность удерживать влагу уменьшается.
Более холодный воздух более плотный (из-за меньшего объема) и падает.

Влажность — количество (масса) влаги, присутствующей в воздухе при данном объеме и температуре, называется абсолютной влажностью или влагосодержанием. Чаще мы говорим о соотношении влажности или относительной влажности воздуха.

ИЗМЕРЕНИЕ ТЕПЛОВЫХ ФАКТОРОВ

Измерение температуры

Температура воздуха (ta) — перевод из градусов C (C) в градусы F (Ф)
(С/5 х 9) + 32
0 32 100 212
Обычно измеряется стеклянным ртутным термометром.
Для оценки температуры воздуха в помещении ее следует измерять в центральном месте и примерно на уровне лица (избегая яркого солнечного света или других асимметричных источников тепла).Вертикальные эффекты особенно проблематичны в зданиях.

Средняя температура излучения (MRT) – это средняя температура поверхностей в помещении кубической формы. Средняя лучистая температура может быть выше или ниже температуры воздуха в помещении. Средняя лучистая температура (tr) — это равномерная температура поверхности воображаемого ограждения, при которой лучистый теплообмен между этим ограждением и человеком был бы равен лучистому обмену в реальной среде.

Плоская лучистая температура (tpr) — однородная температура поверхности ограждения, в котором поток падающего излучения на одну сторону небольшого плоского элемента такой же, как и в реальной среде.

Асимметрия радиационной температуры ((дельта) D tpr) – это разница между лучистой температурой двух противоположных сторон небольшого плоского элемента.

Рабочая температура — среднее значение температуры воздуха и МРТ.Оперативную температуру обычно определяют с помощью шарового термометра, расположенного на уровне туловища.

ИЗМЕРЕНИЕ СРЕДНЯЯ ТЕМПЕРАТУРА ИЗЛУЧЕНИЯ

Шаровой термометр.

 Он состоит из тонкостенной медной сферы, окрашенной в черный цвет, содержащей термометр с колбой в центре сферы (обычно диаметром 150 мм). Глобусный термометр подвешивают и дают ему достичь теплового равновесия с окружающей средой (обычно 20 минут).При использовании дальнего внутреннего шара время установления равновесия составляет 6 минут, а при использовании термопары вместо ртутного термометра время составляет 10 минут. Равновесная температура зависит как от конвекции, так и от переноса излучения, однако за счет эффективного увеличения размера колбы термометра коэффициент переноса конвекции снижается, а эффект излучения пропорционально увеличивается. В равновесии чистый теплообмен равен нулю.

Из-за местных конвективных воздушных потоков температура земного шара (tg) обычно находится между температурой воздуха (ta) и истинной средней лучистой температурой (tr).Чем быстрее воздух движется над сферическим термометром, тем ближе tg приближается к ta. NB. Если движение воздуха равно нулю, tg = tr.

ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ ТЕМПЕРАТУРА ПОВЕРХНОСТИ (теплопроводность)

Все поверхности изготовлены из материалов, проводящих тепло с разной скоростью (теплопроводность). Наши тепловые ощущения не являются хорошими индикаторами температуры поверхности, а скорее мы ощущаем скорость потери или притока тепла, т.е. в термостабильных условиях кафельный пол будет казаться холоднее, чем пол с ковровым покрытием, даже если они имеют одинаковую температуру поверхности, потому что плитка имеет более высокую теплопроводность, чем ковер.Температуру поверхности можно измерить термометрами, помещенными в непосредственный контакт с исследуемой поверхностью. Поверхности могут быть значительным источником дискомфорта.

ВЛАЖНОСТЬ

Влажность (абсолютная влажность) относится к сырости/влажности воздуха в виде водяного пара, т. е. к массе водяного пара, присутствующей в единице объема воздуха (влажность).

В единицах СИ выражается в граммах воды на кубический метр воздуха или пространства.(454 грамма = 1 фунт/1 м3 = 1,308 ярда3 = 0,027 унции/ярд3). В обычный день влажность остается довольно постоянной, но значительно изменяется относительная влажность.

ОТНОСИТЕЛЬНАЯ ВЛАЖНОСТЬ имеет более практическое значение.
RH = отношение массы водяного пара, присутствующего в воздухе при данной температуре, к максимальному содержанию водяного пара в этом воздухе при этой температуре.
Относительная влажность – это отношение преобладающего парциального давления водяного пара к давлению насыщенного водяного пара при преобладающей температуре.Обычно говорят о %RH Если воздух содержит максимальное количество водяного пара, он имеет относительную влажность 100% и называется НАСЫЩЕННЫМ. Такая ситуация очень необычна внутри зданий, за исключением очень холодных поверхностей, например дыхание на холодном зеркале.

Точка росы – это температура, при которой атмосферный водяной пар начинает конденсироваться при охлаждении воздуха – основная проблема конденсации в зданиях.

При снижении температуры воздуха ночью максимальное содержание пара в воздухе падает, хотя фактическое содержание пара остается постоянным, а относительная влажность увеличивается.

Когда воздух охлаждается настолько, что максимальное содержание пара = фактическому содержанию пара, тогда относительная влажность = 100% и вода начинает конденсироваться из воздуха, образуя росу, особенно на уровне земли (поскольку земля холоднее окружающего воздуха). Эта температура воздуха называется точкой росы (будь то внутри или снаружи). Когда температура воздуха продолжает падать, роса замерзает, образуя иней. (Внутри зданий обычно образуется роса или иней на самых холодных поверхностях, например, на окнах).

При повышении температуры воздуха максимальное содержание пара увеличивается, а при повышении температуры воздуха при постоянном содержании влаги относительная влажность уменьшается.(RH измеряется с помощью пращевого психрометра (вихревого гигрометра) или гигрометра). будет описано позже.

ДАВЛЕНИЕ ПАРОВ

Молекулы жидкости, такой как вода, находятся в постоянном движении. По мере повышения температуры движение становится более лихорадочным, например. обратите внимание на пузырение / выплевывание на поверхность кипящей воды, и в конечном итоге некоторые из них вырываются в воздух. Эти молекулы создают давление (давление пара) в воздушном пространстве над жидкостью, и по мере увеличения температуры жидкости давление пара увеличивается (т.грамм. кипящая вода может поднять крышку). Для любой жидкости существует максимальное давление при любой температуре, и это называется ДАВЛЕНИЕМ НАСЫЩЕННОГО ПАРА (ДНП). SVP = 100% влажный воздух, над которым конденсируется избыток водяного пара. Объясните таблицу SVP.

Информация о температуре воздуха, относительной влажности, а также о содержании влаги или SVP позволяет легко рассчитать точку росы.

напр. Если воздух имеет температуру 20°C и относительную влажность 40%, какова будет точка росы?
i) По методу содержания влаги: при 20°С воздух может удерживать 17.118 г/м3 воды.
40% от 17,118 г/м3 = 6,847 г/м3
Воздух при температуре 5,2°C может содержать 6,847 г/м3, и это точка росы.

ii) По методу SVP: при 20°C SVP = 2338 Н/м2
40% от 2338 = 935 Н/м2
из таблицы, 935 Н/м2 = СВП для 6С
точка росы приблизительно 6C (что немного выше фактической точки росы).

ИЗМЕРЕНИЕ ВЛАЖНОСТИ

Гигрометры (иногда называемые психрометрами) Эти приборы измеряют относительную влажность.Наиболее часто используемые инструменты: 

Гигрометры с мокрым и сухим термометром (вихревые гигрометры, пращевые психрометры)
Состоит из сухого (Td) и смоченного (Tw) термометров. Два термометра считываются и разница отмечается.
Td — Tw = Tdiff Температура смоченного термометра обычно будет ниже, потому что вода забирает тепло из окружающей среды (включая колбу термометра) для обеспечения скрытой теплоты для испарения воды (скрытая теплота парообразования).По температуре сухого термометра и разности температур можно определить относительную влажность в процентах из стол. Это быстрый и точный способ измерения относительной влажности. Другие устройства для измерения относительной влажности включают:

Гигрометр точки росы — состоит из простой стеклянной трубки диаметром около 25 мм с тщательно отполированной никелевой крышкой. Чтобы использовать это:
i) измеряется температура воздуха.
ii) в трубку наливается эфир на глубину 25 мм (чтобы покрыть колбу термометра).
iii) эфир продувается воздухом, что приводит к его испарению (эфир — очень летучая
жидкость, которая кипит при температуре крови).
iv) отмечается температура, при которой на крышке начинает появляться роса.

Допустим, температура воздуха = 20°С
температура точки росы = 8C
Воздух при 20°C может содержать 17,118 г/м-3. Однако, так как роса появилась на 8C, это равно температуре, при которой воздух был бы насыщенным.
Воздух при 8C может содержать 8.215 г/м-3 (из таблицы)
% относительной влажности = 8,215/17,118 х 100 = 0,48 х 100 = 48 %

Цифровые термометры/гигрометры

Скорость воздуха
Скорость воздуха в точке пространства. Измеряется в футах/мин. или м/сек.
NB 1 фут/мин = 0,00508 м/с


Перейти к следующей лекции

5. Тепловыделение от людей, освещения и приборов

РИСУНОК 26
Тепло, выделяемое людьми, освещением и оборудованием, представляет собой внутреннее тепловыделение здания.

Преобразование химической или электрической энергии в тепловую в здании представляет собой внутренний приток тепла или внутреннюю нагрузку здания. Основными источниками внутреннего тепловыделения являются люди, освещение, бытовые приборы и различное оборудование, такое как компьютеры, принтеры и копировальные аппараты (рис. 26). Внутреннее тепловыделение обычно не учитывается при расчете проектной тепловой нагрузки, чтобы гарантировать, что система отопления может выполнять свою работу даже при отсутствии теплопритока, но оно всегда учитывается при проектных расчетах холодопроизводительности, поскольку внутреннее тепловыделение обычно составляет значительную долю Это.

Люди

Среднее количество тепла, выделяемого человеком, зависит от уровня активности и может варьироваться от примерно 100 Вт для отдыхающего человека до более 500 Вт для физически очень активного человека. Типичные показатели рассеивания тепла людьми приведены в таблице 8 для различных видов деятельности в различных областях применения. Обратите внимание, что скрытое тепло составляет около одной трети всего тепла, рассеиваемого во время отдыха, но возрастает почти до двух третей уровня во время тяжелой физической работы.Кроме того, около 30 процентов явного тепла теряется за счет конвекции, а остальные 70 процентов — за счет излучения. Скрытые и конвективные потери явного тепла представляют собой «мгновенную» охлаждающую нагрузку для людей, поскольку их необходимо немедленно удалить. Радиационное тепло, с другой стороны, сначала поглощается окружающими поверхностями, а затем постепенно выделяется с некоторой задержкой.

РИСУНОК 27
Если собрать и сконденсировать влагу, покидающую тело среднестатистического отдыхающего человека за один день, она заполнит 1-литровый контейнер.

Интересно отметить, что среднестатистический человек в состоянии покоя рассеивает скрытое тепло не менее 30 Вт. Принимая во внимание, что энтальпия испарения воды при 33ºC составляет 2424 кДж/кг, количество воды, которое средний человек теряет в день при испарении через кожу и легкие, составляет (рис. 27)

, что оправдывает разумный совет, необходимо выпивать не менее 1 л воды каждый день. Таким образом, семья из четырех человек будет подавать в воздух в доме 4 л воды в день, просто отдыхая.Эта сумма будет намного выше при тяжелых работах.

Тепло, выделяемое людьми, обычно составляет значительную долю притока явного и скрытого тепла здания и может доминировать в охлаждающей нагрузке в зданиях с высокой посещаемостью, таких как театры и концертные залы. Скорость поступления тепла от людей, приведенная в таблице 8, достаточно точна, но существует значительная неопределенность во внутренней нагрузке, связанной с людьми, из-за сложности прогнозирования количества людей в здании в любой момент времени.Расчетная холодопроизводительность здания должна определяться с учетом полной занятости. При отсутствии более точных данных количество людей можно оценить из расчета один человек на 1 м 90 424 2 90 425 в аудиториях, 2,5 м 90 424 2 90 425 в школах, 3–5 м 90 424 2 90 425 в розничных магазинах и 10 –15 м 2 в офисах.

Освещение

Освещение составляет около 7 процентов от общего потребления энергии в жилых зданиях и 25 процентов в коммерческих зданиях.Таким образом, освещение может оказывать значительное влияние на тепловые и охлаждающие нагрузки здания. Не считая свечей, используемых в чрезвычайных ситуациях и романтических ситуациях, и керосиновых ламп, используемых во время кемпинга, все современное осветительное оборудование питается от электричества. Основными типами электроосветительных приборов являются лампы накаливания, люминесцентные и газоразрядные лампы.

РИСУНОК 28
Компактная люминесцентная лампа мощностью 15 Вт дает столько же света, сколько и лампа накаливания мощностью 60 Вт.

Количество тепла, отдаваемого на люкс освещения, сильно зависит от типа освещения, поэтому нам необходимо знать тип установленного освещения, чтобы точно предсказать внутреннюю тепловую нагрузку освещения.Световая эффективность распространенных типов освещения приведена в Таблице 9. Обратите внимание, что лампы накаливания являются наименее эффективными источниками света, и поэтому они будут оказывать наибольшую нагрузку на системы охлаждения (Рис. 28). Поэтому неудивительно, что практически во всех офисных зданиях используются высокоэффективные люминесцентные лампы, несмотря на их более высокую начальную стоимость. Обратите внимание, что лампы накаливания тратят энергию впустую, (1) потребляя больше электроэнергии для того же количества освещения и (2) заставляя систему охлаждения работать усерднее и дольше, чтобы отводить выделяемое тепло.Офисные помещения обычно хорошо освещены, а потребление энергии на освещение в офисных зданиях составляет от 20 до 30 Вт/м 2 (от 2 до 3 Вт/фут 2 ) площади пола.

Энергия, потребляемая светом, рассеивается за счет конвекции и излучения. Конвекционная составляющая тепла составляет около 40 процентов для люминесцентных ламп и представляет собой мгновенную часть охлаждающей нагрузки за счет освещения. Оставшаяся часть находится в виде излучения, которое поглощается и переизлучается стенами, полом, потолком и мебелью, и, таким образом, влияет на охлаждающую нагрузку с временной задержкой.Следовательно, освещение может продолжать вносить свой вклад в охлаждающую нагрузку за счет переизлучения даже после выключения света. Иногда при определении расчетной холодопроизводительности может возникнуть необходимость учитывать эффекты временной задержки.

Отношение используемой мощности освещения к общей установленной мощности называется коэффициентом использования, и его необходимо учитывать при определении притока тепла из-за освещения в данный момент времени, поскольку установленное освещение не отдает тепло, если оно не включено . Для коммерческих приложений, таких как супермаркеты и торговые центры, коэффициент использования принимается равным единице.

РИСУНОК 29
Двигатель с КПД 80%, приводящий в действие вентилятор мощностью 100 Вт, обеспечивает 25 Вт и 100 Вт тепловой нагрузки машинного отделения и машинного зала соответственно.
Оборудование и приборы

Большинство оборудования и приборов приводится в действие электродвигателями, поэтому тепло, выделяемое прибором при устойчивой работе, представляет собой просто мощность, потребляемую его двигателем. Например, для вентилятора часть мощности, потребляемой двигателем, передается вентилятору для его привода, а остальная часть преобразуется в тепло из-за неэффективности двигателя.Вентилятор передает энергию молекулам воздуха и увеличивает их кинетическую энергию. Но эта энергия также преобразуется в тепло, поскольку быстро движущиеся молекулы замедляются другими молекулами и останавливаются в результате трения. Следовательно, можно сказать, что вся энергия, потребляемая двигателем вентилятора в помещении, в конечном итоге преобразуется в тепло в этом помещении. Конечно, если двигатель находится в одном помещении (скажем, в помещении А), а вентилятор в другом (скажем, в помещении Б), то теплоприток помещения Б будет равен мощности, передаваемой только вентилятору, а теплоприток помещения А будет теплом, выделяемым двигателем из-за его неэффективности (рис.29).

Номинальная мощность, Вт двигатель на этикетке двигателя представляет собой мощность, которую двигатель будет обеспечивать в условиях полной нагрузки. Но двигатель обычно работает с частичной нагрузкой, иногда даже с 30–40 процентами, и поэтому он потребляет и выдает гораздо меньше энергии, чем указано на этикетке. Это характеризуется коэффициентом нагрузки f нагр двигателя при работе, который для полной нагрузки равен f нагр = 1,0. Кроме того, существует неэффективность, связанная с преобразованием электрической энергии в механическую энергию вращения.Это характеризуется КПД двигателя h двигателя , который уменьшается с уменьшением коэффициента нагрузки. Следовательно, не рекомендуется увеличивать размер двигателя, поскольку двигатели увеличенного размера работают с низким коэффициентом нагрузки и, следовательно, с более низким КПД. Еще одним фактором, влияющим на количество тепла, выделяемого двигателем, является продолжительность фактической работы двигателя. Это характеризуется коэффициентом использования f использования , при этом f использования = 1,0 для непрерывной работы. Двигатели с очень низким коэффициентом использования, такие как двигатели дверей доков, при расчетах можно не учитывать.Тогда приток тепла от двигателя внутри кондиционируемого помещения можно выразить как

Тепло, выделяемое в кондиционируемых помещениях электрическими, газовыми и паровыми приборами, такими как плита, холодильник, морозильник, телевизор, посудомоечная машина, стиральная машина, сушилка, компьютеры , принтеры и копировальные аппараты могут быть значительными, и поэтому их необходимо учитывать при определении пиковой нагрузки на охлаждение здания. Существует значительная неопределенность в оценках притока тепла от приборов из-за различий в приборах и различных графиках использования.Вытяжные колпаки на кухне еще больше усложняют ситуацию. Кроме того, некоторая офисная техника, такая как принтеры и копировальные аппараты, потребляет значительную мощность в режиме ожидания. Например, лазерный принтер мощностью 350 Вт может потреблять 175 Вт, а компьютер мощностью 600 Вт может потреблять 530 Вт в режиме ожидания.

Приток тепла от офисного оборудования в типичном офисе с компьютерными терминалами на большинстве столов может достигать 47 Вт/м 2 . Это значение может быть в 10 раз больше для компьютерных залов, в которых размещены мейнфреймы.Когда известен запас оборудования здания, приток тепла к оборудованию можно определить более точно, используя данные, приведенные в ASHRAE Handbook of Fundamentals.

Наличие термостатического контроля и типичная практика использования делают крайне маловероятным, что все бытовые приборы в кондиционируемом помещении будут работать с полной нагрузкой. Более реалистичный подход состоит в том, чтобы взять 50 процентов от общей паспортной мощности приборов, чтобы представить максимальное использование. Таким образом, пиковый приток тепла от приборов принимается равным

независимо от типа используемой энергии или топлива.Для оценки нагрузки на охлаждение можно предположить, что около 34 процентов притока тепла приходится на скрытую теплоту, а остальные 66 процентов в данном случае являются явными.

РИСУНОК 30
В вытяжных устройствах около 68 % вырабатываемого тепла выбрасывается вместе с нагретым и увлажненным воздухом.

В приборах с колпаком воздух, нагретый конвекцией, и образующаяся влага удаляются колпаком. Таким образом, единственным источником тепла от закрытых приборов является излучение, которое составляет до 32% энергии, потребляемой прибором (рис.30). Следовательно, расчетное значение притока тепла от электрических или паровых приборов с колпаком составляет просто половину от этих 32 процентов.

Солнечная энергия

Солнечная энергия

Основы солнечной энергетики

Солнце всегда там; много энергии

Сколько фотонов (энергии) достигает поверхности Земля в среднем?

Энергетический баланс в атмосфере показан здесь:

Основными компонентами на этой схеме являются следующие:

  • Коротковолновое (оптическое) излучение от Солнце достигает верхних слоев атмосферы.
  • Облака отражают 17% обратно в космос. Если земля получит больше облачно, как предсказывают некоторые климатические модели, будет больше радиации отражается назад и меньше достигает поверхности
  • 8% рассеивается молекулами воздуха назад:
  • 6 % фактически напрямую отражается от поверхности обратно в пространство
  • Таким образом, общая отражательная способность земли составляет 31%. Это технически известный как Альбедо. Примечание что во время ледниковых периодов альбедо Земли увеличивается как большая часть его поверхности является отражающей.Это, конечно, усугубляет эта проблема.
Что происходит с 69% поступающей радиации, которая не получить обратное отражение:
  • 19% поглощается непосредственно пылью, озоном и водой пара в верхних слоях атмосферы. Эта область называется стратосферой. и нагревается этим поглощенным излучением. Потеря стратосферы озон вызывает охлаждение стратосферы со временем это заставило некоторых использовать стратосферное охлаждение в качестве аргумента против возникновение глобального потепления.Два не связаны вообще.
  • 4% поглощается облаками, расположенными в тропосфере. Этот это нижняя часть земной атмосферы, где происходит погода. Эта часть равновесного цикла меняется по мере того, как тропосфера, особенно в тропических широтах, становится облачнее.
  • Оставшиеся 47% солнечного света, падающего на верхнюю часть земная атмосфера достигает поверхности. это не реально значительные потери энергии. Поэтому это делает совершенно нет смысла выводить солнечные батареи на орбиту и потом «лучить» энергия возвращается на поверхность.

Какое количество солнечной энергии достигает поверхности Земля в среднем?

Обратите внимание, что мы измеряем энергию в ватт-часах. ватт это не единица энергии, это мера мощности. ЭНЕРГИЯ = МОЩНОСТЬ x ВРЕМЯ

1 киловатт-час = 1 кВтч = 1000 ватт, используемых за один час = 10 лампочек по 100 Вт, оставленных включенными на час

Инцидент солнечной энергии на земле:

Таким образом, за этот 8-часовой рабочий день получается:
  • 8 часов x 600 Вт на кв.m = 4800 ватт-часов на кв. м, что равняется 4,8 киловатт-часа на кв.м.
  • Эквивалентно 0,13 галлона бензина
  • Для 1000 квадратных футов горизонтальной площади (стандартная площадь крыши) это эквивалентен 12 галлонам газа или около 450 кВтч
Но для перехода от получаемой энергии к вырабатываемой энергии требуется преобразование солнечной энергии в другие формы (тепло, электричество) при некотором снижении эффективности.

Подробнее о фотоэлементах мы поговорим позже.На данный момент единственный момент, который следует сохранить, это то, что они довольно низки по эффективности!

Сбор солнечной энергии

Количество захваченной солнечной энергии критически зависит от ориентации коллектор по отношению к углу Солнца.

  • При оптимальных условиях можно достичь таких высоких потоков, как 2000 Ватт на кв. метр
  • Зимой, для местности на 40 градусах широты, солнце ниже в небе, и средний полученный поток составляет около 300 Вт на кв.метр
Типичное зимнее потребление энергии домохозяйством составляет около 2000-3000 кВтч. в месяц или примерно 70-100 кВтч в день.

Предположим, площадь нашей крыши составляет 100 квадратных метров (около 1100 квадратных метров). ноги).

Зимой в солнечный день на этой широте (40 o ) крыша будет получить около 6 часов освещения.

Таким образом, энергия, произведенная за этот 6-часовой период, равна:

300 Вт на квадратный метр x 100 квадратных метров x 6 часов

= 180 кВтч (в день) больше, чем вам нужно.

Но помните о проблеме эффективности:

  • КПД 5% 9 кВтч в день
  • КПД 10% 18 кВтч в день
  • КПД 20% 36 кВтч в день

В лучшем случае это представляет 1/3 типичного дневного зимнего потребления энергии и предполагает солнце светит на крыше в течение 6 часов в тот день.

С разумным энергосбережением и изоляцией и окна, выходящие на южную сторону, можно снизить ежедневное использование энергии примерно в 2 раза.В этом случае, если солнечная черепица стать эффективными на 20%, тогда они смогут обеспечить 50-75% ваших потребность в энергии

Другой пример расчета для солнечной энергии, который показывает, что относительная неэффективность может быть компенсировано площадью сбора.

Участок в Восточном Орегоне получает 600 Вт на квадрат метр солнечной радиации в июле. Предположим, что солнечный панели на 10% эффективнее и что они освещены на 8 часов.

Сколько квадратных метров потребуется для производства 5000 кВт электроэнергии?

каждый квадратный метр дает вам 600 х.1 = 60 Вт

через 8 часов вы получите 8×60 = 480 ватт-часов или около 0,5 кВтч на квадратный метр

вы хотите 5000 кВтч

поэтому вам нужно 5000/0,5 = 10 000 квадратных метров площади сбора


Солнечная энергия: сбор, энергия Генерация и теплопередача

Как используется солнечная энергия:

    Два варианта:
  • Нагрев воды в пар
  • Превратить фотоны в электроны

Солнечная тепловая энергия:

  • Сфокусируйте солнечный свет на ведре с водой
    Для этого требуется около 2000 гелиостатов.
    Техническое обслуживание, первоначальные затраты делают энергию
    дорогой (25-50 центов за кВт/ч).
  • Прямое преобразование в электричество фотогальваника; превращение солнечных фотонов в электроны, течь по полупроводнику. Основная проблема — низкий КПД (около 10%).
Фотоны в электроны: фотогальванические устройства

Фотоэлектрический эффект генерации заряда

  • Когда фотоны ударяются о металл, их энергия используется для свободного высвобождения связаны электроны и, следовательно, индуцируют ток.
  • Эффективность этого процесса зависит от материала
  • Это принцип, лежащий в основе цифровых камер (все выпускники колледжей должны знать, как цифровая камера работает — это тест на грамотность).

    Чтобы использовать фотоэффект, нам нужен материал, который хороший проводник электричества и который можно производить оптом по разумной цене. Эти условия сильно ограничивают доступные выбор. Для большинства практических аспектов предпочтительным материалом является кремний.

    Кремний:

    • широко распространены на Земле и легко обнаруживаются в земной коре. Это прямой продукт слияния внутри звезд. Это может быть легко извлекаются из корки и производятся серийно.Компьютеры дешевы, потому что кремний хорошо подходит для печатных плат и легко извлекаемый материал из земной коры. Результатом стала мировая экономика, основанная на полупроводниковых технологиях.
    • Имеет четыре внешних (валентных) электрона для связи атомов кремния вместе в кристалле
    • В нормальных условиях свободных электронов нет в кремнии для проведения электричества. Все электроны используются для связать атомы на месте, чтобы сформировать кристалл.
    • Зона проводимости пуста, поэтому ток не может быть несет материал.
    Схематическая структура энергетических зон в кремнии: Следовательно, если атом кремния получает не менее 1,11 электронов Вольт от какого-то источника, валентный электрон будет двигаться к полосе проводимости. Как только электрон находится в проводимости группа, материал может проводить ток, и материал теперь дирижер.

    Так много энергии составляет 1,11 электрон-вольт?

    • 1,11 эВ соответствует энергии фотона длина волны 1,12 мкм.
    • 77% солнечной энергии переносится фотонами с длиной волны меньше этой и, следовательно, может двигаться валентный электрон в кремнии в проводящую зону.
  • единиц энергии | Основы энергетики

    Джеймс Прескотт Джоуль (1818–1889) был британским физиком-самоучкой.
    и пивовар, чья работа в середине девятнадцатого века способствовала созданию энергетической концепции. Международная единица энергии медведей
    его имя:

    1 Джоуль [Дж] = 1 Ватт-секунда [Вт·с] = 1 В·с = 1 Н·м = 1 кг·м 2 с −2 .

    Требуется около 1 Дж, чтобы поднять 100-граммовое яблоко на 1 метр.Единицы энергии могут предшествовать
    по различным факторам, включая следующие:

    кг (k=10 3 ), мега (M=10 6 ), гига (G=10 9 ), тера (T=10 12 ), пета (P=10 15 ),
    Exa (E=10 18 ).

    Таким образом, килоджоуль (кДж) равен 1000 джоулей, а мегаджоуль (МДж) равен 1 000 000 джоулей.

    Связанной единицей измерения является ватт, который является единицей мощности (энергии в единицу времени).Силовые агрегаты могут быть преобразуются в единицы энергии путем умножения на секунды [с], часы [ч] или годы [год].

    Например, 1 кВтч [киловатт-час] = 3,6 МДж [мегаДжоуль]. С 1 кВтч можно получить около 10 литров воды. нагреть от 20 ºC до точки кипения.

    Есть много других единиц энергии, кроме «Международная система единства (SI)». «Тонна угольного эквивалента» (tce) часто используется в энергетическом бизнесе. 1 tce равен 8.141 МВтч. Это означает, что при сгорании 1 кг угля образуется столько же тепла в виде электрообогрева за один час при мощности 8,141 кВт.

    Больше единиц энергии

    1 кал IT = 4,1868 Дж, международная таблица калорий
    1 кал th = 4,184 Дж, термохимическая калория
    1 кал 15 ≈ 4,1855 Дж, калории для нагревания с 14,5 °C до 15,5 °C
    1 эрг = 10 −7 Дж, сгс [сантиметр-грамм-секунда] единица
    1 эВ ≈ 1.60218 × 10 −19 Дж, электрон-вольт
    1 Eh ≈ 4,35975 × 10 −18 Дж, Хартри, единица атомной энергии
    1 БТЕ = 1055,06 Дж, британская тепловая единица согласно ISO, для нагревания 1 фунта воды с 63 °F до 64 °F.
    1 т у.т. = 29,3076 × 10 9 Дж, тонна условного топлива, 7000 ккал IT
    1 тут = 41,868 × 10 9 Дж, тонна условного топлива, 10000 ккал IT IT

    Калории и/или килокалории [кал и/или ккал] исторически часто использовались для измерения тепла (энергии) и до сих пор иногда используются.Для нагревания грамма воды на 1 ºC требуется 1 кал. Различные определения часто являются результатом несоответствия начальных температур нагрева.

    Таблица умножения единиц

    Символ Экспоненциальный Префикс Количество
    к 10 3 кг тыс.
    М 10 6 мега миллионов
    Г 10 9 гига миллиардов
    Т 10 12 тера триллионов
    Р 10 15 пета квадриллион
    Е 10 18 экса квинтиллионов

    Единица Мегаграмм не используется, т.к.
    название для одного миллиона граммов, одной тонны (т): 1 т = 1000 кг.

    Умножение единиц мощности на единицы времени

    При умножении ватта на единицу времени единица энергии получается следующим образом: 1 Вт = 1 Дж.
    Более распространено использование киловатт-часов: 1 кВтч = 3600 кВт = 3,6 МДж.
    Помимо секунды [s] и часа [h], также используются день [d] и год [yr],
    с 1 годом = 365,2425 д = 31 556 952 с.
    Так, например, энергия одного Мегаватт-года может быть записана как 1 МВт/год = 31.557952 ТДж (ТераДжоуль).
    Годовое потребление 1 т.н.э./год соответствует суточному потреблению около 31,56 кВтч/день.
    Годовое потребление 1 ГДж/год соответствует суточному потреблению около 0,7605 кВтч/день.

    Преобразование единиц энергии

    Перевод единиц измерения, указанный на этой странице, можно выполнить с помощью калькулятора. В Интернете также можно найти калькуляторы конвертации, такие как Международное энергетическое агентство, единица преобразования.