Биметаллические радиаторы отопления сколько секций на кв м: Расчет количества секций батареи | рассчитать секции батареи

Расчет количества секций биметаллического радиатора – сколько нужно ребер

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

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

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

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

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

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

Некоторые решают выполнить расчет количества секций «на глаз», например, если в чугунной батарее их было 9, то выбрать биметаллический радиатор с 6 секциями. Но в конечном итоге вероятность «угадать» крайне мала, и получается, что после установки нового прибора в помещении либо очень холодно, либо наоборот — слишком жарко. Именно поэтому правильнее изначально сделать точный расчет биметаллических радиаторов. К счастью, современные производители выпускают устройства с различным числом секций и не составляет сложности подобрать модель для помещения фактически с любыми планировочными особенностями.

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

Определение по площади комнаты

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

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

Расчет по объему

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

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

Определение нужного количества секций биметаллического радиатора выполняется по следующей схеме:

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

Альтернативные методы расчета

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

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

Наиболее точная методика расчета числа секций с учетом поправочных коэффициентов

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

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

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

Описание и расшифровка поправочных коэффициентов

Поправочные коэффициенты:

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

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

Пример

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

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

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

Использование онлайн-калькулятора для расчета: в чем преимущества?

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

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

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

Как рассчитать количество секций биметаллического радиатора?

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

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

Принцип и особенности работы биметаллического радиатора

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

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

Методы расчета

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

По площади

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

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

По объему

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

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

Умножая площадь на высоту комнаты получаем расчетный объем в кубах.

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

Сколько секций биметаллического радиатора нужно на 1 м2

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

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

Параметры, которые нужно учитывать при подсчете

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

Точный расчет должен учитывать множество поправочных параметров:

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

Поправочные коэффициенты

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

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

Пример расчета — сколько секций нужно на комнату 18 м2

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

Формула подсчета количества тепла будет выглядеть так:

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

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

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

4.7
/
5
(
23

голоса
)

Расчет количества секций радиаторов отопления на 1 кв.м

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

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

Расчет мощности радиаторов отопления может осуществляться тремя способами:

Стандартный расчет радиаторов отопления

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

С*100/Р=К, где

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

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

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

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

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

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

Примерный расчет — сколько секций батареи на квадратный метр

Он базируется на том, что радиаторы отопления при серийном производстве имеют определенные размеры. Если помещение имеет высоту потолка равную 2. 5 метра, то на площадь в 1.8 метров квадратных потребуется лишь одна секция радиатора.

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

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

Объемный или для нестандартных помещений

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

К=О*41, где:

 К- необходимое количество секций радиатора,

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

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

3.0*4.0*3.5=42 метра кубических.

Расчитывается общая потребность в тепловой энергии данной комнаты:

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

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

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

Правильный расчет радиаторов отопления в доме

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

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

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

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

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

Готовимся к зиме – расчет количества секций радиаторов отопления.

Здесь существует три метода, которые базируются на общих принципах:

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

Теперь обратимся непосредственно к самим методам.

Метод первый – стандартный

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

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

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

Метод второй – примерный

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

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

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

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

Метод третий – объемный

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

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

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

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

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

Вот здесь – все про то как выбрать радиатор отопления

Альтернативный метод расчета мощности радиаторов отопления

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

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

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

30 х 2,5 = 75 куб.м.

Теперь нужно определиться с климатом.

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

Для определения необходимой мощности умножаем объем помещения на норматив:

75 х 41 = 3075 Вт

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

3100 х 1,2 = 3720 Вт.

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

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

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

Расчет количества радиаторов

Метод расчета представляет собой выдержки из предыдущих пунктов статьи.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Расчет количества секций биметаллических радиаторов по площади и на 1 м2 помещения, калькулятор

Когда предстоит приятное событие в виде замены старых чугунных батарей на стильные и более мощные аналоги, люди сталкиваются с такой проблемой, как несоответствие современных обогревателей с имеющейся централизованной системой отопления.

Как показывает опыт инженеров теплосети, лучшим вариантом в таком случае являются биметаллические радиаторы отопления.

Расчет количества секций – это первое, что нужно сделать, так как они намного мощнее, чем изделия из чугуна.

Преимущество биметалла

Сделав выбор в пользу батарей, состоящих из двух металлов, владельцы квартир получают целый комплект положительных доказательств, почему они поступают правильно:

• Долгий срок эксплуатации, который большинство производителей оценивают в 20 лет, это хороший повод для установки биметаллических радиаторов.
• Мощность этих изделий превосходит чугунные, стальные и алюминиевые аналоги, что позволяет использовать их в системах с нестабильным давлением.
• Теплоотдача подобного устройства почти такая же, как и у чисто алюминиевых батарей отопления.
• Так как с теплоносителем имеет дело лишь стальной сердечник, тогда как алюминий с ним не соприкасается, то им не страшна коррозия, откуда и берется столь долгая гарантия.

Такой недостаток биметаллических устройств, как высокая стоимость, теряется рядом с перечисленными позитивными техническими характеристиками, которые предоставляют людям ощущение комфорта и безопасности.

Если подобные конструкции предполагается монтировать вместо чугунных, то следует сделать правильный расчет количества секций биметаллических радиаторов с учетом того, что они намного превосходят их по мощности и теплоотдаче.

Коэффициент потери тепла

Нельзя рассчитывать, какой мощности должна быть батарея в комнате, если не учтены все возможные теплопотери в ней. Основные утечки тепла:

• Окна – это самое слабое «звено» в помещении, если в нем нет балкона. В доме с обычным остеклением расчет биметаллических радиаторов следует проводить с добавлением коэффициента поправки, равного 1,27. Если в помещении установлен двойной стеклопакет, то умножать придется на 1, а при тройном – на 0.85.
• Размер окна так же влияет на потери тепла. Так, если оно составляет 10% о площади пола, то коэффициент равен 0.8. В том случае, если окно панорамное и составляет 50%, то на 1.2.
• Если теплоизоляция стен низкого уровня, то коэффициент поправки составит 1.27.
• Внешние стены так же имеют значение при учете теплопотерь. Если такая всего одна, то следует умножать рассчитанную мощность на 1.1, если их две или три, то на 1.2 или 1.3.

Каждое увеличение окна на 10% прибавляет к коэффициенту 0.1. Если не внести подобные поправки в расчеты, то может оказаться так, что при котле, работающем на полной мощности, в квартире будет прохладно.

Немалое значение имеет то, как изготовлен радиатор. Например, секционные модели удобны тем, что в случае, если расчет биметаллических радиаторов отопления был выполнен неправильно, лишние секции можно демонтировать или, наоборот, нарастить. Цельные модели могут выдерживать давление до 100 атмосфер, чему нет аналогов среди батарей из других видов металлов, но если установленное устройство «не тянет» по своей тепловой мощности, то менять придется всю панель.

Расчет количества элементов по площади

Чтобы узнать, сколько секций биметаллического радиатора нужно, следует провести вычисления по площади комнаты.

Для этого можно заглянуть в СНиП и узнать критерии минимального уровня мощности батареи на 1 м2 помещения. Как правило, он равен 100 Вт. Вычислив площадь комнаты, для чего нужно умножить ее длину на ширину, полученный результат умножается на мощность, а затем делится на показатель мощности одной секции батареи, который можно узнать по техпаспорту от производителя.

Например, для комнаты площадью 16 м2 и мощностью одной секции батареи, равной 160 Вт, используя формулу, получится следующий результат:

(Ах100): В = количество секций

(16х100 Вт): 160 Вт = 10 секций.

Таким образом, для комнаты площадью 16 м2 потребуется установка десяти секций, что полностью охватит всю площадь обогрева биметаллического радиатора.

Конечно, такой расчет будет только приблизительным, так как он подходит исключительно для помещений с высотой потолков не более 3 м. Кроме того, в нем не учтены теплопотери, что может сказаться на эффективности работы всей отопительной системы.

Вычисления по объему

Чтобы определить объем комнаты, придется использовать такие показатели, как высота потолка, ширина и длина. Умножив все параметры и получив объем, его следует умножить на показатель мощности, определенный СНиП в размере 41 Вт.

Например, площадь помещения (ширина х длину) 16 м2, а высота потолка 2.7 м, что дает объем (16х2.7), равный 43 м3.

Для определения мощности радиатора следует объем умножить на показатель мощности:

43 м3х41 Вт = 1771 Вт.

После этого полученный результат так же делится на мощность одой секции радиатора. Например, она равна 160 Вт, значит, для помещения объемом 43 м3 потребуется 11 секций (1771: 160).

И такой расчет биметаллических радиаторов отопления на квадратный метр так же не будет точным. Чтобы удостовериться, сколько на самом деле потребуется секций в батарее, нужно произвести расчеты по более сложной, но точной формуле, которая учитывает все нюансы, вплоть до температуры воздуха за окном.

Данная формула выглядит следующим образом:

S х 100 х k1 х k2 х k3 х k4 х k5 х k6 * k7 = мощность радиатора, где K, это параметры теплопотерь:

k1 – тип остекления;

k2 – качество утепления стен;

k3 – размер окна;

k4 – температура на улице;

k5 – наружные стены;

k6 – это помещение над комнатой;

k7 – высота потолка.

Если не полениться, и вычислить все эти параметры, то можно получить реальное количество секций биметаллического радиатора на 1 м2.

Сделать подобные расчеты несложно, и даже приблизительный показатель – это лучше, чем покупать батарею на «авось».

Биметаллические радиаторы – это дорогая и качественная продукция, поэтому перед покупкой и установкой следует с должным вниманием ознакомиться не только с такими параметрами, как тепловая мощность и устойчивость к высоким давлениям, но и с их устройством.

У каждого производителя есть свои привлекательные «фишки» для клиентов. Нельзя покупать батареи только ради акций. Качественный расчет тепловой мощности биметаллического радиатора обеспечит комнату теплом на ближайшие 20 — 30 лет, что намного привлекательнее, чем одноразовая скидка.

Полезное видео

сколько секций батарей на 1 квадратный метр, калькулятор

Чтобы в доме было тепло и уютно, мало выбрать правильные батареи — необходимо точно вычислить требуемое число секций батареи, чтобы прогревалось все помещение.

Как правильно рассчитать батареи на комнату?

Вконтакте

Одноклассники

Facebook

Twitter

Мой мир

Подсчет по площади

Приблизительно вычислить количество секций можно при знании площади помещения, в котором будут устанавливаться батареи. Это самый примитивный метод вычисления, он неплохо работает для домов, где высота потолков небольшая (2,4-2,6 м).

Правильная производительность радиаторов рассчитывается в «тепловой мощности». По нормативам для обогрева одного «квадрата» площади квартиры нужно 100 ватт — на этот показатель и умножается полная площадь. Например, на помещение в 25 кв.м потребуется 2500 ватт.

Виды секций

Вычисленное таким образом количество тепла делят на теплоотдачу от секции батареи (указывается производителем). Дробное число при расчетах округляют в большую сторону (чтобы радиатор гарантированно справился с прогревом). Если батареи выбирают для помещений с низкой потерей тепла или дополнительными отопительными приборами (например, для кухни), можно округлить результат в меньшую сторону — нехватка мощности не будет заметна.

Разберем на примере:

Если в комнату площадью 25 кв.м планируется установка радиаторов отопления с теплоотдачей 204 Вт, формула будет выглядеть так: 100 Вт (мощность для обогрева 1 кв.м) * 25 кв.м (общая площадь) / 204 Вт (теплоотдача одной секции радиатора) = 12,25. Округлив число в большую сторону, получим 13 — количество секций батареи, которое потребуется для отопления комнаты.

Обратите внимание!

 

Для кухни той же площади достаточно взять 12 секций радиаторов.

Расчет количества секций радиаторов отопления видео:

Дополнительные факторы

Количество радиаторов на квадратный метр зависит от особенностей конкретного помещения (наличия межкомнатных дверей, количества и герметичности окон) и даже от расположения квартиры в здании. Комната с лоджией или балконом, особенно если они не остеклены, отдает тепло быстрее. Помещение на углу здания, где с «внешним миром» соприкасается не одна, а две стены, потребует большего числа батарей.

На количество секций батареи, которое потребуется для обогрева помещения, влияет также материал, использованный для возведения здания, и наличие дополнительной утепляющей обшивки на стенах. Кроме того, комнаты с окнами во двор будут удерживать тепло лучше, чем с окнами, выходящими на улицу, и потребуют меньшего количества отопительных элементов.

Для каждого из быстро остывающих помещений следует увеличить требуемую мощность, вычисленную по площади комнаты, на 15-20%. Исходя из этого числа высчитывают нужное число секций.

Разница подсоединения

Это интересно! Теплоотражающий экран за радиатором: как установить самостоятельно и преимущества его использования

Подсчет секций по объему

Расчет по объему комнаты более точен, чем подсчет на основе площади, хотя общий принцип остается тем же. В этой схеме учитывается и высота потолка в доме.

По нормативу на 1 кубометр пространства требуется 41 ватт. Для комнат с качественной современной отделкой, где на окнах стоят стеклопакеты, а стены обработаны утеплителем, требуемое значение всего 34 Вт. Объем рассчитывают, перемножая площадь на высоту потолка (в метрах).

Например, объем комнаты в 25 кв. м с высотой потолков 2,5 м: 25 * 2,5 = 62,5 кубометра. Помещение той же площади, но с потолками 3 м, будет большим по объему: 25 * 3 = 75 кубометров.

Расчет количества секций радиаторов отопления проводят, разделив нужную суммарную мощность радиаторов на теплоотдачу (мощность) каждой секции.

Для примера возьмем комнату со старыми окнами площадью 25 кв.м и с потолками 3 м нужно взять 16 секций батарей: 75 кубометров (объем комнаты) * 41 Вт (количество тепла для обогрева 1 кубометра помещения, где на окнах не установлены стеклопакеты) / 204 Вт (теплоотдача одной секции батарей) = 15,07 (для жилого помещения значение округляют в большую сторону).

На фото количество радиаторов на квадратный метр

Это интересно! Температура радиаторов отопления в квартире — норма

Что учесть при подсчете?

Производители, указывая мощность одного секции батареи, немного лукавят и завышают цифры в расчете на то, что температура воды в отопительной системе будет максимальной. По факту в большинстве случаев вода для отопления не прогревается до расчетного значения. В паспорте, который прилагается к радиаторам, указываются и минимальные показатели теплоотдачи. В расчетах лучше ориентироваться на них, тогда в доме гарантированно будет тепло.

Обратите внимание!

 

Батареи, прикрытые сеткой или экраном, отдают немного меньше тепла, чем «открытые».

Точное количество «потерянного» тепла зависит от материала и конструкции самого экрана. Если планируется использовать такую дизайнерскую конструкцию, нужно увеличить расчетную мощность отопительной системы на 20%. То же касается и батарей, расположенных в нишах.

На фото расчет количества секций биметаллических радиаторов

Точный подсчет радиаторов

Как рассчитать количество радиаторов отопления для комнаты в нестандартном помещении — например, для частного дома? Приблизительных подсчетов может быть недостаточно. На число радиаторов влияет большое количество факторов:

• высота комнаты;
• общее число окон и их конфигурация;
• утепление;
• соотношение суммарной площади поверхности окон и полов;
• среднюю температуру на улице в холода;
• число наружных стен;
• тип помещения, расположенного над комнатой.

Для точного расчета используют формулу и поправочные коэффициенты.

Радиатор для большой комнаты

[rek_custom1]

Это интересно! Электрические радиаторы отопления – какие лучше: классификация и преимущества разных видов

Формула расчета

Общая формула для подсчета количества тепла, которое должны генерировать радиаторы:

КТ = 100 Вт/кв.м * П * К1 * …* К7

П означает площадь комнаты, КТ — итоговое количество тепла, необходимое для поддержания комфортного микроклимата. Значения от К1 до К7 — поправочные коэффициенты, которые выбираются и применяются в зависимости от различных условий. Полученный в итоге показатель КТ делят на теплоотдачу от сегмента батареи для вычисления требуемого числа элементов (секций алюминиевых радиаторов потребуется иное количество, чем, например, чугунных).

Дополнительные секции

Коэффициенты расчета

К1 — коэффициент для учета типа окон:

• классические «старые» окна — 1,27;
• двойной современный стеклопакет — 1,0;
• тройной пакет — 0,85.

К2 — поправка на теплоизоляцию стен дома:

• низкая — 1,27;
• нормальная (двойной ряд кирпича или стены с утепляющей прослойкой) — 1,0;
• высокая — 0,85.

К3 выбирают в зависимости от пропорции, в которой соотносятся площади комнаты и установленных в ней окон. Если площадь окон равна 10% от площади пола, применяют коэффициент 0,8. На каждые дополнительные 10% прибавляют 0,1: для соотношения 20% значение коэффициента составит 0,9, 30% — 1,0 и так далее.

К4 — коэффициент, выбираемый в зависимости от среднего значения температуры за окном в неделю с минимальной температурой за год. От климата также зависит, сколько нужно на комнату тепла. При средней температуре -35 применяют коэффициент 1,5, при температуре -25 — 1,3, дальше на каждые 5 градусов коэффициент понижают на 0,2.

К5 — показатель для корректировки расчета тепла в зависимости от числа наружных стен. Базовый показатель — 1 (нет стен, соприкасающихся с «улицей»). Каждая наружная стена комнаты добавляет к показателю 0,1.

К6 — коэффициент для учета типа помещения над расчетным:

• отапливаемая комната — 0,8;
• отапливаемое чердачное помещение — 0,9;
• чердачное помещение без отопления — 1.

К7 — коэффициент, который берется в зависимости от высоты помещения. Для комнаты с потолком 2,5 м показатель равен 1, каждые дополнительные 0,5 м потолков добавляют к показателю 0,05 (3 м — 1,05 и так далее).

Для упрощения подсчетов многие производители радиаторов предлагают онлайн калькулятор, где предусмотрены различные типы батарей и есть возможность настроить дополнительные параметры без «ручного» подсчета и выбора коэффициентов.

Соединение секций

Это интересно! Какие биметаллические радиаторы отопления лучше: технические характеристики и отзывы

Расчет в зависимости от материала радиатора

Батареи, выполненные из разных материалов, отдают разное количество тепла и отапливают помещение с разной эффективностью. Чем выше теплоотдача материала, тем меньше потребуется секций радиатора, чтобы прогреть комнату до комфортного уровня.

Наиболее популярны чугунные батареи отопления и заменяющие их биметаллические радиаторы. Средняя теплоотдача от единственного секции батареи из чугуна — 50-100 Вт. Это довольно немного, зато число секций для помещения проще всего подсчитать «на глазок» именно для чугунных радиаторов. Их должно быть примерно столько же, сколько «квадратов» в комнате (лучше взять на 2-3 больше, чтобы компенсировать «недогрев» воды в системе отопления).

Теплоотдача одного элемента биметаллических радиаторов — 150-180 Вт. На этот показатель может влиять и покрытие батарей (например, окрашенные масляной краской радиаторы греют комнату чуть меньше). Расчет количества секций биметаллических радиаторов проводится по любой их схем, при этом общее число необходимого тепла делят на значение теплоотдачи от одного сегмента.
Если Вы хотите приобрести радиаторы с установкой в Москве, рекомендуем обратиться сюда. Компания давно на рынке и хорошо себя зарекомендовала!

Расчет количества секций радиаторов отопления видео:

Вконтакте

Facebook

Twitter

Google+

Мой мир

Видите неточности, неполную или неверную информацию? Знаете, как сделать статью лучше?

Хотите предложить для публикации фотографии по теме?

Пожалуйста, помогите нам сделать сайт лучше! Оставьте сообщение и свои контакты в комментариях — мы свяжемся с Вами и вместе сделаем публикацию лучше!

Правила расчета количества секций биметаллических радиаторов

Чаще всего биметаллические радиаторы владельцы приобретают для замены чугунных батарей, которые по той или иной причине вышли из строя или стали плохо обогревать помещение. Чтобы эта модель радиаторов хорошо справлялась со своей задачей, необходимо ознакомиться с правилами расчета количества секций на все помещение.

Необходимые данные для подсчета

Самим правильным решением станет обращение к опытным специалистам. Профессионалы могут рассчитать количество биметаллических радиаторов отопления довольно точно и эффективно. Такой расчет поможет определить, сколько секций понадобится не только для одной комнаты, но и для всего помещения, а также для любого типа объекта.

Все профессионалы учитывают следующие данные для подсчета количества батарей:

• из какого материала было построено здание;
• какая толщина стен в комнатах;
• тип окон, монтаж которых был произведен в данном помещении;
• в каких климатических условиях находится здание;

• есть ли в комнате, находящейся над помещением, где ставятся радиаторы, какое-нибудь отопление;
• сколько в комнате «холодных» стен;
• какая площадь рассчитываемой комнаты;
• какая высота стен.

Все эти данные позволяют сделать расчет наиболее точным для установки биметаллических батарей.

Коэффициент теплопотерь

Чтобы сделать расчет правильно, необходимо для начала посчитать, какие будут тепловые потери, а затем высчитать их коэффициент. Для точных данных нужно учитывать одно неизвестное, то есть стены. Это касается, прежде всего, угловых комнат. Например, в помещении представлены следующие параметры: высота – два с половиной метра, ширина – три метра, длина – шесть метров.

Внешняя сторона здесь будет считаться объектом расчета, который можно произвести по такой формуле: Ф = a*х, где:

• Ф является площадью стены;
• а – ее длиной;
• х – ее высотой.

Расчет ведется в метрах. По этим подсчетам площадь стены будет равна семи с половиной квадратным метрам. После этого необходимо рассчитать теплопотери по формуле Р = F*K.

Также умножить на разницу температур в помещении и на улице, где:

• Р – это площадь теплопотерь;
• F является площадью стены в метрах квадратных;
• К – это коэффициент теплопроводности.

Для правильного расчета нужно учитывать температуру. Если на улице температура составляет примерно двадцать один градус, а в комнате восемнадцать градусов, то для расчета данного помещения нужно добавить еще два градуса. К полученной цифре нужно добавить Р окон и Р двери. Полученный результат нужно поделить на число, обозначающее тепловую мощность одной секции. В результате простых вычислений и получится узнать, сколько же батарей необходимо для обогрева одной комнаты.

Однако все эти расчеты правильны исключительно для комнат, которые имеют средние показатели утепления. Как известно, одинаковых помещений не бывает, поэтому для точного расчета необходимо обязательно учесть коэффициенты поправки. Их нужно умножить на результат, полученный при помощи вычисления по формуле. Поправки коэффициента для угловых комнат составляют 1,3, а для помещений, находящихся в очень холодных местах – 1,6, для чердаков – 1,5.

Мощность батареи

Чтобы определить мощность одного радиатора, необходимо рассчитать какое количество киловатт тепла понадобится от установленной системы отопления. Мощность, которая нужна для обогревания каждого квадратного метра, составляет 100 ватт. Полученное число умножается на количество квадратных метров комнаты. Затем цифра делится на мощность каждой отдельно взятой секции современного радиатора. Некоторые модели батарей состоят из двух секций и больше. Делая расчет, нужно выбирать радиатор, который имеет приближенное к идеалу число секций. Но все же, оно должно быть немного больше расчетного.

Это делается для того, чтобы сделать помещение теплее и не мерзнуть в холодные дни.

Производители биметаллических радиаторов указывают их мощность для некоторых данных системы отопления. Поэтому покупая любую модель, необходимо учесть тепловой напор, который характеризует, как нагревается теплоноситель, а также как он обогревает систему отопления. В технической документации часто указывают мощность одной секции для напора тепла в шестьдесят градусов. Это соответствует температуре воды в радиаторе в девяносто градусов. В тех домах, где помещения отапливают чугунными батареями, это оправданно, но для новостроек, где сделано все более современно, температура воды в радиаторе вполне может быть ниже. Напор тепла в таких системах отопления может составлять до пятидесяти градусов.

Расчет тут произвести тоже нетрудно. Нужно мощность радиатора поделить на цифру, обозначающую тепловой напор. Число делится на цифру, указанную в документах. При этом эффективная мощность батарей станет немного меньше.

Именно ее необходимо ставить во все формулы.

Популярные методы

Для вычета нужного количества секций в устанавливаемом радиаторе может быть использована не одна формула, а несколько. Поэтому стоит оценить все варианты и выбрать тот, что подойдет для получения более точных данных. Для этого нужно знать, что по нормам СНиП на 1 м², одна биметаллическая секция может обогреть один метр и восемьдесят сантиметров площади. Чтобы посчитать какое количество секций понадобиться на 16 м², нужно разделить эту цифру на 1,8 квадратного метра. В итоге получается девять секций. Однако этот метод довольно примитивный и для более точного определения необходимо учитывать все вышесказанные данные.

Существует еще один простой метод для самостоятельного вычисления. Например, если взять небольшую комнату в 12 м², то очень сильные батареи здесь ни к чему. Можно взять, для примера, теплоотдачу всего одной секции в двести ватт. Тогда по формуле можно легко вычислить их количество, требуемое для выбранной комнаты. Чтобы получить нужную цифру, нужно 12 – это количество квадратов, умножить на 100, мощность на метр квадратный и поделить на 200 ватт. Это, как можно понять, является значением теплоотдачи на одну секцию. В результате вычислений получится число шесть, то есть именно столько секций понадобится для отопления помещения в двенадцать квадратов.

Можно рассмотреть еще один вариант для квартиры с квадратурой в 20 м². Допустим, что мощность секции купленного радиатора – сто восемьдесят ватт. Тогда, подставляя все имеющиеся значения в формулу, получится такой результат: 20 нужно умножить на 100 и разделить на 180 будет равно 11, а значит, такое количество секций понадобится для отопления данного помещения. Однако такие результаты будут действительно соответствовать тем помещениям, где потолки не выше трех метров, а климатические условия не очень жесткие. А также не были учтены и окна, то есть их количество, поэтому к конечному результату необходимо добавить еще несколько секций, их число будет зависеть от количества окон. То есть в комнате можно установить два радиатора, в которых будет по шесть секций. При этом расчете была добавлена еще одна секция с учетом окон и дверей.

По объему

Чтобы сделать вычисление более точными, нужно провести расчет по объему, то есть учесть три измерения в выбранной отапливаемой комнате. Все расчеты делаются практически одинаково, только в основе находятся данные мощности, рассчитанной на один метр кубический, которые равны сорок одному ватту. Можно попробовать рассчитать количество секций биметаллической батареи для помещения с такой площадью, как в варианте, рассмотренном выше, и сопоставить результаты. В этом случае высота потолков будет равна двум метрам семидесяти сантиметрам, а квадратура помещения будет двенадцать квадратных метров. Тогда нужно умножить три на четыре, а потом на два и семь.

Результат будет таким: тридцать два и четыре метра кубических. Его надо умножить на сорок один и получится тысяча триста двадцать восемь и четыре ватта. Такая мощность радиатора будет идеально подходящей для отопления этой комнаты. Затем этот результат нужно разделить на двести, то есть число ватт. Результат будет равен шести целым шестидесяти четырем сотым, а значит, понадобится радиатор на семь секций. Как видно, результат расчета по объему намного точнее. В итоге не нужно будет даже учитывать число окон и дверей.

А также можно сравнить и результаты вычисления в помещении с двадцатью квадратными метрами. Для этого необходимо умножить двадцать на два и семь, получится пятьдесят четыре метра кубических – это объем помещения. Далее, нужно умножить на сорок один и в результате получится две тысячи четыреста четырнадцать ватт. Если батарея будет иметь мощность в двести ватт, то на эту цифру нужно разделить на полученный результат. В итоге выйдет двенадцать и семь, а значит для данной комнаты необходимо такое количество секций, как и в предыдущем расчете, но этот вариант намного точнее.

По площади

Если рассматривать вариант по площади, то он будет не так точен, как по объему. Для этого нужно перемножить ширину и длину, а этот результат умножить на мощность одной секции, то есть на сто ватт. Необходимо разделить на число равное теплоотдачи одной секции, которое может быть разным. Для примеров можно рассмотреть комнату в 18 м². Теплоотдачу секции батареи можно взять в двести ватт. Тогда нужно три умножить на шесть и еще раз на сто, а затем разделить на двести. В итоге получится девять секций. Такой результат подойдет для квартир, находящихся на средней полосе страны, то есть там, где температура зимой не будет превышать нормы температуры.

Можно сказать, что сделать расчет можно любым из рассмотренных способов. Однако самым точным и не таким долгим будет считаться вычисление по объему. Ведь в остальных случаях придется учитывать еще и отдельно другие параметры. Кроме того, результат далеко не всегда получается таким точным, как того хотелось бы. Для того чтобы с комфортом зимовать, важно правильно рассчитать количество секций биметаллических радиаторов так, чтобы даже в сильные холода владельцы квартир совсем не мерзли, а чувствовали себя уютно и комфортно.

Для этого достаточно следовать предложенным выше инструкциям по расчету и быть максимально внимательным во время работы.

О том, как выполнить установку биометаллических радиаторов своими руками, смотрите в видео ниже.

Сколько киловатт на квадратный метр. Расчет площади обогрева

Расчет мощности нагревателя

Нагреватели В настоящее время они очень востребованы как в качестве основных источников тепла, так и в качестве дополнительных. С наступлением неизбежного похолодания они становятся очень актуальными. Бывают случаи отключения отопления или недостаточного обогрева помещения, поэтому ваш комфорт частично зависит от области применения. обогреватель который зимой лучше иметь под рукой.Обогреватели Species комплект , и из этого набора вам необходимо выбрать тот вариант, который максимально соответствует вашим потребностям. Мощность — важнейшая характеристика ТЭНа, в целом от нее зависит эффективность его работы. Расчет мощности обогревателя сводится к расчету (в полностью неотапливаемом помещении) 1 кВт на 10 кв. Км. м площади помещения при высоте 3 м. В случае использования ТЭНа в качестве дополнительного источника мощность определяется в зависимости от требуемого перепада температур, который необходимо компенсировать.Также учитываются размер, расположение окон, их количество, материал стен, их толщина, структура пола. То есть нужно учитывать всевозможные потери тепла в помещении. При тщательном обогреве дома лучше всего воспользоваться услугами профессионалов, которые подскажут, какие обогреватели нужно использовать и их расположение. Стоит обратить внимание на то, есть ли у нагревателя регулятор мощности , что очень удобно в условиях переменных температур и позволяет использовать максимальную мощность только тогда, когда это особенно необходимо.При выборе обогревателя важно проанализировать все факторы, влияющие на обогрев, определить необходимое количество обогревателей, их расположение в помещении и мощность каждого. Если мощность будет больше, то это повлечет за собой потери, а при мощности меньше желаемая эффективность нагрева не достигается. При выборе обогревателя помимо power выбирается и его тип, с различными функциями и возможностями.

В зависимости от мощности ,
разновидностей обогревателей,
размеры, формы, принцип действия есть несколько типов обогревателей : масляные радиаторы, электронагреватели, конвекторы, тепловентиляторы, инфракрасные обогреватели.
Масляные радиаторы имеют свои разновидности моделей. Эти модели отличаются количеством секций, температурой нагрева и мощностью . Причем значение мощности
чем больше, тем больше разделов по количеству. Представляют собой масляные обогреватели системы в виде заправленных маслом батарей. Принцип действия основан на нагреве масла, которое, в свою очередь, передает тепло поверхности. Нагреватель , изготовленный из металлического материала. Некоторые модели таких обогревателей имеют терморегулятор, самостоятельно регулирующий температуру, вентилятор, распределяющий тепло по помещению и еще несколько положительных качеств.Они нагреваются максимум до 150 градусов, это хорошее качество для обогрева, но в то же время, что тоже минус — можно обжечься. Электрические обогреватели из-за расхода электроэнергии считаются достаточно дорогими в эксплуатации, но получили широкое распространение в наше время из-за простоты использования. Важно помнить о потребности в сумме мощностей было меньше нагревателей мощность источника питания в помещении. Этот обогреватель типа не нагревается выше 60 градусов, что исключает возможность получения ожогов.Тепловентиляторы имеют малую мощность и рассчитаны на непродолжительную работу. Это вееры со светящейся спиралью. Воздушный поток от тепловентиляторов направлен в одну сторону, то есть они нагревают только часть помещения, где находятся. В большинстве случаев тепловентиляторы используются в офисах, где эффективность отопления весьма сомнительна. Конвекторы — электрические обогреватели с естественной циркуляцией воздуха. Они не могут быстро обогреть комнату, только для поддержания определенной температуры. Есть разные емкости, которые различаются по цене.Инфракрасные обогреватели также работают от сети. Они производят тепло за счет излучения электромагнитных волн, при которых происходит излучение тепла. Во-первых, они нагревают предметы, на которые направлен обогреватель, например, стены, мебель, которые в свою очередь нагревают комнату. Располагайте такие обогреватели на потолке на определенном расстоянии от головы человека. Разные модели таких обогревателей отличаются мощностью и расположением потолка. То есть каждый нагреватель имеет свою удельную мощность . С мощностью нагревателя необходимо установить 800 Вт на минимальном расстоянии 0.7 метров от головы человека, а обогреватели мощностью 2-4 кВт на расстоянии около 2 метров.
Для комфортного использования в будущем, если вы решили использовать обогреватель , важно сразу сделать правильный выбор. Выбор зависит от множества различных факторов, наиболее важным из которых является мощность нагревателя . От мощность обогревателя напрямую зависит от площади помещения, отапливаемого им. Для обычных квартир и коттеджей мощность обогревателя должна составлять 1 кВт на 10 кв.Если электронагреватель нужен только для дополнительного обогрева, то в этом случае будет достаточно использовать обогреватель мощностью от 1,0 до 1,5 кВт на комнату площадью 20-25 кв. Мощность обогревателя зависит от площади отапливаемого помещения. Примерный расчет мощности нужный вам нагреватель сделать очень просто. Если помещение совсем не отапливаемое, а с хорошей теплоизоляцией, площадью примерно 10-12 квадратных метров. м. требуется нагреватель мощностью около 1000 Вт. Для обогрева помещений с (офис, квартира) площадью 20-25 кв.м нужно 1000-1500 Вт. Очень распространенным считается термоволновой обогреватель, который спокойно нагревает помещения в 1,5–2 раза больше, чем обогревателей той же мощности. Такой обогреватель в основном подходит для обогрева любой площади.

Перед выбором типа обогревателя Для начала необходимо рассчитать минимальное значение тепловой мощности для вашего помещения. Это зависит от мощности от таких показателей, как: объем помещения, которое нужно будет отапливать, разница температур в помещении и на улице.Также влияние на мощность имеет коэффициент рассеивания, который напрямую зависит от изоляции помещения и типа конструкции. Коэффициенты имеют определенные постоянные значения. При использовании деревянной конструкции или металла (без теплоизоляции) коэффициент составляет 3-4. С небольшой теплоизоляцией в упрощенном исполнении комнаты 2-2.9. Средняя теплоизоляция и стандартное исполнение обеспечивают значение коэффициента от 1 до 1,9. И, наконец, при условии улучшенного строительства (кирпичные стены, двойная изоляция, толстый пол, качественный кровельный материал), с, так сказать, высоким коэффициентом теплоизоляции — 0.6-0.9.
Умножив значения этих параметров, вы получите довольно точное значение. Требуется мощность вашего обогревателя . Хотя безопаснее будет все же воспользоваться помощью опытных специалистов, которые могут внести некоторые поправки в ваши расчеты, или рассчитать мощность самостоятельно. После определения мощности можно смело выбирать ТЭН типа . И производителей для этого очень много.

По сравнению с электрическими отопительными приборами, собственная система отопления более выгодна как с точки зрения экономии затрат , так и с точки зрения максимального удобства при обогреве помещений.

Эффективность и экономичность системы отопления в доме зависит от правильных расчетов, соблюдения точных правил и инструкций.

Расчет площади обогрева дома — процесс трудоемкий и сложный. Не стоит сильно экономить на материалах. Качественное оборудование и его установка сказываются на финансовом бюджете, но потом обслуживают дом хорошо и комфортно.

При оснащении дома системой отопления строительные работы и монтаж отопления должны выполняться строго по проекту и с учетом всех правил техники безопасности при эксплуатации.

Следует учитывать следующие моменты:

• строительный материал в домашних условиях
• оконных проемов;
• климатических особенностей местности, где расположен дом;
• расположение оконных рам на компасе;
• что такое устройство «теплый пол».

При соблюдении всех вышеперечисленных правил и расчетов для проведения отопления необходимы некоторые инженерные знания. Но есть еще и упрощенная система — расчет отопления по площади, который можно сделать самостоятельно, опять же, придерживаясь правил и соблюдая все нормы.

Выбор котла требует индивидуального подхода.

Если в доме есть газ, то самый лучший вариант — это , газовый котел . При отсутствии централизованного газопровода выбираем электрокотел, теплогенератор на твердом или жидком топливе. Учитывая региональные особенности, доступность поставок материалов, можно установить комбинированный котел. Комбинированный генератор тепла всегда поддержит комфортную температуру, в любых аварийных и форс-мажорных ситуациях.Здесь следует отталкиваться от простого типа работы, коэффициента теплоотдачи.

После определения типа котла необходимо рассчитать площадь обогрева помещения. Формула простая, но учитывает температуру холодного периода, коэффициент теплопотерь для больших окон и их расположение, толщину стен и высоту потолков.

Каждый котел имеет определенную мощность. Если вы сделаете неправильный выбор, в комнате будет либо холодно, либо чрезмерно жарко.Таким образом, если удельная мощность котла 10 куб. Учитывая площадь отапливаемого помещения в 100 кв.м, можно выбрать наиболее оптимальный теплогенератор.

Из формулы, которую используют инженеры, — Wot = (SxWud) / 10 кВт . — Отсюда следует, что мощность котла в отопительном помещении 10 кВт на 100 кв.м .

Необходимое количество секций радиатора.

Чтобы было понятнее, решим задачу на примере конкретных чисел.Приняв комнатную площадь 14 кв.м . и высота потолка 3 метра , объем определяется умножением.

14 x 3 = 42 кубических метра .

В средней полосе России, Украине, Беларуси тепловой мощности на кубический метр соответствует 41 Вт . Определяем: 41х 42 = 1722 Вт. Выяснили, что для комнаты 14 кв.м. Радиатор мощностью 1700 Вт необходимо . Каждая отдельная секция (край) имеет мощность 150 Вт. Делясь результатами, получаем необходимое количество секций для приобретения.Расчет площади обогрева не везде одинаков. Для помещений более 100 кв.м. Требуется установка циркуляционного насоса , служащего для «принудительного» движения теплоносителя по трубам. Его установка происходит в обратном направлении от отопительных приборов к теплогенератору. Циркуляционный насос увеличивает срок службы системы отопления, уменьшая контакт горячих жидкостей с приборами.

При установке системы отопления теплый пол «Тепловой коэффициент дома значительно увеличивается.Подключить систему теплого пола можно уже существующими видами отопления. С радиаторов отопления снимается труба и подводится проводка теплого пола. Это наиболее удобный и выгодный вариант с учетом экономии средств и времени.

Чтобы рассчитать количество радиаторов отопления в квартире или в частном доме, нужно для начала подобрать радиаторы. При этом измеряется отапливаемая площадь и учитываются другие исходные показатели.Все температурные нормы указаны в соответствующих СНиПах. Но изучать все это необязательно, ведь специальная программа избавит вас от многих трудностей.

Расчет емкости радиатора отопления: калькулятор и материал батареи

Расчет радиаторов отопления начинается с выбора самих отопительных приборов. Для батарей на батарее в этом нет необходимости, так как система электронная, но для стандартного нагрева вам придется использовать формулу или калькулятор.Различают аккумуляторы по материалам изготовления. У каждого варианта своя мощность. Многое зависит от необходимого количества секций и размеров отопительных приборов.

Типы радиаторов:

• биметаллический;
• Алюминий;
• Сталь;
• Чугун.

Для биметаллических радиаторов используют 2 вида металла: алюминий и сталь. Внутреннее основание выполнено из прочной стали. Внешняя сторона сделана из алюминия.Это обеспечивает хороший прирост теплоотдачи устройству. В результате получается надежная система с хорошей мощностью. Теплопередача зависит от центра и расстояния конкретной модели радиатора.

Мощность радиаторов Rifar составляет 204 Вт с интервалом между осями 50 см. Другие производители предоставляют продукцию с более низкими характеристиками.

Для тепловой энергии аналогично биметаллическим приборам. Обычно этот показатель при междурядье 50 см составляет 180-190 Вт. Более дорогие устройства имеют мощность до 210 Вт.

Алюминий часто используют при организации индивидуального отопления в частном доме. Конструкция устройств довольно проста, но устройства отличаются отличным отводом тепла. Такие радиаторы не устойчивы к гидравлическим ударам, поэтому их нельзя использовать для центрального отопления.

При расчете мощности биметаллического и алюминиевого радиатора учитывается показатель одной секции, так как устройства имеют монолитную конструкцию. Для стальных составов расчет выполняется для всей батареи определенных размеров.Подбор таких устройств следует производить с учетом их рядов.

Измерение теплопередачи чугунных радиаторов мощностью от 120 до 150 Вт. В некоторых случаях мощность может достигать 180 Вт. Чугун устойчив к коррозии и может работать при давлении 10 бар. Их можно использовать в любых постройках.

Минусы чугунных изделий:

• Heavy — 70 кг весит 10 секций с расстоянием 50 см;
• Сложная установка из-за серьезности;
• Длительно нагревается и потребляет больше тепла.

Выбирая аккумулятор покупать, учитывать мощность одной секции. Так что определитесь с устройством с необходимым количеством ответвлений. При расстоянии между центрами 50 см расчетная мощность составляет 175 Вт. А на расстоянии 30 см показатель измеряется как 120 Вт.

Калькулятор для расчета радиаторов отопления по площади

Калькулятор учета площади — это самый простой способ определить необходимое количество радиаторов на 1м2. Расчеты производятся исходя из норм выработанной мощности.Есть 2 основных положения норм, учитывающих климатические особенности региона.

Основные стандарты:

• Для умеренного климата необходимая мощность 60-100 Вт;
• Для северных регионов ставка 150-200 Вт.

Многих интересует, почему у норм такой большой разброс. Но мощность подбирается исходя из исходных параметров дома. Бетонные здания требуют максимальной мощности.Кирпич — средний, утепленный — низкий.

Все стандарты приняты во внимание при средней максимальной высоте полки 2,7 м.

Для расчета сечений необходимо площадь умножить на норму и разделить на теплоотдачу одного сечения. В зависимости от модели радиатора учитывается мощность одной секции. Эту информацию можно найти в технических данных. Все достаточно просто и особых сложностей не представляет.

Калькулятор для несложного расчета радиаторов на площади

Калькулятор

— это эффективный вариант расчета.Для комнаты размером 10 квадратных метров потребуется кВт (1000 Вт). Но это при условии, что комната не угловая и установлены стеклопакеты. Чтобы узнать количество граней панельных устройств, необходимо необходимую мощность разделить на теплоотдачу одной секции.

Когда это принято во внимание. Если они выше 3,5 м, то необходимо будет увеличить количество секций на одну. А если комната угловая, то добавляем плюс один отсек.

Учитывать запас тепловой мощности.Это 10-20% от расчетной цифры. Это необходимо в случае сильного холода.

Разделы теплопередачи, указанные в технических характеристиках. Для алюминиевых и биметаллических батарей учитывают мощность одной секции. Для чугунных приборов за основу берется теплоотдача всего радиатора.

Калькулятор точного расчета количества секций радиаторов

Простой расчет не учитывает многие факторы. В результате получились кривые данные.Тогда одни комнаты остаются холодными, вторые — слишком горячими. Температуру можно контролировать с помощью задвижек, но лучше заранее все рассчитать точно, чтобы использовать необходимое количество материалов.

Для точного расчета используются понижающие и повышающие тепловые коэффициенты. В первую очередь следует обратить внимание на окно. Для одинарного остекления используется коэффициент 1,7. Для двойных окон фактор не нужен. Для тройки ставка 0,85.

Если окна одинарные и нет теплоизоляции, то потери тепла будут довольно большими.

При расчете учитывают соотношение площади этажей и окон. Идеальное соотношение — 30%. Затем применяется коэффициент 1. При увеличении коэффициента на 10% коэффициент увеличивается на 0,1.

Коэффициент для разной высоты потолка:

• Если потолок ниже 2,7 м, коэффициент не нужен;
• При показателях от 2,7 до 3,5 м используется коэффициент 1,1;
• При высоте 3,5-4,5 м коэффициент 1.2 требуется.

При наличии чердаков или верхних этажей также применяются определенные факторы. На теплом чердаке показатель составляет 0,9, в гостиной — 0,8. Для неотапливаемых чердаков возьмите 1.

.

Калькулятор объема для расчета тепла для отопления помещений

Подобные вычисления используются для слишком высоких или слишком низких помещений. В этом случае рассчитывается объем помещения. Значит, на 1 м куба нужно 51 ватт заряда батареи. Формула расчета выглядит следующим образом: A = B * 41

Формулы дешифрования:

• А — сколько разделов нужно;
• B — объем помещения.

Чтобы найти объем, умножьте длину на высоту и ширину. Если его батарея разделена на секции, то общая потребность делится на мощность всей батареи. Полученные в результате расчеты обычно округляются, так как компании часто увеличивают мощность своего оборудования.

Как рассчитать количество секций радиаторов на комнату: ошибки

Тепловая мощность по формулам рассчитана с учетом идеальных условий. В идеале температура на входе составляет 90 градусов на входе, а на выходе 70 градусов.Если поддерживать температуру в доме на уровне 20 градусов, система будет иметь теплый напор в 70 градусов. Но при этом один из показателей обязательно будет другим.

Сначала необходимо рассчитать температурный напор системы. Берем исходные данные: температуру на входе и выходе, в помещении. Далее мы определяем дельту системы: необходимо будет вычислить среднее арифметическое между входом и выходом, затем измерить температуру в помещении.

Полученную дельту необходимо найти в таблице преобразования и умножить мощность на этот коэффициент. В результате получает мощность одной секции. Таблица состоит всего из двух столбцов: дельты и коэффициента. Показатель получается в ваттах. Эта мощность используется при расчете количества батарей.

Особенности расчета отопления

Часто утверждают, что на 1 квадратный метр достаточно 100 ватт. Но эти цифры поверхностны. Они не принимают во внимание многие факторы, которые стоит знать.

Необходимые данные для расчета:

1. Площадь комнаты.
2. Количество внешних стен. Они охлаждают комнату.
3. Сторона света. Важно солнце или притенение с этой стороны.
4. Зимняя роза ветров. Там, где зимой ветрено, в помещении будет холодно. Все данные учитывает калькулятор.
5. Климат региона — минимальная температура. Достаточно взять среднее.
6. Кладка стен — сколько кирпича было использовано, есть ли утеплитель.
7. Окно. Учитывайте их площадь, утеплитель, тип.
8. Кол-во дверей. Стоит помнить, что они забирают тепло и приносят холод.

Схема установки батареи

9. .

Кроме того, всегда учитывается мощность одной секции радиатора. Это позволяет узнать, сколько радиаторов вешать в одну линию. Калькулятор значительно упрощает расчеты, так как многие данные остаются неизменными.

Как рассчитать площадь обогрева помещения: калькулятор (видео)

Перед тем, как выбрать обогреватель, необходимо рассчитать минимальную тепловую мощность, необходимую для вашего конкретного помещения.

Обычно для приблизительного расчета достаточно места в кубических метрах, разделенных на 30. Обычно менеджеры используют этот метод для консультирования покупателей по телефону. Такой расчет позволяет быстро оценить, какая общая теплоемкость может понадобиться для обогрева помещения.

Например, для выбора теплового пистолета в комнату (или офис) площадью 50 м² и высотой потолка 3 м (150 м³) потребуется 5,0 кВт тепловой мощности. Наш расчет таков: 150/30 = 5.0

Этот вариант расчетов в основном используется для расчета дополнительного обогрева в тех помещениях, где уже есть какое-то отопление и нужно лишь нагреть воздух до комфортной температуры.

Однако этот метод расчета не подходит для неотапливаемых помещений, и при необходимости, помимо объема помещения, учесть разницу температур внутри-снаружи, а также конструктивные особенности самого здания (стены, изоляция и др.)

Точный расчет тепловой мощности водонагревателя:

Для расчета тепловой мощности с учетом дополнительных условий помещения и температуры используется следующая формула:

В × ΔT × K = ккал / ч
, или

В × ΔT × K / 860 = кВт , где

В — Объем отапливаемого помещения в кубических метрах;

ΔT — Разница между температурами воздуха внутри и снаружи.Например, если температура воздуха на улице -5 ° C, а требуемая температура в помещении +18 ° C, то разница температур составляет 23 градуса;

К — Коэффициент теплоизоляции помещения. Это зависит от типа конструкции и утепления помещения.

K = 3,0-4,0 — Упрощенная деревянная конструкция или конструкция из гофрированного листового металла. Без теплоизоляции.

K = 2,0-2,9 — Упрощенная конструкция здания, одинарная кирпичная кладка, упрощенная конструкция окон и крыш. Малая теплоизоляция.

K = 1.0-1.9 — Стандартная конструкция, двойная кирпичная кладка, небольшое количество окон, крыша со стандартной крышей. Средняя теплоизоляция.

K = 0,6-0,9 — Улучшенная конструкция здания, кирпичные стены с двойной изоляцией, небольшое количество стеклопакетов, толстое основание пола, крыша из качественного теплоизоляционного материала. Высокая теплоизоляция.

При выборе значения коэффициента теплоизоляции необходимо учитывать старое или новое здание, так как старые здания требуют больше тепла для прогрева (соответственно, коэффициент должен быть выше).

Для нашего примера, если учесть разницу температур (например, 23 ° C) и уточнить коэффициент теплоизоляции (например, у нас есть старое здание с двойной кирпичной кладкой, возьмем значение 1,9), то расчет необходимой тепловой мощности обогревателя будет выглядеть так

150 × 23 × 1,9 / 860 = 7,62

То есть, как видите, скорректированный расчет показал, что для обогрева данного помещения потребуется больше теплопроизводительность, чем была рассчитана по упрощенной формуле.

Этот метод расчета применим к любому типу отопительного оборудования, за исключением, возможно, инфракрасных обогревателей, поскольку в нем используется принцип явного тепла. Подходит для любых других типов обогревателей — водяных, электрических, газовых и масляных.

После расчета необходимой тепловой мощности можно переходить к выбору типа и модели обогревателя.

Система терморегулирования — обзор

18.2 Процесс проектирования

Процесс проектирования системы терморегулирования в основном состоит из двух задач.С одной стороны, необходимо выбрать подходящее тепловое оборудование для космического корабля. С другой стороны, температуры различных частей космического корабля должны быть рассчитаны для различных случаев нагружения, чтобы убедиться, что тепловые требования соблюдены.

Существует много типов космических миссий и полезных нагрузок (см. Главу 1), а это означает, что конструкция космического корабля и, в частности, системы терморегулирования, должна быть адаптирована для каждого типа миссии. Следовательно, большинство спутников связи на геостационарных орбитах основаны на той же философии проектирования, тогда как требования к полетам для спутников на низкой околоземной орбите или межпланетных космических аппаратов сильно влияют на конструкцию системы.

Таким образом, как указывалось ранее, первым шагом перед началом любого теплового расчета является компиляция тепловых требований с точки зрения допустимых температурных диапазонов, максимальных температурных градиентов и температурной стабильности всего оборудования и конструктивных частей космического корабля.

Прогноз температуры получается путем решения уравнения баланса энергии, применяемого к космическому аппарату. Очевидно, что распределение температуры сильно зависит от используемого теплового оборудования.Поэтому перед проведением каких-либо расчетов необходимо определить исходную тепловую аппаратную конфигурацию космического корабля. Обычно это делается на основе инженерного опыта. Например, распространенной практикой является изоляция космического корабля от космоса с помощью многослойной изоляции. Это помогает уменьшить влияние сильно изменяющихся условий окружающей среды на оборудование.

Чтобы обеспечить отвод в космос энергии, рассеиваемой внутри, некоторые радиаторы, расположенные на внешней поверхности космического корабля, подверженного меньшим нагрузкам от окружающей среды (обращенные как можно дальше в глубокий космос), имеют соответствующие размеры.Тепловые муфты между внутренним оборудованием и радиаторами должным образом определены для обеспечения теплового потока между рассеивающими устройствами и радиаторами. С помощью начального оборудования на основе экспертных знаний определяются температуры космического корабля, и, в зависимости от этих результатов, тепловое оборудование модифицируется до тех пор, пока не будут выполнены требования.

Таким образом, процесс проектирования представляет собой итеративный процесс, который имеет на выходе конфигурацию теплового оборудования космического корабля и прогнозы температуры космического корабля.Кроме того, в этом итеративном процессе задействована не только система терморегулирования, но и другие подсистемы космического корабля. Действительно, любое изменение в аппаратном обеспечении может иметь прямые последствия для механической и структурной конструкции, а необходимость в нагревателях оказывает прямое влияние на подсистему управления питанием, электронику и бортовые подсистемы обработки данных. Таким образом, проектирование системы терморегулирования представляет собой сложный итерационный процесс, в котором задействованы другие подсистемы космического корабля.

Основными факторами, определяющими проектирование системы терморегулирования, в основном являются:

■

среда космического корабля, которая вызывает внешние нагрузки;

■

тепло, рассеиваемое оборудованием на борту космического корабля;

■

распределение теплового рассеяния внутри космического корабля;

■

температурные требования компонентов космического корабля;

■

конфигурация космического корабля: геометрия, материалы, системы крепления и т. Д.

На рисунке 18.1 представлена ​​упрощенная схема процесса проектирования. Параметры в левом поле — это основные характеристики космического корабля, которые напрямую влияют на его тепловые характеристики. Следовательно, они являются входными параметрами для работы системы терморегулирования. Первая группа входных параметров включает геометрию спутника, его орбиту и его положение или тип стабилизации. Это обусловит внешние тепловые нагрузки, максимальные размеры радиаторов, обмен излучением между различными поверхностями и т. Д.Вторая группа входных параметров — это характеристики оборудования и распределение мощности. Несомненно, свойства компонентов (масса, форма и теплоемкость), а также режимы работы (расположение рассеивающих устройств, периоды времени, в которые они включены, и мощность, которую они рассеивают в эти периоды), будут имеют большое влияние на тепловое поведение системы.

Рисунок 18.1. Блок-схема процесса проектирования подсистемы терморегулирования

Параметры в правом поле являются проектными параметрами для системы терморегулирования, то есть они обычно могут быть изменены или соответствующим образом выбраны по причинам, связанным с температурой.Таким образом, выбор покрытий обычно является одной из степеней свободы инженера-теплотехника. Коэффициент поглощения солнечного излучения, α , и коэффициент излучения инфракрасного излучения, ε , определяют обмен излучения либо с окружающей средой, либо между поверхностями космических аппаратов. Другим типичным тепловым оборудованием, используемым в большинстве космических аппаратов, являются многослойные системы изоляции или тепловые одеяла. Инженер-теплотехник подберет тип и характеристики одеял: материалы, количество слоев, термообработку и т. Д.Потребность в компенсационных нагревателях и требуемая мощность также должны быть оценены.

Другой важный параметр теплового расчета связан с тепловым поведением механических соединений. Следовательно, конструкция монтажных концепций, болтовых соединений и т. Д. Может быть изменена по тепловым причинам. Например, когда необходима изоляция, необходимо использовать изоляционные шайбы, но когда требуется хорошее тепловое соединение, необходимо использовать материалы с высокой проводимостью.

Наконец, важным параметром, который необходимо определить, является размер радиаторов, необходимых для отклонения в пространство всей мощности, рассеиваемой устройствами, и мощности, соответствующей поглощаемым нагрузкам окружающей среды.Обычно эта оценка первоначально рассчитывается с помощью простых аналитических расчетов, и по мере разработки размеры радиаторов уточняются, на этот раз с использованием сложных числовых инструментов, используемых для тепловых расчетов. Использование всех этих тепловых элементов оборудования и любых других, таких как жалюзи, тепловые трубки, тепловые ленты и т. Д., Должно быть определено для удовлетворения тепловых требований платформы и оборудования космического корабля.

После выбора подходящего теплового оборудования создаются геометрическая математическая модель и тепловая математическая модель для анализа конструкции и определения температур, как описано ниже.Кроме того, температуры должны быть получены для различных расчетных нагрузок, которые описаны в разделе 18.3.

Проектирование и разработка космической программы обычно организовано в соответствии с европейскими стандартами (ECSS-E-ST-10C, 2009) в следующие этапы (более подробную информацию см. В главе 1, таблица 1.1):

Этап 0: Анализ миссии — идентификация потребностей Этап A: Осуществимость

Этап B: Предварительное определение Этап C: Подробное определение

Этап D: Квалификация и производство Этап E: Эксплуатация / использование

Этап F: Утилизация

Как указано выше, первый цикл итеративного процесса основан на предыдущем опыте.После этого выполняются итерации с использованием базового полуаналитического моделирования. Это всегда делается на ранних этапах миссий, когда концепция космического корабля еще не полностью определена, а подробная геометрическая информация все еще недоступна (этапы A и B). На этих этапах обычной практикой является параллельная работа с более чем одной конфигурацией космического корабля, и для выбора окончательной концепции необходимы компромиссы. Как только начинается фаза детального определения (конец фазы B и фазы C), тепловые расчеты выполняются с помощью сложных численных моделей, которые позволяют определить температурное поле космического корабля.Для этого используются специальные программные инструменты.

На моделирование влияют несколько ограничений, которые необходимо учитывать при анализе их результатов. Эти ограничения в основном связаны с многочисленными неопределенностями, влияющими на параметры, используемые для теплового моделирования. Таким образом, погрешности в основном связаны с упрощением геометрии, неточностями в свойствах поверхностей и материалов, а также расчетными или средними значениями, используемыми для определения нагрузок окружающей среды (например, коэффициенты альбедо, планетарное инфракрасное излучение и т. Д.). Это часто вызывает необходимость проведения инженерных испытаний инженерных моделей конкретного оборудования, например, для определения тепловых соединений механических соединений. Более того, план проверки космического корабля всегда включает в себя тепловакуумные испытания на разных уровнях для проверки конструкции.

Неточности процесса проектирования также устраняются за счет применения запаса прочности к результатам, предсказанным с помощью численных моделей. Таким образом, диапазон температур, прогнозируемый с помощью моделей, увеличивается с запасом, который зависит от этапа проектирования и уровня детализации моделей.На ранних этапах проектирования применяется типичная погрешность ± 15 К, но это число может быть уменьшено до ± 5 К после сопоставления математических моделей с данными измерений, полученными во время испытаний теплового баланса. Философия допусков, применяемых к расчетному диапазону температур для определения различных уровней испытаний (квалификационные и приемочные испытания) в соответствии с ECSS-E-ST-31C (2008), показана на рисунке 18.2.

Рисунок 18.2. Определение температурных пределов для подсистемы терморегулирования

Источник : После ECSS-E-ST-31C (2008).

Термическое расширение твердых тел и жидкостей

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

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

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

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

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

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

Линейное тепловое расширение — тепловое расширение в одном измерении

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

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

Пример 1.Расчет линейного теплового расширения: мост Золотые Ворота

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

Стратегия

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

Обсуждение

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

Тепловое расширение в двух и трех измерениях

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

Тепловое расширение в двух измерениях

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

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

Тепловое расширение в трех измерениях

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

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

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

Установление соединений: соединения в реальном мире — заполнение бака

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

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

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

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

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

Стратегия

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

Решение

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

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

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

Обсуждение

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

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

Термическое напряжение

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

Пример 3. Расчет термического напряжения: давление газа

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

Стратегия

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

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

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

Решение

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

Обсуждение

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

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

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

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

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

Проверьте свое понимание

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

1. изменение объема двух блоков,
2. изменение площади поперечного сечения l × w и
3. изменение высоты h двух блоков?

Рисунок 6.

Решение

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

Сводка раздела

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

Концептуальные вопросы

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

Задачи и упражнения

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

Глоссарий

тепловое расширение: изменение размера или объема объекта при изменении температуры

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

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

термическое напряжение: напряжение, вызванное тепловым расширением или сжатием

Избранные ответы на задачи и упражнения

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

9. (а) 9,35 мл; (б) 7,56 мл

11. 0,832 мм

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

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

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

Как сократить количество углерода в вашем отоплении

«Нам нужны системы, которые работают автоматически и учатся максимально использовать переменную энергию, такую ​​как энергия ветра и солнца.Это может означать, что система горячего водоснабжения активируется, когда получает сильный сигнал от солнечных батарей, или даже знает, когда его ожидать.

Теоретически интеллектуальная система отопления должна иметь возможность принимать аналогичные решения на ежедневной основе на основе информации от региональных ветряных и солнечных электростанций. Потребление может быть рассчитано по времени, когда будет самый экологически чистый прогноз энергобаланса.

Для тех, у кого есть газовые котлы, умный термостат, который узнает, какие помещения и когда вы используете, также может помочь немного снизить ваш углеродный след, говорит Каертс.

Хотя до появления действительно интеллектуальных, гибких систем, которые адаптируются к структуре энергопотребления, может еще несколько лет, изменение менталитета может начаться уже сейчас. Например, в начале этого года компания National Grid запустила приложение, которое позволяет пользователям тренироваться, когда самое зеленое время для использования электроэнергии. Один веб-сайт даже предложил тем, кто занялся выпечкой во время пандемии, выбрать лучшее время для запуска своих духовок, чтобы иметь наименьшее воздействие на окружающую среду.

«Мы должны думать о том, как мы можем регулировать потребление, чтобы оно максимально совпадало со временем дня, когда углеродоемкость самая низкая», — добавляет Каертс.

Поскольку многие из нас, вероятно, будут проводить больше времени в своих домах этой зимой, это может иметь большое значение.

–

Умное руководство по изменению климата

Для большинства читателей BBC Future вопрос о том, происходит ли изменение климата, больше не стоит задавать. Вместо этого сейчас растет беспокойство по поводу того, что каждый из нас как индивидуум может с этим поделать. В этой новой серии, нашей « Smart Guide to Climate Change », используются научные исследования и данные, чтобы разобрать наиболее эффективные стратегии, которые каждый из нас может использовать для уменьшения своего углеродного следа.

–

Присоединяйтесь к одному миллиону будущих поклонников, поставив нам лайк на Facebook или подписавшись на нас в Twitter или Instagram .

Если вам понравилась эта история, подпишитесь на еженедельную рассылку новостей bbc.com , которая называется «Основной список». Тщательно подобранная подборка историй из BBC Future , Culture , Worklife и Travel , которые доставляются на ваш почтовый ящик каждую пятницу.

Процесс нагрева паром — расчет нагрузки

Обычно паровой нагрев используется для

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

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

Изменение температуры продукта — нагрев продукта паром

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

Q = mc _p dT (1)

где

Q = количество энергии или тепла (кДж)

м = масса вещества (кг)

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

dT = повышение температуры вещества ( ^o C)

Имперские единицы? — Проверьте конвертер единиц!

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

• количество тепловой энергии, переданной в единицу времени

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

Непоточный или периодический нагрев

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

Средняя скорость теплопередачи для таких приложений может быть выражена как:

P = mc _p dT / t (2)

, где

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

м = масса продукта (кг)

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

dT = Изменение температуры жидкости ( ^o C)

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

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

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

t = mc _p dT / P

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

= 86 с

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

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

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

Процессы проточного или непрерывного нагрева

В теплообменниках поток продукта или жидкости непрерывно нагревается.

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

Среднюю теплопередачу можно выразить как

P = c _p dT m / t (3)

где

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

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

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

dT = изменение температуры жидкости ( ^o C)

Расчет количества пара

Если мы знаем скорость теплопередачи — количество пара можно вычислить:

м _с = P / h _e (4)

где

м _с = масса пара (кг / с)

P = расчетная теплопередача (кВт)

h _e = энергия испарения пара (кДж / кг)

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

Пример — периодический нагрев паром

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

Скорость теплопередачи:

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

= 11.35 кВт

Количество пара:

м _с = (11,35 кВт) / (2085 кДж / кг)

= 0,0055 кг / с

= 19,6 кг / ч

Пример — непрерывный нагрев паром

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

Расход тепла можно выразить как:

P = (4.