Расчет теплоотдачи радиатора батарей отопления на квадратный метр: Как рассчитать радиаторы отопления

Расчет отопления по площади помещения — обзор лучших методов

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

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

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

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

Простые вычисления по площади

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

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

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

18 кв.м х 100 Вт = 1800 Вт

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

1800 Вт / 170 Вт = 10,59

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

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

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

25 кв.м / 1,8 кв.м = 13,89

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

Рассмотрим метод вычислений для комнат с высокими потолками

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

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

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

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

2952 Вт / 180 Вт = 16,4

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

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

Дополнительные параметры, которые нужно учесть

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

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

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

Специфика и другие особенности

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

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

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

Климатические зоны тоже важны

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

Климатические зоны также имеют свои коэффициенты:

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

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

Выводы

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

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

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

на сколько квадратов одна секция, сколько ватт на кв метр, как рассчитать количество, сколько обогревает, отапливает

Содержание:

Несмотря на появляющиеся время от времени инновационные разработки обогревателей для жилья, самой надежной и эффективной продолжает оставаться система отопления с радиаторами. Перед ее установкой необходимо точно рассчитать количество радиаторных секций, чтобы избежать недостатка или переизбытка выделяемого тепла.

Основные критерии при расчете отопления

Наряду с общими показателями, при расчете радиаторов отопления на квадратный метр, необходимо взять во внимание ряд факторов, непосредственно влияющих на количество теплопотерь:

• Число наружных стен. Комната с двумя наружными стенами и одним окном потребует увеличения мощности обогревающих приборов на 20%. В помещениях с двумя окнами количество теплопотерь увеличивается до 30%. Наиболее холодными считаются угловые помещения, где необходимо значительное увеличение энергоресурсов на отопление.
• Ориентация по сторонам света. Помещения с северным или северо-восточном направлением окон по ходу расчета количества батарей на кв метр требуют добавления к полученной цифре еще 10%. Как показывает практика, потери тепла при таком расположении наиболее значительны.
• Положение радиаторов. При самостоятельной организации отопительного контура необходимо вооружиться некоторыми принципами. Частично закрытые подоконниками батареи уменьшают свою эффективность на 3-4%. Если для установки обогревателей используются ниши, это влечет за собой увеличение потерь примерно до 7%.
• Использование экрана. Закрывать батареи экранами – не лучшая идея: подобные действия не одобряются производителями сантехнического оборудования. Если же другого выхода нет, и экран все-таки применяется, следует учесть, что частично закрытые конструкции снижают производительность радиаторов на 7%. Полностью закрытый экран уменьшает эффективность батареи почти на 25%.

Кроме того, в учет необходимо взять число отделанных утеплителем стен, качество стеклопакетов, надежность простенков и т.п. Для того, чтобы из-за недочета количества секций радиатора на квадратный метр в итоге не получить малоэффективную систему, к итоговому результату всегда рекомендуется добавлять 15-20% мощности.

Влияние на результат материала изготовления радиатора

В настоящее время наибольшей популярностью пользуются следующие разновидности радиаторов:

• Чугунные. Чаще всего используется чугунная батарея марки МС-140 с уровнем теплоотдачи 180 Вт. Этот показатель справедлив лишь при использовании теплоносителя с максимальной температурой. На практике такое бывает редко, поэтому фактическая мощность прибора – 60-120 Вт. Именно эти цифры рекомендуется использовать при проведении расчете ватт на квадратный метр отопления.
• Стальные. Имеют почти такую же площадь, что и чугунные. Это же касается и параметров, точные значение которых указываются в сопроводительной документации. При этом масса стальных изделий меньше, что делает их транспортировку и монтаж более простым.
• Алюминиевые. Дать общий ответ, сколько отапливает одна секция алюминиевого радиатора проблематично, так как подобные изделия представлены в продаже в большом количестве модификаций. Поэтому в каждом конкретном случае расчета количества секций алюминиевых радиаторов необходимо руководствоваться паспортными данными модели. В общем считается, что средним показателем, сколько обогревает одна секция алюминиевого радиатора, является 100 Вт/м². Если заявленная мощность прибора меньше, то, скорее всего, речь идет о подделке. Также следует сказать, что уровень теплоотдачи алюминия более высокий, чем у чугуна и стали. Это также следует взять во внимание перед тем, как рассчитать количество секций алюминиевых радиаторов отопления.
• Биметаллические. Эти изделия, совмещающие в себе высокую теплоотдачу алюминия и прочностные качества стали, в настоящее время пользуются наибольшей популярностью у покупателей (уровень мощности одной секции биметаллического радиатора идентичен тому, на сколько квадратов одна секция алюминиевой батареи). Благодаря хорошей теплоотдаче, разрешается несколько сокращать количество секций при установке. Правильный расчет биметаллических радиаторов позволяет сэкономить финансы даже несмотря на то, что биметаллические радиаторы считаются наиболее дорогими.

Максимальные значения теплоотдачи приборов не рекомендуется использовать при расчете секций алюминиевых радиаторов на квадратный метр – теплоноситель в системе обычно никогда не достигает крайних значений. Более надежный путь – использовать минимальные значения, что позволит гарантированно избежать ошибок. Обустроенная на основе расчета секций алюминиевых радиаторов отопительная система будет обеспечивать комфорт в жилище даже при сильных морозах.

Способы расчета количества секций радиатора на квадратный метр

Для подсчета числа секций батареи на 1 м² жилища обычно применяется один из нижеперечисленных методов:

• Чтобы узнать, сколько секций батарей нужно на квадратный метр, необходимо выполнить некоторые расчеты. Как гласят строительные нормы, 100 Вт мощности нагревательного прибора должно приходиться на 1 м² хорошо утепленного дома. На основе этого и проводятся соответствующие вычисления. К примеру, комната на 15 м² нуждается в 1500 Вт тепловой мощности радиатора. Для чугунных радиаторов за основу берется параметр в 100 Вт: как уже указывалось, получение максимального значения в 180 Вт на практике добиться практически нереально. В итоге получается оптимальное количество ребер – 15 шт.
• Помещения нестандартной высоты адекватней рассчитывать по объему. В качестве примера можно взять уже знакомую комнату площадью в 15 м² и высотой 3 метра: ее объем составит 45 м³. Для одного квадратного метра, в зависимости от особенностей помещения, необходимо 30 — 40 Вт. В панельном доме этот показатель берется, как 40: дальнейший простой расчет показывает, что для эффективного обогрева комнаты необходимо 1800 Вт тепловой мощности.
• Помещения сложной конфигурации рассчитываются формулами с большим числом коэффициентов. Чтобы избежать этой довольно громоздкой процедуры, рекомендуется воспользоваться услугами онлайн-калькулятора. Введя в специальные графы нужные данные, можно за считанные секунды получить необходимый результат. Кроме удобства, такой способ убережет от ошибок в подсчетах, почти неизбежных при самостоятельной реализации.

После того, как наиболее удобный способ расчета выбран, и нужное значение получено, учета потребуют и все остальные факторы, упомянутые выше. Если они имеются, необходимо увеличить итоговое число на указанный процент теплопотерь. В итоге они полностью компенсируются увеличением мощности отопительной системы.

Расчет количества радиаторов: способы, формулы, пример расчета

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

Самым демократичным способом является расчёт радиатора исходя из мощности на квадратный метр. В средней полосе России зимний показатель составляет 50−100 ватт, в регионах Сибири и Урала 100−200 ватт. Стандартные 8-секционные чугунные батареи с межосевым расстояние 50 см имеют теплоотдачу 120−150 ватт на одну секцию. Биметаллические радиации имеют мощность около 200 ватт, что немного повыше. Если мы имеем ввиду стандартный водный теплоноситель, то для комнаты в 18−20 м² со стандартной высотой потолков в 2,5−2,7 м понадобится два чугунных радиатора по 8-м секций.

От чего зависит количество радиаторов

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

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

Обзор основных видов радиаторов отопления представлен здесь: https://teplo.guru/radiatory/vybor/kak-vybrat-luchshiradiatory-otopleniya.html

Формула и пример расчета

Учитывая вышеперечисленные факторы, можно сделать расчёт. На 1 м² понадобится 100 Вт, соответственно, на отопление комнаты в 18м² нужно затратить 1800 Вт. Одна батарея из 8-ми чугунных секций выделяет 120 Вт. Делим 1800 на 120 и получаем 15 секций. Это весьма средний показатель.

В частном доме с собственным водонагревателем мощность теплоносителя высчитывается по максимуму. Тогда 1800 делим на 150 и получаем 12 секций. Столько нам понадобится для обогрева комнаты в 18м². Существует весьма сложная формула, по которой можно рассчитать точное количество секций в радиаторе.

Схемы подключения радиаторов подробно изучены здесь: https://teplo.guru/radiatory/ustanovka/shemy-podklyucheniya-radiatorov.html

Формула выглядит так:

• q 1 — это вид остекления: тройной стеклопакет 0,85; двойной стеклопакет 1; обычное стекло 1,27;
• q 2 — теплоизоляция стен: современная теплоизоляция 0,85; стена в 2 кирпича 1; плохая изоляция 1,27;
• q 3 — отношение площади окон к площади пола: 10% 0,8; 20% 0,9; 30% 1,1; 40% 1,2;
• q 4 — минимальная температура снаружи: -10⁰С 0,7; -15⁰С 0,9; -20⁰С 1,1; -25⁰С 1,3; -35⁰С 1,5;
• q 5 — количество наружных стен: одна 1,1; две (угловая) 1,2; три 1,3; четыре 1,4;
• q 6 — тип помещения над расчётным: обогреваемое помещение 0,8; отапливаемый чердак 0,9; холодный чердак 1;
• q 7 — высота потолков: 2,5 м — 1; 3 м — 1,05; 3,5м — 1,1; 4м — 1,15; 4,5м — 1,2;

Проведём расчёт для угловой комнаты 20 м² с высотой потолка 3 м, двумя 2-х створчатыми окнами с тройным стеклопакетом, стенками в 2 кирпича, расположенной под холодным чердаком в доме в подмосковном посёлке, где зимой температура опускается до 20⁰С.

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

Расчёт мощности чугунных батарей детально изучен в данной статье: https://teplo.guru/radiatory/chugunnye/kak-rasschitat-moshhnost.html

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

Самой комфортной для человеческого организма температурой в помещении принято считать 21⁰С. Однако для хорошего крепкого сна больше подходит температура не выше 18⁰С, поэтому немалую роль играет и назначение отапливаемого помещения. И если в зале площадью 20 м² нужно установить 12 секций батареи, то в аналогичном спальном помещении предпочтительнее установить 10 батарей, и человеку в такой комнате будет комфортно спать. В угловом помещении такой же площади смело размещайте 16 батарей, и Вам не будет жарко. Т. е. расчёт радиаторов в помещении весьма индивидуален, и можно давать только приблизительные рекомендации, сколько секций необходимо установить в той или иной комнате. Главное, произвести установку грамотно, и тепло всегда будет в вашем доме.

Расчет радиаторов в двухтрубной системе (видео)

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

Расчет количества батарей отопления онлайн калькулятор

Радиаторов, батарей отопления

Грамотный расчет отопления частного дома (калькулятор использовать предпочтительнее) задача исключительно сложная. Ведь слишком много факторов следует при этом учесть. Малейшая ошибка или неправильная трактовка исходных данных могут привести к ошибке, из-за которой смонтированная система отопления не будет выполнять поставленные задачи. Либо, что тоже вероятно, режим ее работы будет весьма далек от оптимального, что приведет к значительным и неоправданным тратам. Специалисты компании «Новое место» готовы рассчитать отопление любой специфики оперативно и недорого. Не хотите иметь проблем с теплом в доме – просто позвоните нашему менеджеру.

Точность исходных данных крайне важна

Существует довольно много методик, которые позволяют обычному человеку, не связанному со строительным делом, провести расчет радиаторов отопления частного дома – калькулятор для этих нужд также используется сейчас широко. Однако, на правильные данные можно рассчитывать только в том случае, если входящая информация предоставлена грамотно.

Так, самостоятельно измерить кубатуру помещения (длина, ширина и высота каждой комнаты), подсчитать количество окон и примерно определить тип подключаемого радиатора достаточно просто. Но, далеко не все владельцы жилья смогут разобраться с типом подачи горячей воды, толщиной стен, материалом, из которого они сделаны, а также учесть все нюансы предполагаемого к монтажу отопительного контура.

С другой стороны, для предварительного планирования даже такие методы, неточные, но простые в реализации, подойдут очень хорошо. Они помогут выполнить приблизительный расчет радиатора отопления в частном доме (калькулятор вам понадобится, но вычисления будут очень простыми) и примерно понять, какой отопительный контур будет наиболее оптимальным.

Расчет на основании площади помещения

Самый быстрый и весьма неточный метод, лучше всего подходящий для помещений со стандартной высотой потолков, равной примерно 2,4-2,5 метров. Согласно действующим строительным правилам, на обогрев одного квадратного метра площади понадобится 0,1 кВт тепловой мощности. Следовательно, для типовой комнаты площадью 19 квадратных метров необходимо 1,9 кВт.

Чтобы завершить расчет количества радиаторов отопления в частном доме, осталось разделить полученное значение на показатель теплоотдачи одной секции батареи (этот параметр должен быть указан в сопроводительной инструкции или на упаковке, но для примера возьмем стандартное значение 170 Вт) и при необходимости округлить полученную цифру в большую сторону. Окончательный результат будет равен 12 (1900 / 170 = 11,1764).

Предложенная методика является очень приблизительной, так как не учитывает множество факторов, напрямую влияющих на расчеты. Поэтому для корректировки стоит использовать несколько уточняющих коэффициентов.

• помещение с балконом или комната в торце здания: +20%;
• проект предполагает установку радиаторной батареи в нишу или за декоративный экран: +15%.

Расчет по кубатуре помещения

Предлагаемая методика также не претендует на высокую точность, но по сравнению с расчетом на основе площади помещения она дает результаты, более соответствующие реальному положению дел. Самая большая проблема в данном случае – правильная трактовка норм СНиП, по которым для обогрева одного кубического метра жилой площади необходимо затратить 41 кВт мощности. Так как этот параметр описывает систему организации отопления в стандартном панельном здании, расчет количества радиаторов отопления в частном доме будет не совсем точным. Но примерное представление о том, как ее следует проектировать, он дает.

В первую очередь, нужно перемножить площадь помещения на его высоту. Например, для комнаты в 30 квадратных метров и потолками в 3,5 метра итоговая цифра будет 105 м3(30 * 3,5). После этого ее нужно умножить на 41 (нормы требуемой тепловой мощности для одного «куба»): 105 * 41 = 4305 Вт (примерно 4,3 кВт).

Вычисление оптимального количества радиаторов выполняется очень просто. Прежде всего, выясните теплоотдачу одной сегмента, после чего разделите на это значение полученную ранее цифру. В нашем примере имеем 26 секций (4305 / 170 = 25,3235). Для получения более достоверного результата есть смысл использовать несколько корректирующих коэффициентов:

• угловая комната: +20%;
• батарея задекорирована решеткой или экраном: +20%;
• дом плохо утеплен, основной материал, из которого сделаны стены, – крупногабаритная панель: +10%;
• помещение находится на последнем или первом этаже: +10%;
• в комнате большего одного окна или оно одно, но очень большое: +10%;
• рядом расположены неотапливаемые помещения (особенно, если в них отсутствует часть стен): +10%.

Профессиональный подход

Как рассчитать батареи отопления для частного дома, если нужна очень высокая точность с минимально возможными допусками. В этом случае есть смысл воспользоваться методикой, которая предполагает наличие нескольких уточняющих коэффициентов. Она имеет определенные допуски, но итоговый результат позволит смонтировать такую отопительную систему, которая будет учитывать все особенности помещения.

Формула расчета имеет следующий вид: Q = 100 * S * X1 * X2 * X3 * X4 * X5 * X6 * X7. Q – количество тепла (в ваттах на квадратный метр), которое необходимо обеспечить для конкретного помещения), S – его площадь, а X1-X7 – несколько уточняющих коэффициентов.

X1: класс остекления оконных проемов (особо уточним, он не учитывает количество самих проемов)

• Двойное остекление: 1,27.
• 2-слойный стеклопакет: без коррекции.
• 3-слойный стеклопакет: 0,85.

X2: уровень теплоизоляции стен (может быть скорректирован установкой внешних утепляющих конструкций)

• Недостаточная (одинарная кладка, нет дополнительных навесных блоков): 1,27.
• Хорошая (слой утеплителя или двойная кирпичная кладка): без коррекции.
• Высокая: 0,85.

X3: отношение площади окон и пола

• 50%: 1,2.
• 40%: 1,1.
• 30%: без коррекции.
• 20%: 0,9.
• 10%: 0,8 (часто встречающийся случай в складских помещениях, но в частных домах встречается очень редко).

X4: средневзвешенная температура воздуха для наиболее холодной недели в году (в градусах Цельсия)

• -35 и менее: 1,5.
• От -35 до -25: 1,3.
• От -25 до -20: 1,1.
• От -20 до -15: 0,9.
• От -15 до -10: 0,7.

X5: внешние стены

• Одна: 1,1;
• Две: 1,2;
• Три: 1,3;
• Четыре: 1,4.

X6: тип находящегося над комнатой, для которой производится расчет, помещения

• Чердак, лишенный принудительного отопления: без коррекции.
• Отапливаемый чердак: 0,9.
• Жилое помещение с собственным отоплением: 0,8.

X7: высота потолков (метров)

• Менее 2,5: без коррекции.
• От 2,5 до 3: 1,05.
• От 3 до 3,5: 1,1.
• От 3,5 до 4: 1,15.
• От 4 до 4,5: 1,2.

Как рассчитать количество радиаторов в доме, исходя из предложенной методики? Представим себе, что у нас есть дом из двух комнат – 20 и 25 м2. В одной из них – двойное остекление, в другой – тройной стеклопакет. Уровень теплоизоляции высокий. Соотношение окон и пола – 1:1. Самая низкая температура -17 градусов. В доме 2 внешних стены, над комнатами находится неотапливаемый чердак, а высота стен – 3,1 м.

• 1 комната (S=20 м2). 100 * 20 (S) * 1,27 (X1) * 0,85 (X2) * 1,2 (X3) * 0,9 (X4) * 1,2 (X5) * 1 (X6) * 1,1 (X7) = 3077,87.
• 2 комната (S=15 м2). 100 * 15 (S) * 0,85 (X1) * 0,85 (X2) * 1,2 (X3) * 0,9 (X4) * 1,2 (X5) * 1 (X6) * 1,1 (X7) = 1544,99.

После этого нужно разделить полученные значения на теплоотдачу одной секции радиатора, (например, 170 Вт / м2):

• 1 комната: 3077,87 / 170 = 19 (18,1051).
• 2 комната: 1544,99 / 170 = 10 (9,0881).

Именно такое количество секций будет оптимальным и достаточным.

Виды радиаторов

Приведенное значение теплоотдачи – 170 Вт / м2 является усредненным, а значит реальное положение дел отражает далеко не всегда. Потому его также можно скорректировать для более точного расчета.

Биметаллические радиаторы

Являются в наше время самыми распространенными. Показатели теплоотдачи у разных производителей могут несколько разниться, но общее представление о том, какую они обеспечивают теплоотдачу, получить можно. Основной критерий в данном случае – межосное расстояние:

• 500 мм: 165 Вт.
• 400 мм: 143 Вт.
• 300 мм: 120 Вт.
• 250 мм: 102 Вт.

Алюминиевые радиаторы

Основной показатель здесь тот же – межосное расстояние, а приведенные нами данные верны для продукции итальянских брендов Calidor и Solar.

• 500 мм: от 178 до 182 Вт.
• 350 мм: от 145 до 150 Вт.

Стальные пластинчатые радиаторы

Здесь ситуация несколько сложнее, так как приходится дополнительно учитывать способ врезки в контур отопления, потому нужные параметры теплоотдачи следует выяснить у производителя вашей модели батареи.

Чугунные радиаторы

Классика, доставшаяся нам по наследству со старых советских времен, но не теряющая своей актуальности и в наши дни. Однако здесь следует учитывать, что в реальной жизни показатели могут быть ниже на 10-20 градусов, особенно если коммуникации сильно изношены.

Как рассчитать количество радиаторов в доме, используя предложенную методику? Вы должны четко выяснить необходимые для этого параметры помещения и технико-технические характеристики предполагаемых к использованию радиаторов. Но, так как это не так просто, как может показаться на первый взгляд, это обратитесь за помощью в компанию «Новое место».

Расчет радиаторов отопления, количества секций, теплоотдачи, мощность

Для каждого хозяина дома очень важно осуществить правильный расчет радиаторов отопления. Недостаточное количество секций будет способствовать тому, что радиаторы не смогут обогреть помещение наиболее эффективным и оптимальным образом. Если же приобрести радиаторы, обладающие слишком большим количеством секций, то отопительная система будет весьма неэкономичной, используя лишнюю мощность радиаторов отопления.

Расчет радиаторов отопления

Если вам необходимо сменить отопительную систему или установить новую, то расчет количества секций радиаторов отопления будет играть очень важную роль. Если помещения в вашем доме или квартире стандартного типа, то подойдут и более простые расчеты. Однако иногда для получения наиболее высокого результата необходимо соблюдать кое-какие особенности и нюансы, касающиеся таких параметров, как мощность радиатора отопления на помещение и давление в батареях отопления.

Расчет исходя из площади помещения

Разберемся, как рассчитать батареи отопления. Ориентируясь на такие параметры, как общая площадь помещения, можно осуществить предварительный расчет батарей отопления на площадь. Данное вычисление довольно простое. Однако если у вас в помещении высокие потолки, то его за основу брать нельзя. На каждый квадратный метр площади потребуется около 100 ватт мощности в час. Таким образом, расчет секций батарей отопления позволит вычислить, какое количество тепла понадобится для обогрева всего помещения.

Подбор количества секций радиатора отопления в зависимости от площади отопления

Как рассчитать количество радиаторов отопления? К примеру, площадь нашего помещения составляет 25 кв. метров. Умножаем общую площадь помещения на 100 ватт и получаем мощность батареи отопления в 2500 ватт. То есть 2,5 кВатт в час необходимо для обогрева помещения с площадью в 25 кв. метров. Полученный результат делим на значение тепла, которое способна выделить одна секция отопительного радиатора. К примеру, в документации отопительного прибора указано, что одна секция выделяет в час 180 Ватт тепла.

Таким образом, расчет мощности радиаторов отопления будет выглядеть так: 2500 Вт / 180 Вт = 13,88. Полученный результат округляем и получаем цифру 14. Значит, для обогрева помещения в 25 кв. метров потребуется радиатор с 14 секциями.

Также потребуется учесть различные тепловые потери. Комната, которая находится в углу дома, или комната с балконом будет нагреваться медленнее, а также быстрее отдавать тепло. В таком случае, расчет теплоотдачи радиатора батарей отопления должен производиться с некоторым запасом. Желательно, чтобы такой запас составлял около 20%.

Теплопотери частного дама

Расчет батарей отопления может быть произведен и с учетом объема помещения. В таком случае, не только общая площадь помещения играет роль, но также и высота потолков. Как рассчитать радиаторы отопления? Расчет производится примерно по такому же принципу, как и в предыдущей ситуации. Для начала необходимо выявить, какое количество тепла понадобится, а также — как рассчитать количество батарей отопления и их секций.

СНиП 41-01-2003

Например, необходимо вычислить нужно количество тепла для комнаты, которая обладает площадью в 20 кв. метров, а высота потолков в ней составляет 3 метра. Умножаем 20 кв. метров на 3 метра высоты и получим 60 кубических метров общего объема помещения. На каждый кубометр необходимо около 41 Вт тепла – так говорят данные и рекомендации СНИП.

Производим расчет мощности батарей отопления дальше. Умножаем 60 кв. метров на 41 Вт и получаем 2460 Вт. Также делим эту цифру на ту тепловую мощность, которую излучает одна секция радиатора отопления. Например, в документации отопительного прибора указано, что одна секция выделяет в час около 170 Вт тепла.

2460 Вт делим на 170 Вт и получим цифру 14,47. Ее мы тоже округляем, таким образом, для обогрева помещения с объемом в 60 кубометров, понадобится 15-секционный радиатор отопления.

Можно сделать наиболее точный расчет количества радиаторов отопления. Такое может понадобиться для частных домов с нестандартными помещениями и комнатами.

Подобный способ, как рассчитать мощность радиатора отопления, требует соблюдения многих факторов, а также содержит ряд различных коэффициентов, которые учитывают все нюансы и особенности помещения.

Как рассчитать батарею отопления? Вот таким образом выглядит формула для наиболее точного расчета:

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

Где:

Кт – это количество тепла, которое необходимо для определенного помещения;

П – общая площадь помещения;

К1 – это коэффициент, который учитывает, насколько остеклены проемы для окон.

Если окно с простым остеклением двойного типа, то кф. составляет 1.27.

Рекомендуем к прочтению:

Для окна со стеклопакетом двойного типа – 1.00.

Для тройного стеклопакета кф. составляет 0.87.

К2 – это кф. стеновой теплоизоляции.

Если теплоизоляция довольно низкая, то берется кф. в 1.27.

Для хорошей теплоизоляции – кф. = 1.0.

Для отличной теплоизоляции кф. равен 0.85.

К3 – это соотношение площади пола и площади окон в комнате.

Для 50% он будет равен 1,2.

Для 40% — 1,1.

Для 30% — 1.0.

Для 20% — 0.9.

Для 10% — 0. 8.

К4 – это кф., учитывающий среднюю температуру в помещении во время самой холодной недели в году.

Для температуры в -35 градусов он будет равен значению 1,5.

Для -25 – кф. = 1.3.

Для -20 – 1.1.

Для -15 – 0.9.

Рекомендуем к прочтению:

Для -10 – 0.7.

К5 – это коэффициент, который поможет выявить потребность тепла с учетом того, сколько наружных стен есть у помещения.

Для помещения с одной стеной кф. составляет 1.1.

Две стены – 1.2.

Три стены 1.3.

К6 – учитывает тип помещений, которые расположены над нашим помещением.

Если чердак не отапливается, то он составляет 1.0.

Если чердак отапливается, то кф. равен 0.9.

Если выше расположено жилое помещение, которое отапливается, то за основу берется кф. в 0.7.

К7 – это учет высоты потолков в помещении.

Для высоты потолков в 2,5м, кф. будет равен 1,0.

При высоте потолков в 3 метра кф. равен 1,05.

Если высота потолков составляет 3,5 метра, то берется за основу кф. в 1,1.

При 4 метрах – 1,15.

Результат, вычисленный по данной формуле, необходимо разделить на тепло, которое выдает одна секция радиатора отопления, и округлить результат, который мы получили.

Теперь мы знаем, как посчитать количество радиаторов отопления, как рассчитать мощность батареи отопления и площадь радиатора отопления. Такие расчеты позволят вам правильно и эффективно обустроить свою систему отопления.

Как рассчитать количество радиаторов отопления в доме

Добиться от системы отопления полной эффективности и экономичности — нормальное желание хозяина дома. Как рассчитать количество радиаторов отопления в доме? Существует ли универсальная формула, позволяющая получить точный ответ и сразу заказать определенное количество приборов?

Да, формулы существуют, они разработаны с учетом действующих СНиП, но применить их конкретному частному дому без специальных знаний довольно сложно. Это стоит объяснить отдельно. Для расчета потребности в тепловой энергии применяется сложная система коэффициентов, в которой учитывается все, что может повлиять на обогрев — от площади комнаты до этажа и определенного типа радиаторов. Таким образом можно получить довольно точные значения, но в реальности это необходимо в случаях, когда речь идет о большом строительном проекте, поскольку общее количество приборов и выделяемое ими тепло с учетом потерь составляют внушительные суммы в денежном эквиваленте.

Способы и методики расчета количества радиаторов

Для частного дома, пусть и большого, такая точность не нужна, но узнать, сколько потребуется установить радиаторов, все же необходимо. Поэтому мы рассмотрим ответы в виде самых простых примеров:

• расчет количества радиаторов в системе отопления частного дома по объему помещений;
• расчет с учетом площади помещений;
• расчет с использованием простого калькулятора;
• описание некоторых поправочных коэффициентов, применяемых в профессиональном проектировании.

Любой из этих вариантов даст приемлемый по точности результат, а если вы все же хотите получить точные данные, то лучше поручить эту задачу профессионалу в области проектирования.

Какой тип радиаторов нам интересен

Для примера возьмем трубчатые стальные радиаторы КЗТО из серии Гармония — их параметры можно уверенно считать наиболее подходящими для подбора в частный дом. Варианты с чугунными, алюминиевыми, биметаллическими и панельными радиаторами демонстрируют крайности либо в цене, либо в эффективности теплоотдачи.

При изучении продукции в таблице с характеристиками радиаторов можно найти их мощность, количество секций и размеры. Поэтому мы не будем делать конкретный расчет, а приведем пример в виде описания порядка действий.

Расчет по объему помещения

Самый простой и доступный вариант расчетов количества радиаторов для частного дома учитывает объем помещения. При отступлении от стандартной высоты потолков в 2,7 м это дает возможность опираться на реальные размеры. Сначала узнаем объем помещения в метрах кубических — умножаем площадь на высоту. Для того, чтобы узнать потребность в тепловой энергии, можно применить средний вариант — 41 ватт на кубометр дает комфортную температуру примерно в 20 С даже в панельных многоэтажках. Умножаем 41 на объем помещения, подбираем радиатор по таблице, в которой указаны размеры, количество секций и тепловая мощность, делим цифру потребности на мощность одного прибора и получаем их количество для одного помещения.

Расчет по площади помещения

Теперь посмотрим, как рассчитать радиаторы отопления по площади. Здесь можно условно принять высоту потолков за 2,7 м , а потом ввести поправку, если помещение выше. Исходим из следующих условий:

• дом расположен в средней полосе России;
• используются трубчатые стальные радиаторы;
• площадь помещения известна;
• стены кирпичные, в два кирпича, с хорошей теплоизоляцией.

Для обогрева помещения в таких условиях достаточно затратить от 60 до 100 Ватт на квадратный метр. Принцип расчета тот же — находим в таблице радиатор КЗТО с подходящими нам размерами, узнаем там же его тепловую мощность, делим потребность на мощность прибора.

Может ли возникнуть ситуация, при которой в доме все равно будет прохладно? Может, например в зоне, где часто и подолгу держатся морозы. Тогда потребуется исходить из потребности 150 — 200 Ватт на квадратный метр. Но это еще не все — есть ряд факторов, которые влияют на теплопотери дома. Например, радиатор отопления для дачи, может работать в режиме с пониженной теплоотдачей из-за маломощного котла, а само строение окажется недостаточно утепленным.

Поправочные коэффициенты для точного расчета

Для того, чтобы учесть эти особенности, вводится еще ряд поправочных коэффициентов, на которые умножают полученное значение потребности в тепловой энергии. Во внимание принимается:

• площадь и количество окон;
• соотношение площади стен и остекления;
• наличие и утепление чердака;
• качество стен, характер теплоизоляции;
• расположение радиаторов в помещении;
• тепловой напор — разница между температурой в помещении и температурой радиаторов;
• тип системы отопления — двухтрубная или однотрубная.

Если вы решите, что необходимо учесть все особенности дома, то расчетом должен заниматься только специалист. Пример поправочных коэффициентов при расчете потребности в радиаторах отопления в одном помещении в зависимости от площади остекления и пола:

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

Пример расчета в зависимости от наличия теплоизоляции, если считать нормой стену в два кирпича:

• кирпичные стены — 1,0
• недостаточная (отсутствует) — 1,27
• хорошая — 0,8

Пример расчета в зависимости от того, сколько стен в помещении выходит наружу:

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

На профессиональном уровне учитывается очень много параметров, поэтому произвести такой расчет самостоятельно вам не удастся. Обратитесь к специалистам компании КЗТО, мы с удовольствием выполним этот расчет для Вас и подберем оптимальное количество и модели радиаторов отопления, учитывая все ваши пожелания.

Калькулятор отопления по площади помещения: расчет секций онлайн

На чтение мин. Просмотров 1.5k. Обновлено 25 ноября, 2020

Чтобы правильно решить эту задачу, и определить сколько нужно секций радиаторов отопления (биметаллических, стальных, чугунных и т.д.), необходимо произвести достоверный расчёт, исходя из площади помещения с использованием расположенного ниже онлайн калькулятора.

Укажите в онлайн калькуляторе схему подключения радиаторов

При строительстве любого здания, важный момент отводится расчёту мощности радиаторов отопления, и определению размера теплообменника. Такая же проблема возникает и у владельцев жилья, при необходимости замены батарей.

В статье мы постараемся разобраться в этом вопросе — расскажем о всех видах конвекторов, а так же, произведём расчёт производительности радиатора отопления по площади, без калькулятора, по формуле.

Специфика расчёта отопления

Распространённая конструкция для обогрева зданий — радиатор отопления, имеющий стандартные промежутки между отсеками — 50 см. На теплоотдачу одной секции влияет материал изготовления:

• чугун — 120 Вт;
• сталь — 90;
• алюминий — 180;
• биметаллический материал — 190.

Но данные величины средние, и в жизни на них влияют условия эксплуатации, размер помещения и градус нагрева воды на подаче и выходе, при его понижении уменьшается теплоотдача.

Поэтому, чтобы провести расчёт теплоотдачи  радиатора отопления в конкретных условиях, требуется знать температурный напор в магистрали — это значение разницы температур воздуха в комнате и отопительного прибора.

Температура в устройстве является среднеарифметическим показателем подачи и обратки. Температурный напор можно высчитать при помощи онлайн-калькулятора, или по формуле

DT = (T подачи + T обратки) / 2-T помещения, где:

DT — температурный напор

В паспорте к прибору указана цифра расчётного перепада температуры, она находится рядом с мощностью. К примеру: производительность 2000 Вт, 90/70 (подача и обратка). То есть, при охлаждении воды с 90 до 70 градусов, тепловая мощность конвектора составляет 2000 Вт.

При установке такого устройства на низко или среднетемпературную систему, отдача тепла будет ниже заявленной, и её следует пересчитать. Это можно сделать с помощью онлайн-калькулятора, или по формуле:

Pf=Pn x (DTf / DTn) в степени 1/3, где:

• Pf и Pn — фактическая и нормативная тепловая мощность в Вт;
• DTf и Dtn — фактический и нормативный температурный напор.

В отапливаемом помещении показатель нормативного напора соответствует 20 градусам.

Средний показатель потребления тепла 1 метром квадратным 60 — 150 киловатт, на него влияют климатические условия и этаж, на котором находится обогреваемая комната. Если вы не укажите это значение в поле «Ориентировочная теплоэнергия на 1 м2», калькулятор возьмёт среднее — 100 Ват.

Виды теплообменников

Радиатор отопления — устройство, состоит из секций объединённых в единый прибор, по которым движется нагретый теплоноситель — чаще вода. Отсек — элемент батареи, обычно литая двухтрубчатая конструкция, способный излучать тепло, которое передаётся окружающему воздуху, что позволяет создавать комфортную атмосферу в квартире.

По своей конструкции приборы отопления бывают: панельные и секционные. Встречаются так же регистры — трубчатое изделие с большим диаметром, или фигурный змеевик (полотенцесушитель в ванной), они врезаются в систему.

Обогревательные приборы бывают: стальные, чугунные, алюминиевые, медные. Чугунные изделия, которые мы привыкли видеть в наших домах, нуждаются в окраске, для придания хорошего внешнего вида.

К сведению! Есть конвекторы электрические — это корпус с нагревательным элементом внутри, который оснащён термостатом имеющим градусную шкалу и светодиоды.

Чугунные

Изделия из чугуна — самые распространённые, у них простая форма и дизайн. Они бывают навесные и на ножках.

Изготавливаются путём литья. Это массивные конструкции, долго хранящие тепло, в плане эксплуатации они наиболее выгодные.

Плюсы:

• хорошо передают тепло;
• устойчивы к коррозии;
• долговечны, служат не менее 30 лет;
• не привередливы к качеству воды.

Минусы:

• тяжёлые, сложны в установке;
• плохой дизайн.

Стальные

Теплообменники из стали бывают панельными и трубчатыми. 

Панельные модели изготавливаются из металла толщиной 1,5 мм, поэтому обладают небольшой тепловой ёмкостью. Это качество позволяет быстро производить регулировку температуры. Они эффективны в работе, их КПД достигает 75%. К плюсам так же относится не высокая стоимость и простая эксплуатация. Недостаток — плохая устойчивость к коррозии.

Трубчатые разновидности имеют все плюсы панельного типа, но в отличие от них, обладают большим уровнем давления 9 — 16 бар, у первых 7 — 9. А тепломощность (120 — 1600 Вт), и нагрев воды (120), у обеих моделей равный.

По размеру (длине), ассортимент стальных радиаторов большой, это позволяет подобрать их для любой площади.

Алюминиевые

Теплообменники из алюминия рекомендованы для частных строений с автономным теплоснабжением. Для использования в централизованном отоплении эта модель не предназначена, так как подвержена воздействию не качественного теплоносителя. На российском рынке представлена компанией «Рифара».

Алюминиевые батареи бывают литыми и экструзионными:

• литые — имеют несколько отсеков, они прочные, с более толстыми стенками и широкими каналами для воды;
• экструзионные — по технологии производства, прибор выдавливается из алюминиевого сплава механическим путём, получается цельное изделие, при этом, число отсеков увеличить нельзя.

Все батареи из алюминия обладают высокой тепловой отдачей, они лёгкие и простые в монтаже. Внешне смотрятся презентабельно. По показателям давления и температурного уровня, их можно приравнять к стальным изделиям.

Слабые места у таких устройств — стыки отсеков с трубными соединениями, с истечением срока возможны протечки. Кроме того, они не являются ударопрочными. Срок службы всего 3 — 5 лет.

Биметаллические

Биметаллический теплообменник — трубчатый стальной сердечник и алюминиевый корпус. Он прочный и надёжный, способный выдерживать высокое давление. Несмотря на низкую инертность, имеет повышенную теплоотдачу, при небольшом расходе воды. Внешне выглядит  презентабельно, и в уходе не сложен.

Основной минус — высокая цена.

Медные

Медь, для изготовления теплообменников используется давно, но широкое применение такие модели получили недавно. Так как, для обогревательных систем требуется рафинированный вид меди, а по новым технологиям его производство стало недорогим.

При одинаковых технических показателях с другими моделями, они весят меньше, а теплоотдача выше. Данное свойство существенно снижает затраты на электричество.

Медь имеет повышенную механическую прочность, поэтому трубы можно использовать в сочетании с водой нагретой до 150 градусов, при давлении 16 атмосфер.

Какой радиатор выбрать

Прежде чем приобретать элементы отопительного устройства, нужно знать из чего состоит вся система. В стандартную систему отопления входит:

• котёл — это может быть электрокотёл, или работающий на газе или твёрдом топливе;
• батарея;
• трубы;
• электрический насос, если он предусмотрен по проекту;
• расширительный бочок.

На расчёт батарей для отопления любой площади, и их подбор влияет:

1. Рабочее давление — его максимум;
2. Мощность;
3. Конструкция устройства.

Кроме того, потребуется проведение расчёта количества секций радиатора отопления на 1 м2, с учётом числа обогреваемых помещений. Это возможно сделать с применением формулы или прибегнув к помощи калькулятора.

Способы расчёта секций радиатора по площади помещения без калькулятора

Теплотехнические расчёты по объёму помещения в строительной отрасли — считаются наиболее сложными. Для расчёта количества секций радиатора: биметаллических, алюминиевых или чугунных — не важно, можно прибегнуть к помощи онлайн-калькулятора, или сделать вычисления с применением формулы:

1. По площади помещения;
2. По теплопотерям.

Первый способ проведения расчётов количества секций отопительного прибора, без использования калькулятора, по формуле, выглядит так:

k = P1/P2, где:

• P1 — необходимый уровень мощности в Вт;
• P2 — теплоотдача одного отсека в Вт.

Чтобы рассчитать показатель суммарной мощности, для обогрева всей квартиры, необходимо перемножить норму 1 м3 с площадью здания. Но в нормативной документации нет таких норм, и используются приблизительные значения для расчётов. Если дом из кирпича — 0,037 квт на 1 м3, панельный — 0,041 квт/м3, для деревянных используется меньшее значение.

Кроме того, в зависимости от способа подключения прибора применяются поправки:

1. Для одностороннего:
2. нагрев и возврат снизу — 1,28;
3. подача сверху, а возврат снизу — 1,03.
4. Для двухстороннего:
5. нагрев и возврат снизу с обеих сторон — 1,13;
6. подача и обратка снизу с одной стороны — 1,28.
7. Для диагонального:
8. нагрев и возврат снизу — 1,00;
9. подача сверху, а возврат снизу — 1,25.

Второй способ расчёта без помощи калькулятора, по формуле с учётом теплопотерь.

k = Q / P2, где:

• Q — теплопотери в Вт;
• P2 — тепловая отдача одного отсека в Вт.

Мощность одной секции отражена в таблице:

Произвести расчёт числа отсеков батареи, для отопления частного дома, можно следующим образом.

N = S/t*100*w*h*r, где:

• N — число отсеков;
• S — размер здания;
• t — теплоэнергия, которая нужна для отапливания помещения;
• w — индекс, в нём учитывается площадь и модель окон, обычного вида — 1,1, или пластиковые с двойными стеклами — 1;
• h — высота потолка: до 2,7 м — 1, от 2,7 до 3,5 м — 1,5;
• r — поправочное значение, оно зависит от количества уличных стен: угловая комната — 1, иной тип — 1.

В зависимости от площади, расчёт производительности радиатора отопления  на квадратный метр определяется согласно формуле:

               t = S*100 Вт, где

• 100 Вт — тепло, необходимое для отапливания 1 м2 комнаты.

На эффективность отопительной системы влияет много факторов. Необходимо точно производить  расчёты тепловой мощности и теплоотдачи отопительной системы, используемой для обогрева данной площади помещения.

Если вы не уверены, что сможете сделать вычисления правильно по формуле, то лучше использовать калькулятор, или обратиться за помощью к профессионалам.

Как рассчитать количество батарей для отопления. Расчет радиаторов отопления: варианты и приемы.

При модернизации системы отопления, помимо замены труб, меняют и радиаторы. И сегодня они из разных материалов, разных форм и размеров. Не менее важно то, что они имеют разное тепловыделение: количество тепла, которое может передаваться воздуху. И это обязательно учитывается при расчете сечений радиаторов отопления.

В помещении будет тепло, если уходит тепло.Поэтому в расчетах берутся теплопотери помещения (они зависят от климатической зоны, от материала стен, утеплителя, площади окон и т. Д.). Второй параметр — тепловая мощность одной секции. Это количество тепла, которое он может произвести при максимальных параметрах системы (90 ° C на входе и 70 ° C на выходе). Эту характеристику необходимо указать в паспорте, она часто присутствует на упаковке.

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

Один важный момент: делая расчеты самостоятельно, имейте в виду, что большинство производителей указывают максимальный показатель, который они получили при идеальных условиях.Поэтому производите любое округление в большую сторону. В случае низкотемпературного нагрева (температура на входе ниже 85 ° C) они ищут тепловую мощность по соответствующим параметрам или пересчитывают (описано ниже).

Расчет площади

Это простейшая методика, позволяющая приблизительно оценить количество секций, необходимых для обогрева помещения. На основании множества расчетов выведены нормы средней мощности обогрева одного квадрата площади. Для учета климатических особенностей региона в СНиП прописаны две нормы:

.

• для регионов средней полосы России от 60 Вт до 100 Вт;
• для участков выше 60 ° мощность нагрева на квадратный метр составляет 150-200 Вт.

Почему в норме дан такой большой разброс? Чтобы можно было учесть материалы стен и степень утепления. Для бетонных домов берутся максимальные значения; для домов из кирпича можно использовать средние значения. Для утепленных домов — минимум. Еще одна важная деталь: эти нормы рассчитаны на среднюю высоту потолка — не выше 2,7 метра.

Зная площадь помещения, умножьте его норму расхода тепла, наиболее подходящую для ваших условий.Получите полную потерю тепла в помещении. В технических характеристиках выбранной модели радиатора найдите тепловую мощность одной секции. Разделите общие тепловые потери на мощность, получите их количество. Это несложно, но для наглядности приведем пример.

Пример расчета количества секций радиаторов по площади помещения

Угловая комната 16 м 2, в среднем переулке, в кирпичном доме. Установите батареи тепловой мощностью 140 Вт.

Для кирпичного дома потери тепла принимаем за середину диапазона.Так как комната угловая, лучше брать большее значение. Пусть будет 95 ватт. Тогда получается, что для обогрева помещения требуется 16 м 2 * 95 Вт = 1520 Вт.

Теперь рассмотрим количество: 1520 Вт / 140 Вт = 10,86 шт. Круглая, получается 11 шт. Нужно будет установить так много секций радиатора.

Расчет батарей отопления на площадь прост, но далек от идеала: не учитывается полностью высота потолков. Для нестандартных высот используется другой прием: по объему.

Подсчет аккумуляторов по объему

В СНиП есть нормы на обогрев одного кубометра помещения. Даны для разных типов построек:

• на 1 м 3 кирпича требуется 34 Вт тепла;
• для панели — 41 Вт

Данный расчет секций радиатора аналогичен предыдущему, только теперь нам нужна не площадь, а другие по объему и нормам. Умножаем объем на норму, полученный показатель делим на мощность одной секции радиатора (алюминиевого, биметаллического или чугунного).

Формула для расчета количества секций по объему

Пример расчета объема

Например, рассчитываем, сколько секций нужно в комнате площадью 16 м 2 и высотой потолка 3 метра. Здание кирпичное. Берем радиаторы такой же мощности: 140 Вт:

• Найдите объем. 16 м 2 * 3 м = 48 м 3
• Считаем необходимое количество тепла (норма для кирпичных домов 34 Вт).48 м 3 * 34 Вт = 1632 Вт.
• Определяем сколько секций нужно. 1632 Вт / 140 Вт = 11,66 шт. Круглый, получаем 12 шт.

Теперь вы знаете два способа рассчитать количество радиаторов на комнату.

Отвод тепла в одной секции

Сегодня ассортимент радиаторов большой. При внешнем сходстве большинства тепловые характеристики могут существенно различаться. Они зависят от материала, из которого они изготовлены, от размеров, толщины стенок, внутреннего сечения и от того, насколько хорошо продумана конструкция.

Таким образом, точно сказать, сколько кВт приходится на 1 секцию алюминиевого (чугунного биметаллического) радиатора, можно сказать только по каждой модели. Эти данные указывает производитель. Ведь разница в размерах существенная: одни из них высокие и узкие, а другие низкие и глубокие. Силовые секции одинаковой высоты от одного производителя, но разных моделей могут отличаться на 15-25 Вт (см. Таблицу ниже STYLE 500 и STYLE PLUS 500). Еще более заметные отличия могут быть у разных производителей.

Тем не менее, для предварительной оценки того, сколько секций батарей нужно для обогрева помещения, были выведены средние значения тепловой мощности для каждого типа радиаторов. Их можно использовать для приблизительных расчетов (приведены данные для аккумуляторов с межосевым расстоянием 50 см):

• Биметалл — одна секция излучает 185 Вт (0,185 кВт).
• Алюминий — 190 Вт (0,19 кВт).
• Чугун — 120 Вт (0,120 кВт).

Точнее, сколько кВт в одной секции биметаллического, алюминиевого или чугунного радиатора можно у вас, когда вы выбираете модель и определяете размеры.В чугунных батареях может быть большая разница. Они бывают с тонкими или толстыми стенками, из-за чего их тепловая мощность значительно меняется. Выше средние значения для батарей знакомой формы (гармошки) и близких к ней. Радиаторы в стиле ретро имеют значительно меньшую тепловую мощность.

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

На основании этих значений и средних норм в СНиП получено среднее количество секций радиатора на 1 м 2:

• биметаллические секции плавок 1.8 м 2;
• алюминий — 1,9-2,0 м 2;
• чугун — 1,4-1,5 м 2;

• биметаллический 16 м 2 / 1,8 м 2 = 8,88 шт., Округлый — 9 шт.
• алюминий 16 м 2/2 м 2 = 8 шт.
• чугун 16 м 2 / 1,4 м 2 = 11,4 шт, округлый — 12 шт.

Эти расчеты являются приблизительными. По ним можно приблизительно оценить стоимость покупки отопительных приборов. Вы можете точно рассчитать количество радиаторов на комнату, выбрав модель, а затем пересчитав количество в зависимости от того, какая температура теплоносителя в вашей системе.

Расчет секций радиаторов в зависимости от реальных условий

Еще раз обращаем ваше внимание на то, что тепловая мощность одной секции аккумулятора указана для идеальных условий. Аккумулятор будет выделять столько тепла, если его охлаждающая жидкость имеет температуру + 90 ° C на входе, + 70 ° C на выходе и + 20 ° C в помещении. То есть температурный напор системы (она же «дельта-система») будет 70 ° C. Что делать, если в вашей системе на входе температура выше + 70 ° C? или вам нужна комнатная температура + 23 ° C? Пересчитайте заявленную мощность.

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

Для нашего случая получается: (70 ° C + 60 ° C) / 2 — 23 ° C = 42 ° C. Дельта для таких условий составляет 42 ° C.Далее находим это значение в таблице преобразования (находится ниже) и заявленная мощность умножается на этот коэффициент. Мы узнаем мощность, которую этот раздел может выдать для ваших условий.

Находим в столбцах, окрашенных в синий цвет, линию с дельтой 42 ° C. Это соответствует коэффициенту 0,51. Теперь рассчитаем тепловую мощность 1 секции радиатора для нашего корпуса. Например, заявленная мощность 185 Вт, применив найденный коэффициент, получим: 185 Вт * 0.51 = 94,35 Вт. Почти вдвое меньше. Именно эту мощность нужно подменить при выполнении расчета сечений радиаторов. Только с учетом индивидуальных параметров в комнате будет тепло.

Существует несколько методов расчета количества радиаторов, но суть их одна: узнать максимальные теплопотери помещения, а затем рассчитать количество радиаторов, необходимое для их компенсации.

Существуют разные методы расчета.Самые простые дают приблизительные результаты. Тем не менее, их можно использовать, если помещения стандартные или применяются коэффициенты, позволяющие учесть существующие «нестандартные» условия каждой конкретной комнаты (угловая комната, выход на балкон, окно через стену и т. Д.). Есть более сложный расчет по формулам. Но по сути это одни и те же коэффициенты, только собранные в одну формулу.

Есть еще один способ. Он определяет фактическую потерю. Реальные тепловые потери определяет специальный прибор — тепловизор.И исходя из этих данных, сколько радиаторов нужно для их компенсации. Что еще лучше с этим методом, так это то, что на изображении тепловизора вы можете четко видеть, где тепло уходит наиболее активно. Это может быть дефект в работе или стройматериалах, трещина и т. Д. Так что заодно можно поправить положение.

Расчет радиаторов отопления по площади

Самый простой способ. Рассчитайте количество тепла, необходимое для обогрева, исходя из площади помещения, в котором будут установлены радиаторы.Вы знаете площадь каждого помещения, а потребность в тепле можно определить по СНиПа:

.

• на среднеклиматическую полосу для обогрева 1м2 жилого помещения требуется 60-100Вт;
• для областей с температурой выше 60 ° C требуется 150-200 Вт.

Исходя из этих стандартов, вы можете рассчитать, сколько тепла потребуется вашей комнате. Если квартира / дом находится в средней климатической зоне, для обогрева площади 16м 2 потребуется 1600Вт тепла (16 * 100 = 1600).Так как нормы средние, а погода не балует постоянством, считаем, что 100Вт требуется. Хотя, если вы живете на юге средней климатической зоны и у вас мягкие зимы, рассмотрите вариант 60 Вт.

Запас мощности в отоплении нужен, но не очень большой: с увеличением количества необходимой мощности увеличивается количество радиаторов. И чем больше радиаторов, тем больше охлаждающей жидкости в системе. Если для подключенных к центральному отоплению это не критично, то для тех, кто имеет или планирует индивидуальное отопление, большой объем системы означает большие (дополнительные) затраты на подогрев теплоносителя и большую инерционность системы ( установленная температура поддерживается менее точно).И возникает закономерный вопрос: «Зачем платить больше?»

Рассчитав потребность помещения в тепле, можно узнать, сколько секций нужно. Каждый из отопительных приборов может выделять определенное количество тепла, которое указано в паспорте. Возьмите найденную потребность в тепле и разделите на мощность радиатора. В результате получается необходимое количество секций для компенсации потерь.

Рассчитываем количество радиаторов для одного помещения. Мы определили, что требуется 1600 Вт. Пусть мощность одной секции 170Вт.Получается 1600/170 = 9411 штук. Вы можете округлить в большую или меньшую сторону по своему усмотрению. Меньший можно закруглить, например, на кухне — дополнительных источников тепла достаточно, а больший лучше в комнате с балконом, большим окном или в угловой комнате.

Система простая, но недостатки очевидны: высота потолков может быть разной, не учитывается материал стен, окон, утеплитель и целый ряд факторов.Так что расчет количества секций радиаторов отопления по СНиП приблизительный. Для точного результата нужно внести коррективы.

Как рассчитать секции радиатора по объему помещения

В данном расчете учитывается не только площадь, но и высота потолков, ведь нужно нагреть весь воздух в помещении. Так что такой подход оправдан. И в этом случае техника аналогична. Определяем объем помещения, а потом по нормам узнаем, сколько тепла нужно для его обогрева:

Рассчитываем все для одной комнаты площадью 16м 2 и сравниваем результаты.Пусть высота потолка 2,7м. Объем: 16 * 2,7 = 43,2м 3.

• В панельном доме. Тепло, необходимое для обогрева, составляет 43,2м 3 * 41В = 1771,2Вт. Если взять все те же секции мощностью 170Вт, то получим: 1771Вт / 170Вт = 10,418шт (11шт).
• В кирпичном доме. Тепло необходимо 43,2м 3 * 34Вт = 1468,8Вт. Считаем радиаторы: 1468,8Вт / 170Вт = 8,64шт (9шт).

Как видите, разница довольно большая: 11шт и 9шт. Причем при расчете площади получено среднее значение (если округлить в одну сторону) — 10 шт.

Корректировка результатов

Чтобы получить более точный расчет, нужно учесть как можно больше факторов, уменьшающих или увеличивающих теплопотери. Это из чего сделаны стены и насколько хорошо они утеплены, насколько велики окна и какое на них остекление, сколько стен в комнате выходят на улицу и т. Д. Для этого есть коэффициенты, по которым нужно умножить найденные значения теплопотерь помещения.

Окно

На окна приходится от 15% до 35% теплопотерь.Конкретный показатель зависит от размера окна и от того, насколько хорошо оно утеплено. Следовательно, есть два соответствующих коэффициента:

• отношение площади окна к площади пола:
  • 10% — 0,8
  • 20% — 0,9
  • 30% — 1,0
  • 40% — 1,1
  • 50% — 1,2
• остекление:
  • трехкамерный стеклопакет или аргон в двухкамерном стеклопакете — 0,85
  • Обычный двухкамерный стеклопакет — 1,0
  • стеклопакеты обыкновенные — 1.27.

Стены и кровля

Для учета потерь важны материал стен, степень теплоизоляции, количество стен, выходящих на улицу. Вот шансы на эти факторы.

Степень изоляции:

• Кирпичные стены толщиной в два кирпича считаются нормой — 1,0
• Недостаточно (отсутствует) — 1,27
• хорошо — 0,8

Наружные стены:

• интерьер без потерь, коэффициент 1.0
• один — 1,1
• два — 1,2
• три — 1,3

На количество теплопотерь влияет обогревается или нет, помещение располагается сверху. Если жилое отапливаемое помещение находится сверху (второй этаж дома, другая квартира и т. Д.), Понижающий коэффициент составляет 0,7, если отапливаемый чердак — 0,9. Принято считать, что неотапливаемый чердак не влияет на температуру в и (коэффициент 1,0).

Если расчет производился по площади, а высота потолков нестандартная (принимают высоту 2.7 м в качестве стандарта), затем используйте пропорциональное увеличение / уменьшение с помощью коэффициента. Считается легким. Для этого разделите реальную высоту потолка в комнате на стандартную 2,7 м. Получите желаемое соотношение.

Рассчитаем для примера: пусть высота потолка 3,0 м. Получаем: 3,0м / 2,7м = 1,1. Это означает, что количество секций радиатора, которое рассчитывается по площади для этого помещения, нужно умножить на 1,1.

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

Климатические факторы

Вы можете вносить изменения в зависимости от средней температуры зимой:

• -10 о С и выше — 0,7
• -15 о С — 0,9
• -20 ° С — 1,1
• -25 ° С — 1,3
• -30 ° С — 1,5

Внеся все необходимые настройки, вы получите более точное количество радиаторов, необходимое для обогрева помещения с учетом параметров помещения.Но это далеко не все критерии, влияющие на мощность теплового излучения. Есть и технические тонкости, о которых мы поговорим ниже.

Расчет разных типов радиаторов

Если вы собираетесь устанавливать секционные радиаторы стандартного размера (с осевым расстоянием 50 см по высоте) и уже выбрали материал, модель и желаемый размер, то с расчетом их количества сложностей возникнуть не должно. У большинства авторитетных компаний, поставляющих хорошее отопительное оборудование, есть технические данные на все модификации на сайте, среди которых есть тепловая мощность.Если указывается не мощность, а расход теплоносителя, то преобразовать в мощность несложно: расход теплоносителя 1 л / мин примерно равен мощности 1 кВт (1000 Вт).

Осевое расстояние радиатора определяется высотой между центрами отверстий для подачи / отвода охлаждающей жидкости

Чтобы облегчить жизнь клиентам, многие сайты устанавливают специально разработанную программу-калькулятор. Тогда расчет секций радиаторов отопления сводится к занесению данных о вашем помещении в соответствующие поля.И на выходе — готовый результат: количество секций этой модели в штуках.

Но если просто подумать о возможных вариантах, то стоит учесть, что радиаторы одного размера из разных материалов имеют разную тепловую мощность. Методика расчета количества секций биметаллических радиаторов отопления от расчета из алюминия, стали или чугуна ничем не отличается. Только тепловая мощность одной секции может быть разной.

• алюминий — 190 Вт
• биметаллический — 185Вт
• чугун — 145Вт.

Если вам просто интересно, какой материал выбрать, вы можете использовать эти данные. Для наглядности представляем простейший расчет секций биметаллических радиаторов отопления, в котором учитывается только площадь помещения.

При определении количества биметаллических нагревательных приборов стандартного размера (межосевое расстояние 50 см) предполагается, что одна секция может обогреть 1 штуку.8м 2 площади. Тогда для комнаты 16м 2 нужно: 16м 2 / 1,8м 2 = 8,88шт. Округляем в большую сторону — нам нужно 9 разделов.

Аналогично считаем для чугунных или стальных бараков. Нужны только нормы:

• Радиатор биметаллический — 1,8 м 2
• алюминий — 1,9-2,0 м 2
• чугун — 1,4-1,5 м 2.

Это данные для секций с межосевым расстоянием 50 см. Сегодня в продаже есть модели разной высоты: от 60 см до 20 см и даже ниже. Модели 20см и ниже называются бордюрами.Естественно, их мощность отличается от указанной нормативной, и если вы планируете использовать «нестандартную», вам придется внести коррективы. Либо ищите паспортные данные, либо рассчитывайте сами. Мы исходим из того, что теплоотдача теплового устройства напрямую зависит от его площади. С уменьшением высоты уменьшается площадь устройства, а значит, пропорционально уменьшается мощность. То есть нужно найти соотношение высот выбранного радиатора к эталону, а затем использовать этот коэффициент для корректировки результата.

Для наглядности рассчитаем алюминиевые радиаторы по площади. Помещение то же: 16м2. Считаем количество секций стандартным размером: 16м 2 / 2м 2 = 8шт. Но мы хотим использовать небольшие секции высотой 40 см. Находим соотношение радиаторов выбранного размера к стандартным: 50см / 40см = 1,25. А теперь регулируем количество: 8шт * 1,25 = 10шт.

Корректировка в зависимости от режима системы отопления

Производители в паспортных данных указывают максимальную мощность радиаторов: в высокотемпературном режиме использования — температура теплоносителя в подаче 90 ° С, в обратке — 70 ° С (обозначается 90/70). корпус в комнате должен быть 20 ° С.Но в таком режиме современные системы отопления работают очень редко. Обычно используется режим средней мощности 75/65/20 или даже низкотемпературный с параметрами 55/45/20. Понятно, что расчет нужно откорректировать.

Для учета режима работы системы необходимо определить температурный напор системы. Температурный напор — это разница между температурой воздуха и обогревателей. В этом случае температура отопительных приборов рассматривается как среднее арифметическое между значениями подачи и возврата.

Для наглядности рассчитаем чугунные радиаторы отопления на два режима: высокотемпературный и низкотемпературный, стандартные размеры секций (50см). Помещение то же: 16м2. Одна чугунная секция в высокотемпературном режиме 90/70/20 нагревает 1,5м2. Следовательно нам потребуется 16м 2 / 1,5м 2 = 10,6 шт. Округление — 11 шт. В системе планируется использовать низкотемпературный режим 55/45/20. Теперь находим температурный напор для каждой из систем:

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

То есть при использовании низкотемпературного режима работы потребуется вдвое больше секций для обогрева помещения. Для нашего примера для комнаты площадью 16 м 2 требуется 22 секции чугунных радиаторов. Получается большая батарея. Это, кстати, одна из причин, по которой данный вид отопительных приборов не рекомендуется использовать в сетях с низкими температурами.

С помощью этого расчета вы можете учесть желаемую температуру воздуха. Если вы хотите, чтобы в комнате было не 20 ° C, а, например, 25 ° C, просто рассчитайте тепловой напор для этого случая и найдите нужный коэффициент.Сделаем расчет для тех же чугунных радиаторов: параметры будут 90/70/25. Считаем температурный напор для этого случая (90 + 70) / 2-25 = 55 ° С. Теперь находим соотношение 60 ° С / 55 ° С = 1,1. Для обеспечения температуры 25 ° С нужно 11шт * 1,1 = 12,1шт.

Зависимость мощности радиатора от подключения и расположения

Помимо всех параметров, описанных выше, теплоотдача радиатора различается в зависимости от типа подключения.Оптимальным считается диагональное соединение с потоком сверху, при этом потери тепловой мощности отсутствуют. Наибольшие потери наблюдаются при боковом подключении — 22%. Все остальные средние по эффективности. Примерно процентные потери показаны на рисунке.

Фактическая мощность радиатора также уменьшается при наличии препятствий. Например, если сверху свисает подоконник, теплоотдача падает на 7-8%, если он не полностью перекрывает радиатор, то потери составляют 3-5%.При установке сетчатого экрана, не доходящего до пола, потери примерно такие же, как и при нависании подоконника: 7-8%. Но если экран полностью закрывает весь нагревательный прибор, его теплоотдача снижается на 20-25%.

Определение количества радиаторов для однотрубных систем

Есть еще один очень важный момент: все вышесказанное справедливо для случая, когда на вход каждого из радиаторов поступает охлаждающая жидкость с одинаковой температурой.Считается намного сложнее: там на каждый последующий нагреватель вода течет все более и более холодной. А если вы хотите рассчитать количество радиаторов для однотрубной системы, вам нужно каждый раз пересчитывать температуру, а это сложно и долго. Какой выход? Одна из возможностей — определить мощность радиаторов как для двухтрубной системы, а затем, пропорционально падению тепловой мощности, добавить секции для увеличения теплопередачи батареи в целом.

Проиллюстрируем на примере.На схеме изображена однотрубная система отопления с шестью радиаторами. Количество аккумуляторов определялось для двухтрубной разводки. Теперь вам нужно внести коррективы. Для первого обогревателя все осталось по-прежнему. Второй — с охлаждающей жидкостью с более низкой температурой. Определяем% падения мощности и увеличиваем количество секций на соответствующее значение. На картинке получается так: 15кВт-3кВт = 12кВт. Находим процент: перепад температуры 20%. Соответственно, для компенсации увеличиваем количество радиаторов: если бы нужно было 8 штук, было бы на 20% больше — 9 или 10 штук.Здесь пригодится знание комнаты: если это спальня или детская, округлить вверх, если гостиная или другая подобная комната, округлить вниз. Учитывайте расположение относительно сторон света: на севере круглая к большему, на юге — к меньшему.

Этот способ явно не идеален: ведь получается, что последняя батарея в ветке просто должна быть огромной: судя по схеме на ее ввод подается теплоноситель с удельной теплоемкостью, равной его мощности, а на практике убрать все 100% нереально.Поэтому при определении мощности котла для однотрубных систем обычно берут определенный запас, ставят запорную арматуру и подключают радиаторы через байпас, чтобы можно было регулировать теплопередачу, и тем самым компенсировать падение температуры охлаждающая жидкость. Все это подразумевает одно: количество и / или размеры радиаторов в однотрубной системе необходимо увеличивать, а по мере удаления от начала ответвления ставить все больше и больше секций.

Сводка

Примерный расчет количества секций радиаторов прост и быстр.Но уточнение, зависящее от всех особенностей помещения, размеров, типа подключения и расположения, требует внимания и времени. Но определиться с количеством отопительных приборов для создания комфортной атмосферы зимой можно точно.

Правильный расчет радиаторов отопления — довольно важная задача для каждого домовладельца. При использовании недостаточного количества секций помещение не будет прогреваться в зимние холода, а покупка и эксплуатация слишком больших радиаторов повлечет за собой неоправданно высокие затраты на отопление.Поэтому при замене старой системы отопления или установке новой нужно знать, как рассчитать радиаторы отопления. Для стандартных помещений можно использовать простейшие расчеты, но иногда возникает необходимость учитывать различные нюансы, чтобы получить максимально точный результат.

Расчет по площади

Предварительный расчет можно сделать, ориентируясь на площадь помещения, для которого покупаются радиаторы. Это очень простой расчет, который подходит для помещений с низкими потолками (2.40-2,60 м). Согласно строительным нормам, для отопления потребуется 100 ватт тепловой мощности на квадратный метр площади.

Рассчитываем количество тепла, которое потребуется для всего помещения. Для этого площадь умножаем на 100 Вт, т.е. на комнату 20 кв. м. расчетная тепловая мощность составит 2000 Вт (20 кв.м X 100 Вт) или 2 кВт.

Правильный расчет радиаторов отопления необходим для обеспечения достаточного количества тепла в доме

Этот результат необходимо разделить на теплоотдачу одной секции, указанную производителем.Например, если она равна 170 Вт, то в нашем случае необходимое количество секций радиатора будет:

2000 Вт / 170 Вт = 11,76, т.е. 12, так как результат нужно округлить до ближайшего целого числа. Округление обычно осуществляется в сторону увеличения, однако для помещений, в которых теплопотери ниже средних, например, для кухни, можно округлить в меньшую сторону.

Обязательно учитывайте возможные потери тепла в зависимости от конкретной ситуации. Конечно, комната с балконом или расположенная в углу здания быстрее теряет тепло.В этом случае следует увеличить значение расчетной тепловой мощности для помещения на 20%. Примерно на 15-20% следует увеличить расчеты, если вы планируете прятать радиаторы за экраном или монтировать их в нише.

Расчеты в зависимости от объема помещения

Более точные данные можно получить, рассчитав сечения радиаторов отопления с учетом высоты потолка, т.е.по объему помещения. Принцип здесь примерно такой же, как и в предыдущем случае.Сначала рассчитывается общая потребность в тепле, затем рассчитывается количество секций радиатора.

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

Согласно рекомендациям СНИП, для обогрева каждого кубометра жилой площади в панельном доме требуется 41 Вт тепловой мощности. Умножив площадь комнаты на высоту потолка, получаем общий объем, который умножаем на это нормативное значение.Для квартир с современными стеклопакетами и внешней изоляцией тепла потребуется меньше, всего 34 Вт на кубометр.

Например, рассчитываем необходимое количество тепла для комнаты площадью 20 кв.м. с высотой потолков 3 метра. Объем помещения составит 60 кубометров (20 кв.м. X 3 м.). Расчетная тепловая мощность в этом случае будет равна 2460 Вт (60 куб. М X 41 Вт).

А как посчитать количество радиаторов? Для этого необходимо разделить данные, полученные по теплоотдаче одного участка, указанного производителем.Если взять, как в предыдущем примере, 170 Вт, то для комнаты вам потребуется: 2460 Вт / 170 Вт = 14,47, т.е. 15 секций радиатора.

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

Что делать, если нужен очень точный расчет?

К сожалению, не каждую квартиру можно считать стандартной. Тем более это касается частных жилых домов. Возникает вопрос: как рассчитать количество радиаторов отопления с учетом индивидуальных условий их эксплуатации? Для этого вам нужно будет учесть множество различных факторов.

При расчете количества секций обогрева необходимо учитывать высоту потолка, количество и размер окон, наличие утеплителя стен и т. Д.

Особенность этого метода в том, что при расчете необходимого количества тепла используется ряд факторов, учитывающих характеристики конкретного помещения, которые могут повлиять на его способность накапливать или отдавать тепловую энергию. Формула для расчетов следующая:

ТТ = 100Вт / кв.м. * P * K1 * K2 * K3 * K4 * K5 * K6 * K7 где

CT — количество тепла, необходимое для конкретного помещения;
P — площадь номера, кв.м .;
К1 — коэффициент, учитывающий остекление оконных проемов:

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

К2 — коэффициент теплоизоляции стен:

• низкая степень теплоизоляции — 1,27;
• хорошая теплоизоляция (кладка в два кирпича или слой утеплителя) — 1,0;
• высокая степень теплоизоляции — 0.85.

К3 — соотношение площади окон и пола в комнате:

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

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

• на -35 градусов — 1,5;
• для -25 градусов — 1,3;
• для -20 градусов — 1,1;
• для -15 градусов — 0.9;
• для -10 градусов — 0,7.

К5 — регулирует потребность в тепле с учетом количества внешних стен:

• одностенная — 1,1;
• две стены — 1,2;
• трехстенный — 1,3;
• четыре стены — 1.4.

К6 — с учетом типа помещения, расположенного выше:

• холодный чердак — 1,0;
• отапливаемый чердак — 0,9;
• отапливаемая жилая — 0,8

К7 — коэффициент, учитывающий высоту потолков:

• на 2.5 м — 1,0;
• на 3,0 м — 1,05;
• на 3,5 м — 1,1;
• на 4,0 м — 1,15;
• на 4,5 м — 1,2.

Такой расчет количества радиаторов отопления включает практически все нюансы и основан на достаточно точном определении потребности помещения в тепле.

Осталось результат разделить на величину теплоотдачи одной секции радиатора и округлить результат до целого числа.

Некоторые производители предлагают более простой способ получить ответ.На их сайтах вы можете найти удобный калькулятор, специально предназначенный для этих расчетов. Для использования программы нужно ввести необходимые значения в соответствующие поля, после чего отобразится точный результат. Или вы можете использовать специальное программное обеспечение.

Одним из важнейших вопросов создания комфортных условий проживания в доме или квартире является надежная, правильно рассчитанная и смонтированная, сбалансированная система отопления. Именно поэтому создание такой системы — важнейшая задача при организации строительства собственного дома или при капитальном ремонте в многоквартирном доме.

Несмотря на современное разнообразие систем отопления различных типов, проверенная схема по-прежнему остается лидером по популярности: контуры труб с циркулирующим по ним теплоносителем и теплообменников — радиаторов, установленных в помещениях. Казалось бы, все просто, батареи стоят под окнами и обеспечивают необходимый обогрев … Однако необходимо знать, что теплоотдача от радиаторов отопления должна соответствовать как площади помещения, так и площади. ряд других конкретных критериев.Теплотехнические расчеты по требованиям СНиП — достаточно сложная процедура, выполняемая специалистами. Тем не менее, осуществить это можно самостоятельно, естественно, с приемлемым упрощением. В данной публикации будет рассказано, как самостоятельно рассчитать батареи отопления на площадь отапливаемого помещения с учетом различных нюансов.

Но, для начала, нужно хотя бы вкратце ознакомиться с существующими радиаторами отопления — результаты расчетов во многом будут зависеть от их параметров.

Кратко о существующих типах радиаторов

Современный ассортимент представленных в продаже радиаторов включает в себя следующие типы:

• Радиаторы стальные панельной или трубчатой ​​конструкции.
• Аккумуляторы чугунные.
• Радиаторы алюминиевые нескольких модификаций.
• Биметаллические радиаторы.

Радиаторы стальные

Этот тип радиатора не приобрел особой популярности, несмотря на то, что некоторым моделям придают очень элегантный дизайн.Проблема в том, что недостатки таких теплопередающих устройств значительно превышают их достоинства — невысокая цена ¸ относительно небольшая масса и простота монтажа.

Тонкие стальные стенки таких радиаторов недостаточно теплоемки — быстро нагреваются, но так же быстро остывают. Проблемы могут возникнуть с гидроударами — сварные стыки листов иногда протекают. Кроме того, недорогие модели, не имеющие специального покрытия, подвержены коррозии, а срок службы таких аккумуляторов невелик — обычно производители дают им довольно короткую гарантию на продолжительность эксплуатации.

Стальные радиаторы в подавляющем большинстве случаев представляют собой цельную конструкцию, и они не позволяют изменять теплоотдачу путем изменения количества секций. У них есть паспортная тепловая мощность, которую сразу нужно подбирать, исходя из площади и особенностей помещения, где они планируются к установке. Исключение — у некоторых трубчатых радиаторов есть возможность изменять количество секций, но обычно это делается на заказ, при изготовлении, а не дома.

Радиаторы чугунные

Представители этого типа батарей, наверное, знакомы каждому с раннего детства — именно такие гармошки раньше устанавливались буквально повсюду.

Возможно, такие батареи МС-140-500 не отличались особым изяществом, но прослужили не одному поколению жителей. Каждая секция такого радиатора обеспечивала теплоотдачу 160 Вт. Радиатор сборный, и количество секций в принципе ничем не ограничивалось.

В настоящее время в продаже много современных чугунных радиаторов. Они уже отличаются более элегантным внешним видом, гладкими гладкими внешними поверхностями, облегчающими уборку.Также доступны эксклюзивные варианты, с интересным рельефным рисунком литья чугуна.

При этом такие модели полностью сохраняют основные достоинства чугунных аккумуляторов:

• Высокая теплоемкость чугуна и массивность аккумуляторов способствуют длительной сохранности и высокой теплоотдаче.
• Аккумуляторы чугунные, при правильной сборке и качественной герметизации стыков не боятся ударов воды, перепадов температур.
• Толстые чугунные стенки мало подвержены коррозии и абразивному износу.Может использоваться практически любой теплоноситель, поэтому такие батареи одинаково хороши как для автономных систем, так и для систем центрального отопления.

Если не учитывать внешние данные старых чугунных аккумуляторов, то одним из недостатков является хрупкость металла (недопустимы акцентированные удары), относительная сложность монтажа, связанная скорее с массивностью. К тому же ни в коем случае никакие стеновые перегородки не смогут выдержать вес таких радиаторов.

Алюминиевые радиаторы

Алюминиевые радиаторы, появившись сравнительно недавно, очень быстро завоевали популярность.Они относительно недорогие, имеют современный, довольно элегантный внешний вид и обладают отличным теплоотводом.

Качественные алюминиевые аккумуляторы способны выдерживать давление от 15 и более атмосфер, высокую температуру охлаждающей жидкости около 100 градусов. При этом тепловая отдача от одной секции в некоторых моделях иногда достигает 200 Вт. Но при этом они имеют небольшой вес (вес секции — обычно до 2 кг) и не требуют большого объема охлаждающей жидкости (емкость — не более 500 мл).

Алюминиевые радиаторы продаются как многоярусные батареи, с возможностью изменения количества секций, так и монолитные изделия, рассчитанные на определенную мощность.

Недостатки алюминиевых радиаторов:

• Некоторые типы алюминия очень чувствительны к кислородной коррозии, в этом случае существует высокий риск газообразования. Это предъявляет особые требования к качеству теплоносителя, поэтому такие батареи обычно устанавливают в автономных системах отопления.
• Некоторые алюминиевые радиаторы неразборной конструкции, секции которых изготавливаются по технологии экструзии, при определенных неблагоприятных условиях могут протекать на стыках.При этом провести ремонт просто невозможно, и менять придется всю батарею целиком.

Из всех алюминиевых аккумуляторов самого высокого качества изготавливаются с использованием анодного окисления металла. Эти изделия практически не боятся кислородной коррозии.

Внешне все алюминиевые радиаторы примерно одинаковы, поэтому нужно внимательно читать техническую документацию, делая выбор.

Биметаллические радиаторы отопления

Такие радиаторы по надежности оспаривают первенство с чугуном, а по тепловому КПД — с алюминием.Причина тому — их особый дизайн.

Каждая из секций состоит из двух стальных горизонтальных коллекторов, верхнего и нижнего (поз. 1), соединенных одним и тем же стальным вертикальным каналом (поз. 2). Подключение к одиночному аккумулятору осуществляется качественными резьбовыми соединениями (поз. 3). Высокая теплоотдача обеспечивается внешней алюминиевой оболочкой.

Стальные внутренние трубы изготавливаются из металла, не подверженного коррозии, или имеют защитное полимерное покрытие.Что ж, алюминиевый теплообменник ни в коем случае не контактирует с охлаждающей жидкостью, и коррозия для него совершенно не проблема.

Таким образом, достигается сочетание высокой прочности и износостойкости с отличными тепловыми характеристиками.

Такие батареи не боятся даже очень больших скачков давления, высоких температур. По сути, они универсальны, подходят для любой системы отопления, но при этом демонстрируют лучшие эксплуатационные характеристики в условиях высокого давления центральной системы — для контуров с естественной циркуляцией мало пригодны.

Пожалуй, единственный их недостаток — высокая цена по сравнению с любыми другими радиаторами.

Для удобства восприятия помещена таблица, в которой приведены сравнительные характеристики радиаторов отопления. Легенда в нем:

• ТС — трубчатая стальная;
• Чг — чугун;
• Al — алюминий обыкновенный;
• AA — алюминий анодированный;
• BM — биметаллический.

Видео: рекомендации по выбору радиаторов отопления

Как рассчитать необходимое количество секций радиатора

Понятно, что установленный в помещении радиатор (один или несколько) должен обеспечивать обогрев до комфортной температуры и компенсировать неизбежные теплопотери вне зависимости от погоды на улице.

Базовым значением для расчетов всегда является площадь или объем комнаты. Сами по себе профессиональные расчеты очень сложны и учитывают очень большое количество критериев. Но для бытовых нужд можно использовать упрощенные методы.

Самые простые способы расчета

Принято считать, что 100 Вт на квадратный метр площади достаточно для создания нормальных условий в стандартной гостиной. Таким образом, следует всего лишь посчитать площадь комнаты и умножить ее на 100.

Q =
S × 100

Q — необходимый теплоотвод от радиаторов отопления.

S — площадь отапливаемого помещения.

Если вы планируете установить неразборный радиатор, то это значение станет ориентиром для выбора необходимой модели. В случае установки аккумуляторов, допускающих изменение количества секций, необходимо произвести еще один расчет:

N =
Q /
Qus

N — расчетное количество секций.

Qus — удельная тепловая мощность одной секции. Это значение обязательно указывается в техническом паспорте товара.

Как видите, эти расчеты предельно просты и не требуют специальных знаний математики — достаточно рулетки, чтобы обмерить комнату, и листка бумаги для расчетов. Кроме того, можно воспользоваться таблицей ниже — уже есть расчетные значения для помещений разной площади и удельной мощности нагревательных секций.

Таблица секций

Однако необходимо помнить, что эти значения относятся к стандартной высоте потолка (2,7 м) многоэтажного дома. Если высота помещения разная, то количество аккумуляторных секций лучше рассчитывать исходя из объема помещения. Для этого используется средний показатель — 41 Вт при номинальной мощности на 1 м³ объема в панельном доме или 34 Вт в кирпичном.

Q =
S ×
h × 40 (34)

, где h — высота потолка над уровнем пола.

Дальнейший расчет — не отличается от приведенного выше.

Детальный расчет с учетом особенностей помещения

А теперь перейдем к более серьезным расчетам. Описанная выше упрощенная процедура расчета может преподнести сюрприз владельцам дома или квартиры. Установленные радиаторы не создадут необходимый комфортный микроклимат в жилых помещениях. И причина тому — целый список нюансов, которые метод просто не учитывает.Между тем такие нюансы могут быть очень важны.

Итак, за основу снова берется площадь помещения и все те же 100 Вт на м². Но сама формула уже выглядит немного иначе:

Q =
S × 100 × A × B × C × D × E × F ×
G ×
H ×
я ×
Дж

Буквы от И до J Коэффициенты условно обозначаются с учетом особенностей помещения и установки в нем радиаторов.Рассмотрим их по порядку:

А — количество внешних стен в помещении.

Понятно, что чем выше площадь контакта помещения с улицей, то есть чем больше в помещении внешних стен, тем выше общие теплопотери. Эта зависимость учитывает коэффициент А :

• Одна наружная стенка — А = 1,0
• Две внешние стены — А = 1,2
• Три наружные стены — А = 1.3
• Все четыре стены внешние — А = 1,4

По — ориентация комнаты по сторонам света.

Максимальная потеря тепла всегда в помещениях, не попадающих под прямые солнечные лучи. Это, конечно же, северная сторона дома, и сюда же можно включить и восточную — лучи Солнца приходят сюда только по утрам, когда солнце «еще не на полную мощность».

Южная и западная стороны дома всегда намного сильнее нагреваются солнцем.

Отсюда — значения коэффициентов В
:

• Помещение выходит на север или восток — Б = 1,1
• Южный или западный номер — В = 1, то есть может не учитываться.

C — коэффициент, учитывающий степень утепления стен.

Понятно, что потери тепла из отапливаемого помещения будут зависеть от качества теплоизоляции наружных стен. Значение коэффициента СО
примите равным:

• Средний уровень — стены кладут в два кирпича, либо предусмотрено утепление их поверхности другим материалом — С = 1.0
• Наружные стены не утеплены — С = 1,27
• Высокий уровень теплоизоляции по теплотехническим расчетам — С = 0,85.

D — особенности климатических условий региона.

Естественно, что «под одну гребенку» сравнять все основные показатели необходимой тепловой мощности невозможно — они также зависят от уровня зимних отрицательных температур, характерных для той или иной местности.При этом учитывается коэффициент D. На его выбор берутся средние температуры самой холодной декады января — обычно это значение легко уточнить в местной гидрометеорологической службе.

• — 35 ° С и ниже — D = 1,5
• -25 ÷ — 35 ° С —
  Д = 1,3
• до — 20 ° С —
  Д = 1,1
• не ниже — 15 ° С —
  Д = 0,9
• не ниже — 10 ° С —
  D = 0.7

E — коэффициент высоты потолка помещения.

Как уже упоминалось, 100 Вт / м² — это среднее значение для стандартной высоты потолка. Если он другой, следует ввести поправочный коэффициент. E :

• До 2,7 м —

  E = 10

• 2,8

  —

  3,

  0

  м —

  E = 105

• 3,1

  —

  3,

  5 мес.

  E = 1,

  1

• 3,6

  —

  4,

  0 м —

  Е = 1.15

• Более 4,1 м — E = 1,2

F– коэффициент, учитывающий тип помещения, расположенного выше.

Устройство системы отопления в помещениях с холодным полом — занятие бессмысленное, и хозяева всегда принимают меры в этом вопросе. Но зачастую тип помещения, расположенного наверху, от них зачастую не зависит. А между тем, если сверху будет жилое или утепленное помещение, то общая потребность в тепловой энергии значительно снизится:

• холодный чердак или неотапливаемое помещение — Ф = 1.0
• утепленная мансарда (в т.ч.- и утепленная крыша) — Ф = 0,9
• отапливаемое помещение — Ф = 0,8

G– коэффициент учета типа установленных окон.

Различные оконные конструкции неодинаково подвержены тепловым потерям. При этом учитывается коэффициент G:

• обыкновенные деревянные рамы с двойным остеклением — G = 1,27

Окна

• комплектуются однокамерным стеклопакетом (2 стекла) — G = 1.0
• однокамерный стеклопакет с аргоновым заполнением или стеклопакет (3 стекла) — G = 0,85

H — коэффициент площади остекления помещения.

Суммарная величина теплопотерь зависит также от общей площади окон, установленных в помещении. Эта величина рассчитывается исходя из отношения площади окон к площади комнаты. В зависимости от результата находим коэффициент N :

• Коэффициент меньше 0.1- H = 0, 8

• 0,11 ÷ 0,2 — H = 0, 9

• 0,21 ÷ 0,3 — H = 1 0

• 0,31 ÷ 0,4 — H = 1 1

• 0,41 ÷ 0,5 — H = 1,2

I– коэффициент с учетом схемы подключения радиатора.

Теплопередача зависит от того, как радиаторы подключены к подающему и обратному трубопроводу. Это также следует учитывать при планировании монтажа и определении необходимого количества секций:

• а — подключение диагональное, подача сверху, обратка снизу — I = 1,0
• б — одностороннее соединение, поток сверху, возврат снизу — I = 1.03
• c — подключение двухходовое, а подающая и обратная снизу — I = 1,13
• г — диагональное подключение, подача снизу, обратка сверху — I = 1,25
• d — одностороннее соединение, подача снизу, обратка сверху — I = 1,28
• э — одностороннее нижнее соединение возврата и подачи — I = 1,28

J– коэффициент, учитывающий степень открытости установленных радиаторов.

Многое зависит от того, насколько открыты установленные батареи для свободного теплообмена с воздухом в помещении. Существующие или искусственно созданные преграды могут значительно снизить теплопередачу радиатора. При этом учитывается коэффициент Дж:

а — радиатор расположен открыто на стене или не прикрыт подоконником — Дж = 0,9

б — радиатор сверху прикрыт подоконником или полкой — Дж = 1.0

с — радиатор сверху прикрыт горизонтальным выступом пристенной ниши — Дж = 1,07

д — радиатор сверху прикрыт подоконником, а с лицевых сторон —

детали, покрытые декоративным кожухом — Дж = 1,12

d — радиатор полностью прикрыт декоративным кожухом — J = 1,2

⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰
⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰ ⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰
⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰

Ну вот наконец и все.Теперь вы можете подставить в формулу необходимые значения и соответствующие коэффициенты, и на выходе будет получена необходимая тепловая мощность для надежного обогрева помещения с учетом всех нюансов.

После этого остается либо выбрать неразборный радиатор с желаемой теплоотдачей, либо рассчитанное значение разделить на удельную теплоемкость одной секции аккумулятора выбранной модели.

Наверняка многим такой расчет кажется излишне громоздким, что легко запутаться.Для облегчения расчетов предлагаем воспользоваться специальным калькулятором — в нем уже есть все необходимые значения. Пользователю нужно только ввести запрашиваемые начальные значения или выбрать нужные элементы из списков. Кнопка «рассчитать» сразу приведет к точному результату с округлением в большую сторону.

Помещения со стандартной высотой потолков

Расчет количества секций радиаторов отопления для типового дома производится исходя из площади комнат.Площадь комнаты в типовой постройке рассчитывается путем умножения длины комнаты на ее ширину. Чтобы обогреть 1 квадратный метр, требуется 100 Вт мощности нагревателя, а для расчета общей мощности нужно полученную площадь умножить на 100 Вт. Полученное значение означает общую мощность нагревателя. В документации на радиатор обычно указывается тепловая мощность одной секции. Чтобы определить количество секций, вам нужно разделить общую мощность на это значение и округлить результат в большую сторону.

Пример расчета:

Помещение шириной 3,5 метра и длиной 4 метра с обычной высотой потолков. Мощность одной секции радиатора — 160 Вт. Необходимо найти количество разделов.

1. Определяем площадь комнаты, умножив ее длину на ширину: 3,5 · 4 = 14 м 2.
2. Находим суммарную мощность ТЭНов 14 · 100 = 1400 Вт.
3. Находим количество секций: 1400/160 = 8.75. Округлите до большего значения и получите 9 секций.

Для помещений, расположенных в конце здания, расчетное количество радиаторов необходимо увеличить на 20%.

Помещения с высотой потолка более 3 метров

Расчет количества секций отопительных приборов для помещений с высотой потолка более трех метров проводится от объема помещения. Объем — это площадь, умноженная на высоту потолков. Для обогрева 1 кубометра помещения требуется 40 Вт тепловой мощности отопительного прибора, а его общая мощность рассчитывается умножением объема помещения на 40 Вт.Для определения количества секций это значение необходимо разделить на мощность одной секции по паспорту.

Пример расчета:

Помещение шириной 3,5 метра и длиной 4 метра, с высотой потолков 3,5 метра. Мощность одной секции радиатора — 160 Вт. Необходимо найти количество секций радиаторов.

Также можно воспользоваться таблицей:

Как и в предыдущем случае, для угловой комнаты эту цифру нужно умножить на 1.2. Также необходимо увеличить количество секций, если в помещении имеется один из следующих факторов:

• Находится в панельном или плохо изолированном доме;
• Расположен на первом или последнем этаже;
• Имеет более одного окна;
• Находится рядом с неотапливаемыми комнатами.

В этом случае полученное значение необходимо умножить на коэффициент 1,1 для каждого из коэффициентов.

Пример расчета:

Угловая комната шириной 3.5 метров и длиной 4 метра, при высоте потолков 3,5 м. Находится в панельном доме на первом этаже, имеет два окна. Мощность одной секции радиатора — 160 Вт. Необходимо найти количество секций радиаторов.

1. Находим площадь комнаты, умножив ее длину на ширину: 3,5 · 4 = 14 м 2.
2. Объем помещения находим, умножив площадь на высоту потолков: 14 · 3,5 = 49 м 3.
3. Находим общую мощность радиатора отопления: 49 · 40 = 1960 Вт.
4. Находим количество разделов: 1960/160 = 12,25. Округляем и получаем 13 секций.
5. Умножьте полученную сумму на коэффициенты:

Угловая комната — коэффициент 1,2;

Панельный дом — коэффициент 1,1;

Два окна — коэффициент 1,1;

Цокольный этаж — коэффициент 1,1.

Таким образом, получаем: 13 · 1,2 · 1,1 · 1,1 · 1,1 = 20,76 сечения. Округляем до большего целого числа — 21 секция радиаторов отопления.

При расчетах следует учитывать, что разные типы радиаторов отопления имеют разную теплоемкость. При выборе количества секций радиатора отопления необходимо использовать именно те значения, которые соответствуют.

Для того, чтобы теплоотдача от радиаторов была максимальной, необходимо установить их в соответствии с рекомендациями производителя, соблюдая все расстояния, указанные в паспорте. Это способствует лучшему распределению конвективных потоков и снижает теплопотери.

Горит на солнышке | Сделай математику

Кто не наслаждался солнечным теплом ? Это представляет собой прямую передачу энергии — через излучение — от горячей поверхности солнца к вашей коже. Один квадратный метр может уловить около 1000 Вт, что сопоставимо с мощностью портативного обогревателя. Темная поверхность может улавливать энергию с почти 100% -ной эффективностью, например, превосходя (нагревая?) Штаны эффективности улавливания солнечных фотоэлектрических (ФЭ). Мы уже видели, что солнечные фотоэлектрические системы квалифицируются как сверхизобильный ресурс, требующий панелей, покрывающих только около 0.5% земли для удовлетворения всех наших потребностей в энергии (все еще огромные, предоставлено). Таким образом, прямая тепловая энергия от солнца, собранная более эффективно, чем то, что может сделать фотоэлектрическая энергия, автоматически попадает в изобилие. Давайте рассмотрим некоторые практические вопросы, связанные с солнечным теплом: для отопления дома или для производства электроэнергии.

Нагрев как полезное средство

На уроках физики я часто ловлю себя на том, что повторяю мантру о том, что тепла — это неупорядоченное , бесполезное состояние энергии, которое в общем является конечной точкой процесса потока энергии.Например, энергия, выделяемая быстро вращающемуся колесу перевернутого велосипеда, будет медленно истощаться, поскольку колесо перемешивает воздух, издает звук и испытывает трение в подшипнике. Каждый из этих энергетических путей приводит к выделению тепла, пока не рассеивается 100% вложенной энергии, и в результате в комнате становится немного теплее. Мы никогда не соберем потерянную энергию в полезную форму, если энтропия потребует ее. Все это достаточно верно, но мне очень неловко произносить слова о том, что тепло — кладбище энергетических потоков, и я должен поставить звездочку на это утверждение.

Звездочка означает, что подавляющее большинство нашего общественного потребления энергии использует тепло — более 90% в США! Так что тепло не заслуживает плохой репутации как бесполезный отходный продукт. Скорее всего, тепла управляет нашим миром ! Иногда нам просто нужно тепло напрямую через: природный газ для печей, горячую воду и кухню; мазут для дома; а также газ и уголь для промышленного производства тепла. Это составляет 20% нашего общего спроса на энергию, оставляя около двух третей нашего общего потребления энергии в виде тепла, которое приводит в действие тепловые двигатели для производства электроэнергии, транспорта и оборудования.Короче говоря, вся энергия, которую мы получаем от ископаемого топлива, ядерной энергии и биомассы, происходит от тепла. Вряд ли это бесполезно!

Лучистое тепло

Солнце передает свою энергию на Землю через пустоту космоса посредством излучения. Каждый квадратный метр поверхности при температуре T излучает излучение со скоростью σT ⁴ , где T выражается в Кельвинах (важно!) И σ = 5,67 × 10 ⁻⁸ Вт / м² / К ⁴ . Эту константу легко запомнить с помощью последовательности 5-6-7-8.Если сейчас игнорировать тонкости парниковых газов, поверхность Земли — обычно при температуре 288 К — излучает 390 Вт / м². Солнце же при 5800 К излучает 64 МВт на квадратный метр!

Суммируя площадь сферического Солнца, в 109 раз превышающую радиус Земли, мы находим, что общая мощность излучения Солнца составляет колоссальные 3,9 × 10 ²⁶ Вт. Теперь это лампочка! Лучистая энергия Солнца распространяется во всех направлениях, создавая сферу света. На расстоянии от Земли эта сфера имеет площадь 4 πr ² ≈ 2.8 × 10 ²³ м², где r — среднее расстояние от Земли до Солнца. Разделив эти огромные цифры, мы находим, что интенсивность излучения на Земле составляет 1370 Вт / м² — и я надеюсь, что к настоящему времени это число станет знакомым для читателей Do the Math.

Мы также можем перевернуть соотношение σT ⁴ с ног на голову и сказать, что участок полного солнца (у земли), получающий 1000 Вт / м², соответствует температуре излучения 364 K или вздутию 91 ° C. Это означает, что черная панель на полном солнце могла бы стать такой горячей, если бы для охлаждения панели не было других путей, кроме излучения.Тогда мы бы сказали, что панель находится в радиационном равновесии с Солнцем. Но воздух может уносить тепло за счет конвекции. Самоконвекция горячей плоской пластины будет составлять около 10 Вт / м² на градус разницы между панелью и окружающим воздухом. Требование суммы радиационных и конвективных потерь в сумме с входной мощностью 1000 Вт / м² дает решение с температурой около 55 ° C (328 K; 131 ° F), если температура окружающего воздуха 20 ° C. Это предполагает, что пластина не имеет тепловых путей через (изолированную) заднюю сторону.Если, с другой стороны, это тонкая панель, допускающая конвекцию с обеих сторон, она будет холоднее, хотя явление «повышения температуры» будет подавлять тепловой поток на задней стороне относительно передней, если пластина действительно ровная. Просто для удовольствия, если мы получим дополнительные 5 Вт / м² / K конвективных потерь на спине, равновесная температура упадет до 47 ° C (117 ° F). Все это кажется разумным.

Пассивная солнечная энергия: использование тепла

Самый простой способ заменить энергию ископаемого топлива солнечной энергией — это окно .Один кусок стекла без покрытия будет пропускать 92% видимого света (остальной отраженный), когда свет попадает прямо (до 75% при падении угла наклона 20 °, 60% при падении угла наклона 10 °). Стекло непрозрачно для ультрафиолетового света и среднего и дальнего инфракрасного (ИК) света, но пропускает более 95% неотраженного падающего солнечного спектра.

Учитывая, что окна в домах / зданиях обычно вертикальные, мы можем оценить подвод энергии через окна, учитывая потери передачи, потери на отражение и угловой ракурс.Поскольку Солнце летом находится выше в небе, окно кажется укороченным для прямого солнечного света, а также отражает больше. Таким образом, окно, выходящее на юг, автоматически пропускает больше тепла зимой, чем летом, без каких-либо регулировок. Помещение свеса над окном — в идеале с некоторым вертикальным пространством между окном и свесом — может полностью устранить влияние летнего полудня. На рисунке ниже показана доля падающей прямой солнечной энергии (предположим, 1000 Вт / м²), допускаемой окном.Вертикальные опорные линии показывают высоту Солнца в полдень на широте 40 ° для зимнего и летнего солнцестояния. Полуденное солнце будет находиться где-то между этими значениями в течение всего года. Приспособление к другим широтам заключается в простом смещении пунктирных линий на разницу широты.

Доля падающей прямой энергии (перпендикулярной лучам), проходящей через вертикальное окно. Свес расширяется на половину высоты окна и может быть размещен на 0,2 единицы высоты окна над верхним краем окна.

Таким образом, не будет преувеличением допустить в ваш дом энергию, превышающую 500 Вт / м², под зимним солнцем. Вы можете довольно быстро собрать примерно дюжину обогревателей.

Мрачная зима?

Звучит здорово, но зимы не всегда самые солнечные. Однако все не так плохо, как вы могли опасаться. Каждый фотон видимого света, который проходит через ваше окно, даже если он исходит из тускло-серого облака, выделяет одинаковое количество тепла, независимо от того, насколько извилистым он путь от Солнца.Действительно, кампания по измерениям в моем доме показала, что чердак становится на удивление теплее (на 10 ° C или 18 ° F), чем окружающий воздух даже в день сильных облаков, когда моя солнечная фотоэлектрическая система улавливает только четверть обычного количество света. Таким образом, мы можем использовать базу данных NREL для плоского коллектора (в данном случае окна), ориентированного на юг под углом 90 °, чтобы представить количество энергии, которое могло бы уловить окно. В следующей таблице указано эквивалентное количество солнечных часов в день в течение отопительных месяцев для Сиэтла, Вашингтон (бедный конец), Сент-Джонс.Луи, штат Миссури (средний солнечный город в США), и Сан-Диего (мой дом).

Таблица также включает количество эквивалентных часов полного солнечного света в день, которое могла бы восстанавливать 2-осевая концентрирующая система, что является хорошим показателем для среднего дневного количества часов прямого солнечного света. Окно часто может получать больше энергии, чем присутствует на полном солнце, из-за диффузного усиления, что имеет место в течение шести из семи месяцев для Сиэтла в таблице выше.

Если бы в доме было четыре больших окна, выходящих на юг, каждое 2 м шириной и 3 м высотой, в типичный декабрьский день в Сиэтле было бы внесено 900 Вт / м² (из предыдущего графика, низкое солнце), умноженное на 24 м², или около 22 кВт мощность около 1,3 часа. Это составляет 28 кВтч энергии (что соответствует примерно 1 терм энергии природного газа).

Чтобы обеспечить такое количество тепла, дом должен быть чрезвычайно хорошо изолирован, иметь красивые окна и не иметь сквозняков — с помощью вентилятора с рекуперацией тепла.Но такие подвиги могут быть достигнуты в дизайне пассивного дома даже в климате, который, казалось бы, полностью враждебен понятию пассивного солнечного отопления.

Также часто бывает выгодно иметь в доме накопитель тепла на несколько дней, чтобы усреднить солнечные и пасмурные дни. Темная массивная каменная или кирпичная стена может сделать эту работу — предпочтительно напротив огромных окон, выходящих на юг, чтобы напрямую впитывать солнечную энергию. При удельной теплоемкости 1000 Дж / кг / К и плотности 3000 кг / м³ каменная стенка 0.При толщине 5 м и соответствующей площади окна 24 м² температура повышается примерно на 2 ° C за каждый час солнечного света, падающего на него. Хороший солнечный день, нагнетающий в массу пять часов солнечной энергии, поднимет ее температуру на 10 ° C, так что ленивый воздух, отбирающий тепло при 2 Вт / м² / K, первоначально будет выдавать 2400 Вт энергии после захода солнца (при условии, что задняя часть стены утеплена) и обеспечивает около 2 дней обогрева без дополнительных затрат.

Конечно, продуманная конструкция пассивного солнечного тепла сопряжена с рядом инженерных проблем, и мне следует отойти, пока столб не увязнет (вы говорите, слишком поздно).Возможно, я вернусь к этой теме позже. На данный момент стоит понять, что количество падающей на дом солнечной радиации может быть достаточным для обеспечения отопления даже в неблагоприятном климате. Я должен добавить одно предостережение: пассивного обогрева может быть достаточно в 90% случаев, требуя либо резервного тепла, либо — предпочтительно — гибкости при работе с более холодным домом в остальных 10% случаев.

Горячая вода

Использование солнца для нагрева воды — очень похожая концепция. Мы видели, что плоская черная тарелка на солнце может сильно поджариться.На практике плоские коллекторы могут поглощать около 60% падающей солнечной энергии, передавая ее воде. Пути тепла через излучение через стекло на передней панели, конвекцию воздуха внутри панели и теплопроводность через заднюю часть и монтажную раму — все это способствует потерям. Из-за радиационных потерь излучение от черной панели перехватывается стеклом (тепловое ИК-излучение не передается стеклом), нагревая его. Затем он может излучаться как в небо, так и обратно в поглотитель. Второй кусок стекла (двойное стекло) может сократить потери излучения, возвращая примерно половину того, что в противном случае было бы потеряно, с передней панели.Некоторые модные устройства удаляют воздух, чтобы минимизировать конвективные потери, а задняя часть может быть изолирована, чтобы уменьшить потери. Учитывая все эти тепловые утечки, удержание 60% падающей энергии довольно впечатляет.

Пример конструкции простого плоского коллектора.

Предположим, вашей семье требуется 300 литров горячей воды каждый день, что эквивалентно четырем «продолжительным» 10-минутным душам со здоровым потоком 8 литров в минуту. Это, кстати, на намного больше, чем я считаю, что это действительно необходимо для домашнего хозяйства, даже если это типично.Если вода поступает с температурой 10 ° C и нагревается до 60 ° C, тогда нам необходимо обеспечить 15 000 ккал энергии — в соответствии с определением килокалорий. Принимая во внимание эффективность 60% и допуская некоторые ежедневные потери в хранении, нам необходимо ежедневно обеспечивать 30 000 ккал солнечной энергии, что составляет 35 кВт-ч энергии. Оказывается, наклон панели до 54 ° в Сент-Луисе дает как минимум 3,5 часа солнечного эквивалента (1000 Вт / м²) даже в декабре, так что нам понадобится 10 м² панелей (размер спальни).

Две панели на крыше обеспечивают горячую воду.

Солнечная тепловая энергия

Относительно низкие температуры, достигаемые плоскими панелями на солнце, не способствуют их использованию в виде тепловых двигателей для производства электроэнергии. Но мы можем исправить это простым действием концентрации . Нет, не просто серьезно об этом думать. Подобно тому, как увеличительное стекло можно использовать для сжигания бумаги, любое скопление солнечного потока может повысить температуру. Я лично плавил гроши, кипяченую воду и превращал песок в стекло с помощью большой ручной линзы Френеля.Даже несколько плоских зеркал, направляющих солнечный свет на обычное место, могут создавать очень высокие температуры.

Концентрация выражается в виде отношения, поэтому, если я возьму круговую лупу диаметром 100 мм, которая делает изображение солнца диаметром 1 мм, коэффициент концентрации составит 10 000 (отношение площадей). Используя наше радиационное соотношение, итоговые 10 МВт / м² соответствуют температуре 3600 К! Такая температура расплавит любой металл, если направить концентрированный свет на металлическое пятно размером меньше яркого пятна.Типичные котлы на электростанциях вырабатывают горячую температуру около 1000 К. Для достижения сравнимой температуры за счет солнечной энергии требуется концентрация, превышающая 60.

Одним из недостатков является то, что концентрация подразумевает отслеживание, что усложняет работу. Двумерная концентрация — как увеличительное стекло — требует управления по двум осям, чтобы горячая точка оставалась на маленькой цели. Одномерная концентрация, такая как параболический желоб, требует отслеживания только вдоль одной оси. Коэффициент концентрации одномерного концентратора — это примерно квадратный корень из двумерного разнообразия, но это нормально, если нам нужны только коэффициенты концентрации около 100 или около того.Одномерная концентрация также гораздо более прощает дефекты формы отражателя (может быть изготовлена ​​дешевле).

Еще одним недостатком концентрации является то, что для работы требуется прямой солнечный свет. Вы видите резкую тень на земле? В противном случае концентрация фактически мертва. По сути, концентратор формирует изображение солнца — иногда вытянутое линейное изображение в случае желобных коллекторов. Формирование изображений облаков на коллекторе не вызовет у него особого восторга.Ему нужна настоящая вещь. Сравнение эффективной доходности для конфигураций слежения на разных участках дает некоторое представление о том, какие преимущества имеют некоторые места для использования солнечной энергии. В целом пустынные районы преуспевают.

В таблице выше приведены средние дневные урожаи (кВтч / м² / день или эквивалентные часы при 1000 Вт / м²) для трех типов солнечных батарей в четырех местах, каждая запись дает наихудший месяц / среднегодовых / значения наилучшего месяца.Первый — для плоской пластины, наклоненной к широте участка (подходит для фотоэлектрической системы или горячей воды), за которым следует наклон по 1-оси концентрации вдоль оси север-юг, и, наконец, конфигурация концентрации по 2 осям. Солнечная тепловая энергия имеет наибольший смысл в областях, где будет собираться больше энергии, чем с фотоэлектрическими панелями, но это не строгий критерий, поскольку солнечная энергия имеет некоторые преимущества по сравнению с фотоэлектрической системой, о чем мы немного поговорим. В приведенной выше таблице только в Даггете, Калифорния, в пустыне Мохаве, есть концентрация, превосходящая по общей энергии плоские фотоэлектрические панели.Другие пустынные города на юго-западе США также благоприятны для использования солнечной тепловой энергии. Но это определенно зависит от местоположения.

Солнечные тепловые схемы

Существует множество схем: 1) силовые башни, в которых массив плоских зеркал с индивидуальным управлением наклонен так, чтобы солнечный свет попадал на вершину башни в середине массива; 2) сегментированные чаши спутниковой формы с тепловым двигателем в фокусе; 3) системы параболических желобов с нисходящим по фокусу трубопроводом для горячего масла; 4) и другие топологии, я уверен.

Солнечная «энергетическая башня» за пределами Барстоу, Калифорния.

Если взять в качестве примера простой параболический желоб, около 70% падающей энергии переходит в жидкость с температурой 400 ° C, текущую внутри центральной трубы. Тепло, переносимое маслом, заставляет пар вращать турбины в традиционном смысле для электростанций. КПД части силовой установки находится на уровне обычных 30%. Сами по себе эти два фактора дают эффективность 20%, но другие потери, как правило, снижают ее до 15% или около того. Желоба обычно ориентированы с севера на юг, с ежедневным отслеживанием (например.г., поворот вокруг горячей трубы). Самозатенение становится проблемой, которую можно решить, оставив достаточно места для коллекционеров. Например, если вы хотите отслеживать солнце на высоте до 15 градусов без затенения, используется только четверть площади суши. Ориентация восток-запад также возможна, что менее эффективно круглый год, но более равномерно в течение всего года.

Коллекторы параболические желоба.

Параболические желоба довольно удобны, я думаю, по ряду причин. Во-первых, параболическая форма обеспечивает фокусировку независимо от угла наклона света в направлении вдоль оси: математическое совершенство независимо от угла.Это приводит ко второму серьезному преимуществу — уже обсуждавшемуся — одноосного отслеживания вдоль оси север-юг. Способность переносить тепло вдоль оси с помощью жидкости / трубы уникальна для этой конструкции, что делает ее удобной для распределения тепла там, где вы хотите. Наконец, поскольку блестящий материал нужно сгибать только в одном направлении ( намного легче, чем форма чаши, легче), изготовление отражателей относительно недорогое.

Оценивая реализованный пример, электростанция Nevada Solar One имеет номинальную мощность 64 МВт, вырабатывая 134 миллиона киловатт-часов энергии в год.Разделение этих двух означает около 2100 часов работы на полной мощности в год при рабочем цикле 24% или 5,7 часа в день. База данных NREL для Лас-Вегаса ожидает, что одноосный трекер с севера на юг будет получать в среднем 6,2 часа в сутки от горизонта до горизонта. Так что не так уж и далеко. Строительство завода обошлось в 266 миллионов долларов, что составляет 4,15 доллара за ватт. Очень похоже на установленные солнечные фотоэлементы. Завод занимает около 1,6 км² земли, обеспечивая мощность 40 Вт / м² при номинальной полной мощности. Это 4% от 1000 Вт / м² (в разгар лета), что довольно близко к тому, что мы могли бы предположить для коллектора с КПД 15%, занимающего 25% площади суши.Мне нравится, когда числа имеют смысл!

Складское благо

Одна серьезная особенность солнечного тепла, которая еще не используется в полной мере, как могла бы, — это аккумулирование тепла. Заготавливайте сено, когда светит солнце, и убирайте его на ночь. Все солнечные тепловые установки имеют кратковременную защиту от перебоев в работе просто из-за тепловой массы в системе. Солнечные тепловые электростанции спроектированы с различной степенью хранения, многие просто стремятся в течение нескольких часов лучше следить за кривой пикового спроса в вечернее время.Но по мере того как возобновляемые источники энергии преобладают над ископаемым топливом (как я надеюсь, они это сделают), хранение будет приобретать все большее значение. На мой взгляд, соотношение хранения и сбора довольно просто изменить (т. Е. Больший резервуар с горячей жидкостью), так что в принципе солнечные тепловые электростанции могут обеспечивать несколько дней хранения с небольшими дополнительными сложностями. Мы не можем сказать этого о фотоэлектрических или ветровых. А эффективность хранения для большого контейнера линейно растет с размером резервуара, так как в нем энергия, содержащаяся, масштабируется, как объем, а пути тепловых потерь имеют тенденцию масштабироваться с увеличением площади.

Один из победителей

Мы рассмотрели три категории использования тепла от Солнца: пассивное отопление дома, горячая вода и солнечное тепловое электричество. Практически все, что связано с прямым использованием солнечной энергии — в отличие от гидроэлектроэнергии, ветра, волн и т. Д. В качестве вторичных и третичных производных солнечной энергии — обязательно попадет в изобилующих сторон истории. И так обстоит дело с этими тремя, хотя, возможно, учитывая, что первые два ограничены скудной областью, представленной крышами и / или окнами, а не всей земельной площадью, их следует более справедливо спрятать в «мощном» ящике.

Солнечная тепловая энергия определенно входит в число богатых ресурсов лагеря. Некоторые из других обильных ресурсов, описанных на сегодняшний день (ядерные размножители, геотермальное истощение и многое другое), представляют собой технические препятствия или другие практические препятствия, которые уменьшают мое волнение по ним. Я не буду утверждать, что у солнечного теплового электричества нет проблем (например, отражатели пылятся / истираются песком пустыни). Но он довольно низкотехнологичный, в нем используется более чем вековой опыт работы с тепловыми двигателями, он позволяет хранилищу быть неотъемлемой частью дизайна и в огромном количестве вещей.Тем не менее, мы нашли еще один жизнеспособный способ производства электроэнергии, мало что сделав для непосредственного решения проблемы нехватки жидкого топлива.

Низкая технологичность солнечного тепла делает его особенно надежным в тяжелые времена. Я могу лично представить себе проектирование и строительство дома с пассивной солнечной батареей, плоских тепловых коллекторов для горячей воды и даже параболического желоба для создания пара. Я не могу сказать того же о фотоэлектрической панели, ядерном реакторе или геотермальных скважинах глубиной в несколько километров. Он получает мой голос.

На следующей неделе мы увидим ядерный синтез.Звучит знакомо?

Просмотров: 424

Системы охлаждения электромобилей

В этом руководстве представлен обзор способов охлаждения литий-ионных аккумуляторных батарей и оценка того, какая система охлаждения аккумулятора является наиболее эффективной на рынке.

Обсуждает:

• Важность управления температурным режимом аккумуляторной батареи
• Четыре разные системы охлаждения:
  • Материал фазового перехода (PCM)
  • Ребристое охлаждение
  • Воздушное охлаждение
  • Жидкостное охлаждение (прямое и косвенное)
• Оценка того, какая система охлаждения наиболее эффективна
• Требования к жидким теплоносителям в различных системах

СКАЧАТЬ БЕСПЛАТНО

5 РАЗЛИЧИЙ МЕЖДУ ДВИГАТЕЛЯМИ EV И ДВИГАТЕЛЯМИ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Система управления температурным режимом электромобиля

Важность системы охлаждения

Несмотря на то, что в аккумуляторных батареях для электромобилей были сделаны усовершенствования, которые позволяют им обеспечивать большую мощность и требовать менее частой зарядки, одной из самых больших проблем, которые остаются для безопасности аккумуляторов, является возможность разработать эффективную систему охлаждения.

В электромобилях при разрядке аккумулятора выделяется тепло; чем быстрее вы разряжаете аккумулятор, тем больше тепла он выделяет.

Батареи работают по принципу разности напряжений, и при высоких температурах электроны внутри становятся возбужденными, что уменьшает разницу в напряжении между двумя сторонами батареи. Поскольку аккумуляторы предназначены только для работы между определенными крайними температурами, они перестанут работать, если отсутствует система охлаждения, поддерживающая их в рабочем диапазоне.Системы охлаждения должны поддерживать температуру аккумуляторной батареи в диапазоне примерно 20-40 градусов по Цельсию, а также поддерживать минимальную разницу температур внутри аккумуляторной батареи (не более 5 градусов по Цельсию).

Если имеется большая внутренняя разница температур, это может привести к разной скорости заряда и разряда для каждой ячейки и ухудшить характеристики аккумуляторной батареи.

Потенциальные проблемы с термической стабильностью, такие как снижение емкости, тепловой разгон и пожар, могут возникнуть, если аккумулятор перегревается или если в аккумуляторном блоке наблюдается неравномерное распределение температуры.Перед лицом опасных для жизни проблем с безопасностью в отрасли электромобилей постоянно появляются инновации, направленные на улучшение системы охлаждения аккумуляторных батарей.

Системы охлаждения электромобилей

Какая система охлаждения лучше всего работает в электромобилях?

Системы терморегулирования аккумуляторных батарей по-прежнему являются предметом тщательных исследований, и то, что мы знаем о них, будет меняться и развиваться в ближайшие годы, поскольку инженеры продолжают переосмысливать принцип работы наших автомобильных двигателей.

Существует несколько способов охлаждения аккумулятора электромобиля — с помощью материала с фазовым переходом, ребер, воздуха или жидкого хладагента.

1. Материал с фазовым переходом поглощает тепловую энергию, переходя из твердого состояния в жидкое. При изменении фазы материал может поглощать большое количество тепла с небольшим изменением температуры. Системы охлаждения материала с фазовым переходом могут удовлетворить требования к охлаждению аккумуляторной батареи, однако изменение объема, которое происходит во время фазового перехода, ограничивает ее применение.Кроме того, материал с фазовым переходом может только поглощать выделяемое тепло, но не отводить его, а это означает, что он не сможет снизить общую температуру, как и другие системы. Хотя материалы с фазовым переходом не подходят для использования в транспортных средствах, они могут быть полезны для улучшения тепловых характеристик зданий за счет уменьшения колебаний внутренней температуры и снижения пиковых охлаждающих нагрузок.

2. Ребра охлаждения увеличивают площадь поверхности для увеличения скорости теплопередачи. Тепло передается от аккумуляторной батареи к ребру посредством теплопроводности и от ребра к воздуху посредством конвекции.Ребра обладают высокой теплопроводностью и могут обеспечивать охлаждение, но при этом добавляют большой дополнительный вес рюкзаку. Использование ребер нашло большой успех в электронике, и традиционно они использовались в качестве дополнительной системы охлаждения на транспортных средствах с двигателями внутреннего сгорания. Использование ребер для охлаждения аккумулятора электромобиля вышло из употребления, поскольку дополнительный вес ребер перевешивает преимущества охлаждения.

3. Воздушное охлаждение использует принцип конвекции для отвода тепла от аккумуляторной батареи.Когда воздух проходит по поверхности, он уносит тепло, излучаемое упаковкой. Воздушное охлаждение простое и легкое, но не очень эффективное и относительно грубое по сравнению с жидкостным охлаждением. Воздушное охлаждение используется в более ранних версиях электромобилей, таких как Nissan Leaf. Поскольку в настоящее время электромобили все чаще используются, возникли проблемы с безопасностью аккумуляторных батарей с чисто воздушным охлаждением, особенно в жарком климате. Другие производители автомобилей, такие как Tesla, настаивают на том, что жидкостное охлаждение — самый безопасный метод.

4. Жидкие охлаждающие жидкости имеют более высокую теплопроводность и теплоемкость (способность удерживать тепло в форме энергии в своих связях), чем воздух, и поэтому работают очень эффективно и обладают такими преимуществами, как компактная структура и простота размещения. Из этих вариантов жидкие охлаждающие жидкости обеспечивают наилучшую производительность для поддержания аккумуляторной батареи в правильном температурном диапазоне и однородности. Системы жидкостного охлаждения имеют свою долю проблем безопасности, связанных с утечкой и утилизацией, поскольку гликоль может быть опасен для окружающей среды при неправильном обращении.Эти системы в настоящее время используются Tesla, Jaguar и BMW, и это лишь некоторые из них.

Исследовательская группа из Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии (США) и Национального исследовательского центра сетевых технологий активного распределения (Китай) сравнила четыре различных метода охлаждения пакетных литий-ионных ячеек: воздушное, непрямое жидкостное, прямое жидкостное и системы охлаждения ребер. . Результаты показывают, что система воздушного охлаждения требует в 2–3 раза больше энергии, чем другие методы, для поддержания той же средней температуры; система непрямого жидкостного охлаждения имеет самый низкий максимальный рост температуры; и ребристая система охлаждения добавляет около 40% дополнительного веса элемента, что имеет наибольший вес, когда четыре метода охлаждения имеют одинаковый объем.Непрямое жидкостное охлаждение является более практичной формой, чем прямое жидкостное охлаждение, хотя оно имеет несколько меньшую охлаждающую способность. ( Сравнение различных методов охлаждения литий-ионных аккумуляторных элементов )

Определяющими характеристиками системы охлаждения аккумуляторной батареи электромобиля являются температурный диапазон и однородность, энергоэффективность, размер, вес и простота использования (т. Е. Реализации, обслуживания).

Каждая из этих предлагаемых систем может быть спроектирована для достижения правильного температурного диапазона и однородности.Энергоэффективности добиться труднее, поскольку охлаждающий эффект должен быть больше, чем тепло, выделяемое при питании системы охлаждения. Кроме того, система со слишком большим дополнительным весом будет истощать энергию автомобиля, поскольку она выводит мощность.

Материал с фазовым переходом, вентиляторное охлаждение и воздушное охлаждение не соответствуют требованиям к энергоэффективности, размеру и весу, хотя они могут быть так же просты в реализации и обслуживании, как и жидкостное охлаждение. Жидкостное охлаждение — единственный оставшийся вариант, который не потребляет слишком много паразитной энергии, обеспечивает требования к охлаждению и компактно и легко помещается в аккумуляторную батарею.В литий-ионных батареях Tesla, BMW i-3 и i-8, Chevy Volt, Ford Focus, Jaguar i-Pace и LG Chem в той или иной форме используется система жидкостного охлаждения. Поскольку электромобили все еще являются относительно новой технологией, возникали проблемы с поддержанием диапазона температур и однородности при экстремальных температурах даже при использовании системы жидкостного охлаждения. Вероятно, это связано с производственными проблемами, и по мере того, как компании приобретают опыт разработки этих систем, необходимо решать проблемы управления температурным режимом.

В системах жидкостного охлаждения существует еще одно разделение на прямое и косвенное охлаждение — независимо от того, погружены ли ячейки в жидкость или если жидкость перекачивается по трубам.

1. В системах прямого охлаждения элементы аккумуляторной батареи находятся в непосредственном контакте с охлаждающей жидкостью. Эти схемы терморегулирования в настоящее время находятся на стадии исследований и разработок, и на рынке нет автомобилей, использующих эту систему. Прямого охлаждения добиться труднее из-за того, что требуется новый тип охлаждающей жидкости. Поскольку аккумулятор находится в контакте с жидкостью, охлаждающая жидкость должна иметь низкую проводимость или ее отсутствие.

2. Системы косвенного охлаждения похожи на системы охлаждения ДВС, в которых жидкий хладагент циркулирует по металлическим трубам.Однако конструкция системы охлаждения электромобилей будет выглядеть иначе. Структура системы охлаждения, которая обеспечивает максимальную однородность температуры, зависит от формы аккумуляторной батареи и будет выглядеть по-разному для каждого производителя автомобиля.

Требования к жидким хладагентам

Обеспечение безопасности и эффективности охлаждающих жидкостей

Учитывая, что жидкостное охлаждение является наиболее эффективным и практичным методом охлаждения аккумуляторных блоков и в настоящее время наиболее широко используемым, необходимо уделить внимание типу охлаждающей жидкости, используемой в этих системах.

Непрямое жидкостное охлаждение

Системы непрямого жидкостного охлаждения для электромобилей и обычные системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания (ДВС) очень похожи: в обеих системах охлаждающая жидкость циркулирует по ряду металлических труб для отвода тепла от аккумуляторной батареи или двигателя. Следовательно, требования к охлаждающей жидкости для систем непрямого жидкостного охлаждения будут очень похожи на традиционные охлаждающие жидкости ДВС.

99% охлаждающей жидкости — это товар, такой как гликоль или полигликоль, но 1% -ный пакет присадок — это то, что отличает хорошую защиту двигателя от отличной защиты и производительности.При циркуляции жидкого хладагента по металлическим трубам важно защитить его от коррозии для обеспечения безопасности и производительности автомобиля.

Металл очень нестабилен, поэтому он, естественно, хочет реагировать с другими элементами, теряя электроны, чтобы перейти в более стабильное состояние. Коррозия возникает из-за того, что примеси в охлаждающей жидкости имеют на себе положительный заряд, поэтому они взаимодействуют с металлическими трубами и снимают часть поверхности. Пакеты присадок можно смешивать с антифризом для образования охлаждающей жидкости, защищающей от ржавчины, накипи и коррозии.Пакеты присадок, используемые в транспортных средствах с ДВС, содержат ингибиторы коррозии для защиты многих типов металлов, содержащихся в системах охлаждения, таких как трубы, прокладки, соединения, радиатор и т. Д. Американское общество испытаний и материалов поддерживает стандарты, которым должны соответствовать охлаждающие жидкости для защиты от коррозия различных типов металлов. То, что в настоящее время известно о предотвращении коррозии в системах охлаждения двигателей внутреннего сгорания, можно легко применить к системе непрямого жидкостного охлаждения в электромобилях.

Прямое жидкостное охлаждение

Существуют различные требования к охлаждающей жидкости для систем прямого жидкостного охлаждения. В системах, где аккумулятор будет напрямую подвергаться воздействию охлаждающей жидкости, например, в транспортных средствах на топливных элементах или в системах прямого жидкостного охлаждения, охлаждающая жидкость должна быть жидкостью с низкой проводимостью или без нее. Это будет сильно отличаться от обычных охлаждающих жидкостей ДВС, которые имеют высокую проводимость. Причина, по которой требуется низкая проводимость / отсутствие проводимости, связана с безопасностью: электроны проходят через батарею, и если они подвергаются воздействию жидкости с высокой проводимостью, это приведет к отказу и взрыву.Некоторыми примерами способов поддержания низкой проводимости хладагента являются использование деионизированной воды в качестве среды для текучей среды или наличие текучей среды на несолевой основе. Эти охлаждающие жидкости с низкой и непроводимостью находятся на ранних стадиях исследований и разработок.

Охлаждение аккумуляторных батарей будущего для электромобилей

Исследования и разработки в области охлаждения

Поскольку электромобили стали широко использоваться, существует большой спрос на более длительный срок службы батарей и более высокую выходную мощность.Чтобы достичь этого, системы терморегулирования аккумуляторной батареи должны иметь возможность отводить тепло от аккумуляторной батареи, поскольку они заряжаются и разряжаются с большей скоростью. Тепло, выделяемое при использовании аккумулятора, может представлять угрозу безопасности пассажиров. Из-за высоких нагрузок и температур, создаваемых аккумуляторными батареями, еще более важным является наличие правильного пакета охлаждающей жидкости и присадок. Хотя такие компании, как Tesla, BMW и LG Chem, могут использовать традиционный жидкий хладагент для своих систем непрямого охлаждения, для повышения безопасности электромобилей необходимо будет продолжать исследования и разработки в области аккумуляторных блоков и охлаждающих жидкостей.

ГОТОВЫ РАЗРАБОТАТЬ ЖИДКИЙ ОХЛАЖДАЮЩИЙ ЖИДКОСТЬ?

Если вы заинтересованы в разработке жидкой охлаждающей жидкости, обратитесь к ведущему поставщику антикоррозионных присадок, например Dober.

(PDF) Система управления тепловым режимом аккумуляторной батареи на основе индукционного нагревателя для электромобилей †

Energies 2020,13, 5711 19 из 21

8.

Zhao, R .; Zhang, S .; Liu, J .; Гу, Дж. Обзор методов улучшения тепловых характеристик литий-ионной батареи:

Система модификации электродов и терморегулирования.J. Источники энергии 2015, 299, 557–577. [CrossRef]

9.

Bandhauer, T.M .; Garimella, S .; Фуллер, Т.Ф. Критический обзор тепловых проблем в литий-ионных батареях.

J. Electrochem. Soc. 2011, 158, R1. [CrossRef]

10.

Wang, Q .; Jiang, B .; Xue, Q .; Sun, H .; Li, B .; Zou, H .; Ян Ю.В. Экспериментальные исследования по охлаждению аккумуляторов электромобилей

и обогреву тепловыми трубками. Прил. Therm. Англ. 2015, 88, 54–60. [CrossRef]

11.

Песаран, А.; Кейзер, М .; Kim, G .; Santhanagopalan, S .; Смит, К. Инструменты для проектирования управления температурой

аккумуляторных батарей в электромобилях (презентация); Технический отчет; Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии. (NREL):

Голден, Колорадо, США, 2013.

12.

Пила, L.H .; Yew, M.C .; Yew, M.K .; Чонг, В.Т. Численный анализ охлаждающей пластины из алюминиевой пены для литий-ионных батарей

. Энергетические процедуры 2017,105, 4751–4756. [CrossRef]

13.

Чжан, С.; Сюй, К .; Джоу Т. Низкотемпературные характеристики литий-ионных аккумуляторов. J. Источники энергии

2003

,

115, 137–140. [CrossRef]

14.

Lei, Z .; Zhang, Y .; Лей, X. Повышение однородности температуры литий-ионного аккумулятора методом периодического нагрева

в холодном климате. Int. J. Heat Mass Transf. 2018, 121, 275–281. [CrossRef]

15.

Ladrech, F. Управление температурным режимом аккумуляторной батареи для HEV и EV — Обзор технологии. В материалах конференции

Automotive Summit, Брюссель, Бельгия, 10 ноября 2010 г.

16.

Песаран, А.А. Тепловые модели аккумуляторных батарей для моделирования гибридных автомобилей. J. Источники энергии

2002

, 110, 377–382.

[CrossRef]

17.

Сато, Н. Анализ теплового поведения литий-ионных аккумуляторов для электрических и гибридных транспортных средств. J. Источники энергии

2001,99, 70–77. [CrossRef]

18.

Liao, Z .; Zhang, S .; Ли, К .; Zhang, G .; Хабетлер, Т. Обзор методов контроля и обнаружения

теплового разгона литий-ионных аккумуляторов.J. Power Sources 2019, 436, 226879. [CrossRef]

19.

Motloch, C.G .; Christophersen, J.P .; Belt, J.R .; Wright, R.B .; Хант, Г.Л .; Sutula, R.A .; Duong, T .; Tartamella, T.J .;

Haskins, H.J .; Миллер, Т. Процедуры тестирования мощных батарей и аналитические методики для HEV;

Серия технических документов SAE; SAE International: Warrendale, PA, USA, 2002. [CrossRef]

20.

Ramadass, P .; Haran, B .; Белый, R .; Попов, Б. Снижение емкости Sony 18 650 ячеек, циклически повторяемых при повышенных температурах

.J. Источники энергии 2002,112, 614–620. [CrossRef]

21.

Burow, D .; Сергеева, К .; Calles, S .; Schorb, K .; Börger, A .; Roth, C .; Heitjans, P. Неоднородная деградация

графитовых анодов в автомобильных литий-ионных аккумуляторах в условиях низкотемпературного импульсного цикла.

J. Источники энергии 2016, 307, 806–814. [CrossRef]

22.

Jaguemont, J .; Boulon, L .; Дубе, Ю. Характеристика и моделирование литий-ионного аккумулятора гибридного электромобиля

при низких температурах.IEEE Trans. Veh. Technol. 2016,65, 1–14. [CrossRef]

23.

Jaguemont, J .; Boulon, L .; Venet, P .; Dube, Y .; Сари, А. Испытания на старение литий-ионных батарей при низких температурах.

In Proceedings of the 2015 IEEE 24th International Symposium on Industrial Electronics (ISIE), Buzios, Brazil,

3–5 июня 2015 г. [CrossRef]

24.

Friesen, A .; Horsthemke, F .; Mönnighoff, X .; Brunklaus, G .; Krafft, R .; Börner, M .; Risthaus, T .; Зима, М .;

Шаппахер, Ф.M. Влияние езды на велосипеде при низких температурах на безопасное поведение литий-ионных элементов типа 18 650

: комбинированное исследование испытаний на механическое и термическое воздействие, сопровождаемое посмертным анализом.

J. Источники энергии 2016,334, 1–11. [CrossRef]

25.

Smart, M .; Ratnakumar, B .; Whitcanack, L .; Чин, К .; Surampudi, S .; Croft, H .; Tice, D .; Staniewicz, R.

Улучшенные низкотемпературные характеристики литий-ионных элементов с электролитами на основе четвертичных карбонатов.

J. Источники энергии 2003,119–121, 349–358. [CrossRef]

26.

Gao, F .; Тан, З. Кинетическое поведение катодного материала LiFePO4 / C для литий-ионных батарей. Электрохим. Acta

2008,53, 5071–5075. [CrossRef]

27.

Jung, J .; Jeon, Y .; Lee, H .; Ким, Ю. Численное исследование влияния конструкции порта впрыска на производительность обогрева

теплового насоса с впрыском пара на R134a, используемого в электромобилях. Прил. Therm. Англ.

2017

,

127, 800–811.[CrossRef]

28.

Lin, H.P .; Chua, D .; Salomon, M .; Shiao, H .; Хендриксон, М .; Plichta, E .; Слейн, С. Низкотемпературное поведение

литий-ионных элементов. Электрохим. Solid State Lett. 2001,4, А71. [CrossRef]

29.

Нагасубраманян, Г. Электрические характеристики литий-ионных элементов 18650 при низких температурах. J. Appl. Электрохим.

2001,31, 99–104. [CrossRef]

% PDF-1.7
%
1 0 obj
>
эндобдж
11 0 объект
>
эндобдж
2 0 obj
>
/ Шрифт>
>>
/ Поля []
>>
эндобдж
3 0 obj
>
поток
2016-11-02T15: 52: 09 + 01: 002016-10-21T12: 34: 02 + 02: 002016-11-02T15: 52: 09 + 01: 00Adobe Acrobat Pro DC 15.7.20033application / pdfuuid: ff53bf48-f84a-408b-ae8d-f0639c910d8duuid: 689cdcce-5450-41d0-88e5-6a375c1532ca Adobe Acrobat Pro DC 15.7.20033

конечный поток
эндобдж
4 0 объект
>
эндобдж
5 0 obj
>
эндобдж
6 0 obj
>
эндобдж
7 0 объект
>
эндобдж
8 0 объект
>
эндобдж
9 0 объект
>
эндобдж
10 0 obj
>
>>
эндобдж
12 0 объект
>
эндобдж
13 0 объект
>
эндобдж
14 0 объект
>
эндобдж
15 0 объект
>
эндобдж
16 0 объект
>
эндобдж
17 0 объект
>
эндобдж
18 0 объект
>
эндобдж
19 0 объект
>
эндобдж
20 0 объект
>
эндобдж
21 0 объект
>
эндобдж
22 0 объект
>
эндобдж
23 0 объект
>
эндобдж
24 0 объект
>
эндобдж
25 0 объект
>
эндобдж
26 0 объект
>
эндобдж
27 0 объект
>
эндобдж
28 0 объект
>
эндобдж
29 0 объект
>
эндобдж
30 0 объект
>
эндобдж
31 0 объект
>
эндобдж
32 0 объект

>>
эндобдж
33 0 объект
>
эндобдж
34 0 объект

>>
эндобдж
35 0 объект
>
эндобдж
36 0 объект
>
эндобдж
37 0 объект
]
/ Имена [(ENB4903SEC0035) [126 0 R / XYZ null 365 null]
(ENB4903SEC0040) [129 0 R / XYZ null 434 null]
(ENB4903SEC0045) [129 0 R / XYZ null 298 null]
(ENB4903SEC0050) [123 0 R / XYZ null 379 null]
(ENB4903SEC0055) [123 0 R / XYZ null 618 null]
(ENB4903TBL0005) [127 0 R / XYZ null 207 null]
(ENB4903TBL0010) [128 0 R / XYZ null 656 null]
(ENB4903TBL0015) [129 0 R / XYZ null 804 null]
(ENB4903TBL0020) [129 0 R / XYZ null 708 null]
(ENB4903TBL0025) [129 0 R / XYZ null 197 null]
(ENB4903TBL0030) [123 0 R / XYZ null 804 null]
(ENB4903TBLFN0005) [129 0 R / XYZ null 125 null]
(ENB4903TBLFN0010) [129 0 R / XYZ null 116 null]
[130 0 R / FitR 0 794 596 794]
[131 0 R / FitR 0 794 596 794]
[115 0 R / FitR 43 557 489 557]
[118 0 R / FitR 33 557 480 557]
[115 0 R / FitR 43 540 489 540]
[118 0 R / FitR 33 540 480 540]
[131 0 R / FitR 312 593 557 593]
[131 0 R / FitR 312 395 557 395]
[132 0 R / FitR 302 489 547 489]
[130 0 R / FitR 43 553 294 553]
[130 0 R / FitR 43 393 294 393]
[133 0 R / FitR 312 689 563 689]
[130 0 R / FitR 43 370 294 370]
[133 0 R / FitR 312 665 563 665]
[130 0 R / FitR 43 354 294 354]
[133 0 R / FitR 312 649 563 649]
[130 0 R / FitR 43 330 294 330]
[133 0 R / FitR 312 633 563 633]
[130 0 R / FitR 43 306 294 306]
]
>>
эндобдж
38 0 объект
]
/ Имена [[133 0 R / FitR 312 617 563 617]
[130 0 R / FitR 43 282 294 282]
[133 0 R / FitR 312 593 563 593]
[130 0 R / FitR 312 729 563 729]
[133 0 R / FitR 312 569 563 569]
[130 0 R / FitR 312 705 563 705]
[133 0 R / FitR 312 545 563 545]
[130 0 R / FitR 312 689 563 689]
[133 0 R / FitR 312 522 563 522]
[130 0 R / FitR 312 673 563 673]
[133 0 R / FitR 312 506 563 506]
[133 0 R / FitR 43 438 294 438]
[130 0 R / FitR 43 529 294 529]
[130 0 R / FitR 312 649 563 649]
[133 0 R / FitR 312 482 563 482]
[130 0 R / FitR 312 625 563 625]
[133 0 R / FitR 312 450 563 450]
[130 0 R / FitR 312 609 563 609]
[133 0 R / FitR 312 426 563 426]
[130 0 R / FitR 312 601 563 601]
[133 0 R / FitR 312 394 563 394]
[130 0 R / FitR 312 577 563 577]
[133 0 R / FitR 312 370 563 370]
[130 0 R / FitR 312 553 563 553]
[133 0 R / FitR 312 346 563 346]
[130 0 R / FitR 312 529 563 529]
[133 0 R / FitR 312 322 563 322]
[130 0 R / FitR 312 506 563 506]
[133 0 R / FitR 312 306 563 306]
[130 0 R / FitR 312 490 563 490]
[133 0 R / FitR 312 282 563 282]
[130 0 R / FitR 312 474 563 474]
]
>>
эндобдж
39 0 объект
]
/ Имена [[133 0 R / FitR 43 414 294 414]
[130 0 R / FitR 43 505 294 505]
[130 0 R / FitR 312 442 563 442]
[130 0 R / FitR 312 418 563 418]
[130 0 R / FitR 312 394 563 394]
[130 0 R / FitR 312 378 563 378]
[130 0 R / FitR 312 354 563 354]
[130 0 R / FitR 312 330 563 330]
[130 0 R / FitR 312 314 563 314]
[130 0 R / FitR 312 290 563 290]
[130 0 R / FitR 312 282 563 282]
[133 0 R / FitR 43 382 294 382]
[130 0 R / FitR 43 489 294 489]
[133 0 R / FitR 43 358 294 358]
[130 0 R / FitR 43 473 294 473]
[133 0 R / FitR 43 334 294 334]
[130 0 R / FitR 43 457 294 457]
[133 0 R / FitR 43 302 294 302]
[130 0 R / FitR 43 441 294 441]
[133 0 R / FitR 43 286 294 286]
[130 0 R / FitR 43 425 294 425]
[133 0 R / FitR 312 729 563 729]
[130 0 R / FitR 43 409 294 409]
[133 0 R / FitR 312 713 563 713]
[130 0 R / FitR 0 794 596 794]
[133 0 R / FitR 0 794 596 794]
[115 0 R / FitR 43 94 294 94]
[118 0 R / FitR 33 94 284 94]
[131 0 R / FitR 312 263 563 263]
[131 0 R / FitR 312 124 563 124]
[132 0 R / FitR 33 563 284 563]
[132 0 R / FitR 33 463 284 463]
]
>>
эндобдж
40 0 объект
]
/ Имена [[132 0 R / FitR 33 250 284 250]
[132 0 R / FitR 33 154 284 154]
[132 0 R / FitR 302 277 553 277]
[132 0 R / FitR 302 219 553 219]
[134 0 R / FitR 312 622 563 622]
[135 0 R / FitR 33 436 284 436]
[136 0 R / FitR 33 400 284 400]
[135 0 R / FitR 33 334 284 334]
[136 0 R / FitR 33 308 284 308]
[135 0 R / FitR 33 311 284 311]
[136 0 R / FitR 33 247 284 247]
[135 0 R / FitR 33 286 284 286]
[136 0 R / FitR 33 223 284 223]
[135 0 R / FitR 33 184 284 184]
[136 0 R / FitR 33 198 284 198]
[135 0 R / FitR 33 92 284 92]
[136 0 R / FitR 302 635 553 635]
[135 0 R / FitR 302 573 553 573]
[136 0 R / FitR 302 602 553 602]
[135 0 R / FitR 302 429 553 429]
[136 0 R / FitR 302 301 553 301]
[135 0 R / FitR 302 395 553 395]
[136 0 R / FitR 302 265 553 265]
[136 0 R / FitR 302 229 553 229]
[137 0 R / FitR 312 724 563 724]
[134 0 R / FitR 312 599 563 599]
[137 0 R / FitR 312 519 563 519]
[134 0 R / FitR 312 527 563 527]
[137 0 R / FitR 312 385 563 385]
[134 0 R / FitR 312 357 563 357]
[137 0 R / FitR 312 350 563 350]
[134 0 R / FitR 312 234 563 234]
]
>>
эндобдж
41 0 объект
]
/ Имена [[137 0 R / FitR 312 101 563 101]
[134 0 R / FitR 312 198 563 198]
[136 0 R / FitR 33 724 284 724]
[134 0 R / FitR 312 163 563 163]
[136 0 R / FitR 33 695 284 695]
[135 0 R / FitR 33 604 284 604]
[136 0 R / FitR 33 529 284 529]
[135 0 R / FitR 33 581 284 581]
[136 0 R / FitR 33 489 284 489]
[132 0 R / FitR 302 405 553 405]
[138 0 R / FitR 33 188 553 188]
[139 0 R / FitR 33 588 553 588]
[140 0 R / FitR 43 748 563 748]
[141 0 R / FitR 43 256 294 256]
[142 0 R / FitR 33 748 553 748]
[143 0 R / FitR 33 748 553 748]
[144 0 R / FitR 43 748 563 748]
[145 0 R / FitR 43 748 294 748]
[146 0 R / FitR 33 748 284 748]
[145 0 R / FitR 312 748 563 748]
[147 0 R / FitR 43 748 294 748]
[145 0 R / FitR 312 541 563 541]
[147 0 R / FitR 312 254 563 254]
[145 0 R / FitR 312 345 563 345]
[115 0 R / FitR 0 794 596 794]
[118 0 R / FitR 0 794 596 794]
[138 0 R / FitR 0 794 596 794]
[148 0 R / FitR 0 794 596 794]
[134 0 R / FitR 0 794 596 794]
[137 0 R / FitR 0 794 596 794]
[135 0 R / FitR 0 794 596 794]
[136 0 R / FitR 0 794 596 794]
]
>>
эндобдж
42 0 объект
]
/ Имена [[149 0 R / FitR 0 794 596 794]
[131 0 R / FitR 0 794 596 794]
[131 0 R / FitR 0 794 596 794]
[131 0 R / FitR 0 794 596 794]
[132 0 R / FitR 0 794 596 794]
[115 0 R / FitR 43 277 288 277]
[118 0 R / FitR 33 268 278 268]
[138 0 R / FitR 33 489 278 489]
[138 0 R / FitR 33 457 278 457]
[148 0 R / FitR 43 541 288 541]
[138 0 R / FitR 33 301 278 301]
[148 0 R / FitR 312 457 557 457]
[148 0 R / FitR 312 149 557 149]
[139 0 R / FitR 33 104 278 104]
[137 0 R / FitR 43 468 288 468]
[148 0 R / FitR 312 688 557 688]
[138 0 R / FitR 302 228 547 228]
[140 0 R / FitR 43 448 288 448]
[140 0 R / FitR 312 626 557 626]
[140 0 R / FitR 312 385 557 385]
[140 0 R / FitR 312 218 557 218]
[142 0 R / FitR 302 104 547 104]
[134 0 R / FitR 43 402 288 402]
[148 0 R / FitR 43 604 288 604]
[134 0 R / FitR 43 224 288 224]
[134 0 R / FitR 43 203 288 203]
[137 0 R / FitR 43 248 288 248]
[134 0 R / FitR 312 399 557 399]
[137 0 R / FitR 312 571 557 571]
[134 0 R / FitR 312 276 557 276]
[137 0 R / FitR 312 437 557 437]
[135 0 R / FitR 33 667 278 667]
]
>>
эндобдж
43 0 объект
]
/ Имена [[137 0 R / FitR 312 184 557 184]
[135 0 R / FitR 302 604 547 604]
[136 0 R / FitR 302 698 547 698]
[136 0 R / FitR 302 396 547 396]
[137 0 R / FitR 43 269 288 269]
[135 0 R / FitR 302 262 547 262]
[135 0 R / FitR 302 241 547 241]
[141 0 R / FitR 43 677 288 677]
[146 0 R / FitR 302 259 547 259]
[141 0 R / FitR 312 562 557 562]
[143 0 R / FitR 33 432 278 432]
[141 0 R / FitR 312 593 557 593]
[147 0 R / FitR 43 379 288 379]
[143 0 R / FitR 302 264 547 264]
[147 0 R / FitR 312 698 557 698]
[145 0 R / FitR 43 84 288 84]
[149 0 R / FitR 33 301 278 301]
[150 0 R / FitR 33 353 278 353]
[136 0 R / FitR 302 101 547 101]
[149 0 R / FitR 302 677 547 677]
[131 0 R / FitR 312 709 563 709]
[138 0 R / FitR 0 794 596 794]
[134 0 R / FitR 0 794 596 794]
[137 0 R / FitR 0 794 596 794]
[134 0 R / FitR 0 794 596 794]
[136 0 R / FitR 0 794 596 794]
[134 0 R / FitR 0 794 596 794]
[136 0 R / FitR 0 794 596 794]
[135 0 R / FitR 0 794 596 794]
[141 0 R / FitR 0 794 596 794]
[135 0 R / FitR 0 794 596 794]
[141 0 R / FitR 0 794 596 794]
]
>>
эндобдж
44 0 объект
]
/ Имена [[135 0 R / FitR 0 794 596 794]
[146 0 R / FitR 0 794 596 794]
[147 0 R / FitR 0 794 596 794]
[143 0 R / FitR 0 794 596 794]
[147 0 R / FitR 0 794 596 794]
[145 0 R / FitR 0 794 596 794]
[149 0 R / FitR 0 794 596 794]
[150 0 R / FitR 0 794 596 794]
[148 0 R / FitR 0 794 596 794]
[138 0 R / FitR 0 794 596 794]
[148 0 R / FitR 0 794 596 794]
[138 0 R / FitR 0 794 596 794]
[140 0 R / FitR 0 794 596 794]
[137 0 R / FitR 0 794 596 794]
[137 0 R / FitR 0 794 596 794]
[137 0 R / FitR 0 794 596 794]
[138 0 R / FitR 302 731 553 731]
[148 0 R / FitR 43 78 294 78]
[148 0 R / FitR 43 187 294 187]
[140 0 R / FitR 99 157 507 157]
[140 0 R / FitR 99 69 507 69]
[148 0 R / FitR 312 253 563 253]
[142 0 R / FitR 33 326 553 326]
[139 0 R / FitR 33 672 553 672]
[142 0 R / FitR 33 241 553 241]
[137 0 R / FitR 43 78 294 78]
[137 0 R / FitR 43 178 294 178]
[134 0 R / FitR 43 731 563 731]
[150 0 R / FitR 33 118 553 118]
[134 0 R / FitR 43 144 294 144]
[115 0 R / FitR 0 794 596 794]
[118 0 R / FitR 0 794 596 794]
[141 0 R / FitR 0 794 596 794]
[143 0 R / FitR 0 794 596 794]
[148 0 R / FitR 0 794 596 794]

Электроэнергетика и энергия | Физика

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

• Рассчитайте мощность, рассеиваемую резистором, и мощность, подаваемую источником питания.
• Рассчитайте стоимость электроэнергии при различных обстоятельствах.

Мощность в электрических цепях

Мощность ассоциируется у многих с электричеством. Зная, что мощность — это коэффициент использования или преобразования энергии, каково выражение для электроэнергии ? На ум могут прийти линии электропередач. Мы также думаем о лампочках с точки зрения их номинальной мощности в ваттах. Сравним лампочку на 25 Вт с лампой на 60 Вт.(См. Рис. 1 (a).) Поскольку оба работают от одинакового напряжения, лампа мощностью 60 Вт должна потреблять больше тока, чтобы иметь большую номинальную мощность. Таким образом, сопротивление лампы на 60 Вт должно быть ниже, чем у лампы на 25 Вт. Если мы увеличиваем напряжение, мы также увеличиваем мощность. Например, когда лампочка мощностью 25 Вт, рассчитанная на работу от 120 В, подключена к 240 В, она на короткое время очень ярко светится, а затем перегорает. Как именно напряжение, ток и сопротивление связаны с электроэнергией?

Рис. 1. (a) Какая из этих лампочек, лампа мощностью 25 Вт (вверху слева) или лампа мощностью 60 Вт (вверху справа), имеет более высокое сопротивление? Что потребляет больше тока? Что потребляет больше всего энергии? Можно ли по цвету сказать, что нить накаливания мощностью 25 Вт круче? Является ли более яркая лампочка другого цвета и если да, то почему? (кредиты: Дикбаух, Wikimedia Commons; Грег Вестфолл, Flickr) (б) Этот компактный люминесцентный светильник (КЛЛ) излучает такую ​​же интенсивность света, как и лампа мощностью 60 Вт, но при входной мощности от 1/4 до 1/10.(кредит: dbgg1979, Flickr)

Электрическая энергия зависит как от напряжения, так и от перемещаемого заряда. Наиболее просто это выражается как PE = qV , где q — это перемещенный заряд, а V — это напряжение (или, точнее, разность потенциалов, через которую проходит заряд). Мощность — это скорость перемещения энергии, поэтому электрическая мощность равна

.

[латекс] P = \ frac {PE} {t} = \ frac {qV} {t} \\ [/ latex].

Учитывая, что ток равен I = q / t (обратите внимание, что Δ t = t здесь), выражение для мощности принимает вид

P = IV

Электрическая мощность ( P ) — это просто произведение тока на напряжение.Мощность имеет знакомые единицы ватт. Поскольку единицей СИ для потенциальной энергии (PE) является джоуль, мощность выражается в джоулях в секунду или ваттах. Таким образом, 1 A ⋅V = 1 Вт. Например, в автомобилях часто есть одна или несколько дополнительных розеток, с помощью которых можно заряжать сотовый телефон или другие электронные устройства. Эти розетки могут быть рассчитаны на 20 А, так что цепь может выдавать максимальную мощность P = IV = (20 А) (12 В) = 240 Вт. В некоторых приложениях электрическая мощность может выражаться в вольт-амперах или даже киловольт-амперы (1 кА V = 1 кВт).Чтобы увидеть отношение мощности к сопротивлению, мы объединяем закон Ома с P = IV . {2} R \\ [/ latex].

Обратите внимание, что первое уравнение всегда верно, тогда как два других можно использовать только для резисторов. В простой схеме с одним источником напряжения и одним резистором мощность, подаваемая источником напряжения, и мощность, рассеиваемая резистором, идентичны. (В более сложных схемах P может быть мощностью, рассеиваемой одним устройством, а не полной мощностью в цепи.) Из трех различных выражений для электрической мощности можно получить различное понимание. Например, P = В ² / R означает, что чем ниже сопротивление, подключенное к данному источнику напряжения, тем больше подаваемая мощность.Кроме того, поскольку напряжение возведено в квадрат в P = V ² / R , эффект от приложения более высокого напряжения, возможно, больше, чем ожидалось. Таким образом, когда напряжение увеличивается вдвое до лампочки мощностью 25 Вт, ее мощность увеличивается почти в четыре раза и составляет около 100 Вт, что приводит к ее перегоранию. Если бы сопротивление лампы оставалось постоянным, ее мощность была бы ровно 100 Вт, но при более высокой температуре ее сопротивление также будет выше.

Пример 1. Расчет рассеиваемой мощности и тока: горячая и холодная мощность

(a) Рассмотрим примеры, приведенные в Законе Ома: сопротивление и простые цепи и сопротивление и удельное сопротивление.Затем найдите мощность, рассеиваемую автомобильной фарой в этих примерах, как в горячую, так и в холодную погоду. б) Какой ток он потребляет в холодном состоянии?

Стратегия для (а)

Для горячей фары нам известны напряжение и ток, поэтому мы можем использовать P = IV , чтобы найти мощность. Для холодной фары нам известны напряжение и сопротивление, поэтому мы можем использовать P = В ² / R , чтобы найти мощность.

Решение для (a)

Вводя известные значения тока и напряжения для горячей фары, получаем

P = IV = (2.{2}} {0,350 \ text {} \ Omega} = 411 \ text {W} \\ [/ latex].

Обсуждение для (а)

30 Вт, рассеиваемые горячей фарой, являются типичными. Но 411 Вт в холодную погоду на удивление выше. Начальная мощность быстро уменьшается по мере увеличения температуры лампы и увеличения ее сопротивления.

Стратегия и решение для (b)

Ток при холодной лампочке можно найти несколькими способами. Переставляем одно из уравнений мощности, P = I ² R , и вводим известные значения, получая

[латекс] I = \ sqrt {\ frac {P} {R}} = \ sqrt {\ frac {411 \ text {W}} {{0.350} \ text {} \ Omega}} = 34,3 \ text {A} \\ [/ latex].

Обсуждение для (б)

Холодный ток значительно выше, чем установившееся значение 2,50 А, но ток будет быстро снижаться до этого значения по мере увеличения температуры лампы. Большинство предохранителей и автоматических выключателей (используемых для ограничения тока в цепи) рассчитаны на кратковременную выдержку очень высоких токов при включении устройства. В некоторых случаях, например, с электродвигателями, ток остается высоким в течение нескольких секунд, что требует использования специальных плавких предохранителей с замедленным срабатыванием.

Чем больше электроприборов вы используете и чем дольше они остаются включенными, тем выше ваш счет за электроэнергию. Этот знакомый факт основан на соотношении энергии и мощности. Вы платите за использованную энергию. Поскольку P = E / t , мы видим, что

E = Pt

— это энергия, используемая устройством, использующим мощность P для временного интервала t . Например, чем больше горело лампочек, тем больше использовалось P ; чем дольше они работают, тем больше т .Единицей измерения энергии в счетах за электричество является киловатт-час (кВт ⋅ ч), что соответствует соотношению E = Pt . Стоимость эксплуатации электроприборов легко оценить, если у вас есть некоторое представление об их потребляемой мощности в ваттах или киловаттах, времени их работы в часах и стоимости киловатт-часа для вашей электросети. Киловатт-часы, как и все другие специализированные единицы энергии, такие как пищевые калории, можно преобразовать в джоули. Вы можете доказать себе, что 1 кВт ⋅ ч = 3.6 × 10 ⁶ Дж.

Потребляемую электрическую энергию ( E ) можно уменьшить либо за счет сокращения времени использования, либо за счет снижения энергопотребления этого прибора или приспособления. Это не только снизит стоимость, но и снизит воздействие на окружающую среду. Улучшение освещения — один из самых быстрых способов снизить потребление электроэнергии в доме или на работе. Около 20% энергии в доме расходуется на освещение, в то время как в коммерческих учреждениях эта цифра приближается к 40%.Флуоресцентные лампы примерно в четыре раза эффективнее ламп накаливания — это верно как для длинных ламп, так и для компактных люминесцентных ламп (КЛЛ). (См. Рис. 1 (b).) Таким образом, лампу накаливания мощностью 60 Вт можно заменить на КЛЛ мощностью 15 Вт, которая имеет такую ​​же яркость и цвет. КЛЛ имеют изогнутую трубку внутри шара или спиралевидную трубку, все они подключены к стандартному привинчиваемому основанию, которое подходит для стандартных розеток лампы накаливания. (В последние годы были решены оригинальные проблемы с цветом, мерцанием, формой и высокими начальными затратами на КЛЛ.) Теплопередача от этих КЛЛ меньше, и они служат до 10 раз дольше. В следующем примере рассматривается важность инвестиций в такие лампы. Новые белые светодиодные фонари (представляющие собой группу небольших светодиодных лампочек) еще более эффективны (в два раза больше, чем у КЛЛ) и служат в 5 раз дольше, чем КЛЛ. Однако их стоимость по-прежнему высока.

Установление соединений: энергия, мощность и время

Отношение E = Pt может оказаться полезным во многих различных контекстах.Энергия, которую ваше тело использует во время упражнений, зависит, например, от уровня мощности и продолжительности вашей активности. Количество нагрева от источника питания зависит от уровня мощности и времени его применения. Даже доза облучения рентгеновского изображения зависит от мощности и времени воздействия.

Пример 2. Расчет рентабельности компактных люминесцентных ламп (КЛЛ)

Если стоимость электроэнергии в вашем районе составляет 12 центов за кВтч, какова общая стоимость (капитальные плюс эксплуатация) использования лампы накаливания мощностью 60 Вт в течение 1000 часов (срок службы этой лампы), если стоимость лампы составляет 25 центов? (б) Если мы заменим эту лампочку компактной люминесцентной лампой, которая обеспечивает такой же световой поток, но составляет четверть мощности и стоит 1 доллар.50, но длится в 10 раз дольше (10 000 часов), какова будет общая стоимость?

Стратегия

Чтобы найти эксплуатационные расходы, мы сначала находим используемую энергию в киловатт-часах, а затем умножаем ее на стоимость киловатт-часа.

Решение для (a)

Энергия, используемая в киловатт-часах, определяется путем ввода мощности и времени в выражение для энергии:

E = Pt = (60 Вт) (1000 ч) = 60,000 Вт ⋅ ч

В киловатт-часах это

E = 60.0 кВт ⋅ ч.

Сейчас стоимость электроэнергии

стоимость = (60,0 кВт ч) (0,12 долл. США / кВт час) = 7,20 долл. США.

Общая стоимость составит 7,20 доллара за 1000 часов (примерно полгода при 5 часах в день).

Решение для (b)

Поскольку CFL использует только 15 Вт, а не 60 Вт, стоимость электроэнергии составит 7,20 доллара США / 4 = 1,80 доллара США. КЛЛ прослужит в 10 раз дольше, чем лампа накаливания, так что инвестиционные затраты будут составлять 1/10 стоимости лампы за этот период использования или 0.1 (1,50 доллара США) = 0,15 доллара США. Таким образом, общая стоимость 1000 часов составит 1,95 доллара США.

Обсуждение

Следовательно, использование КЛЛ намного дешевле, даже если начальные вложения выше. Повышенная стоимость рабочей силы, которую бизнес должен включать в себя для более частой замены ламп накаливания, здесь не учитывается.

Подключение: Эксперимент на вынос — Инвентаризация использования электроэнергии

1) Составьте список номинальной мощности для ряда приборов в вашем доме или комнате.Объясните, почему что-то вроде тостера имеет более высокий рейтинг, чем цифровые часы. Оцените энергию, потребляемую этими приборами в среднем за день (оценивая время их использования). Некоторые приборы могут указывать только рабочий ток. Если бытовое напряжение 120 В, используйте P = IV . 2) Проверьте общую мощность, используемую в туалетах на этаже или в здании вашей школы. (Возможно, вам придется предположить, что используемые длинные люминесцентные лампы рассчитаны на 32 Вт.) Предположим, что здание было закрыто все выходные, и что эти огни были включены с 6 часов вечера.{2} R \\ [/ латекс].

• Энергия, используемая устройством с мощностью P за время т , составляет E = Pt .

Концептуальные вопросы

1. Почему лампы накаливания тускнеют в конце своей жизни, особенно незадолго до того, как их нити оборвутся?

Мощность, рассеиваемая на резисторе, равна P = V ² / R , что означает, что мощность уменьшается при увеличении сопротивления. Тем не менее, эта мощность также определяется соотношением P = I ² R , что означает, что мощность увеличивается при увеличении сопротивления.Объясните, почему здесь нет противоречия.

Задачи и упражнения

1. Какова мощность разряда молнии 1,00 × 10 ² МВ при токе 2,00 × 10 ⁴ A ?

2. Какая мощность подается на стартер большого грузовика, который потребляет 250 А тока от аккумуляторной батареи 24,0 В?

3. Заряд в 4,00 Кл проходит через солнечные элементы карманного калькулятора за 4,00 часа. Какова выходная мощность, если выходное напряжение вычислителя равно 3.00 В? (См. Рисунок 2.)

Рис. 2. Полоса солнечных элементов прямо над клавишами этого калькулятора преобразует свет в электричество для удовлетворения своих потребностей в энергии. (Источник: Эван-Амос, Wikimedia Commons)

4. Сколько ватт проходит через него фонарик с 6,00 × 10 ² за 0,500 ч использования, если его напряжение составляет 3,00 В?

5. Найдите мощность, рассеиваемую в каждом из этих удлинителей: (a) удлинительный шнур с сопротивлением 0,0600 Ом, через который 5.00 А течет; (б) более дешевый шнур с более тонким проводом и сопротивлением 0,300 Ом.

6. Убедитесь, что единицами измерения вольт-ампер являются ватты, как следует из уравнения P = IV .

7. Покажите, что единицы 1V ² / Ω = 1W, как следует из уравнения P = V ² / R .

8. Покажите, что единицы 1 A ² Ω = 1 Вт, как следует из уравнения P = I ² R .

9. Проверьте эквивалент единиц энергии: 1 кВт ч = 3,60 × 10 ⁶ Дж.

10. Электроны в рентгеновской трубке ускоряются до 1,00 × 10 ² кВ и направляются к цели для получения рентгеновских лучей. Вычислите мощность электронного луча в этой трубке, если она имеет ток 15,0 мА.

11. Электрический водонагреватель потребляет 5,00 кВт за 2,00 часа в сутки. Какова стоимость его эксплуатации в течение одного года, если электроэнергия стоит 12,0 центов / кВт · ч? См. Рисунок 3.

Рисунок 3. Водонагреватель электрический по запросу. Тепло в воду подается только при необходимости. (кредит: aviddavid, Flickr)

12. Сколько электроэнергии необходимо для тостера с тостером мощностью 1200 Вт (время приготовления = 1 минута)? Сколько это стоит при 9,0 цента / кВт · ч?

13. Какова будет максимальная стоимость КЛЛ, если общая стоимость (капиталовложения плюс эксплуатация) будет одинаковой как для КЛЛ, так и для ламп накаливания мощностью 60 Вт? Предположим, что стоимость лампы накаливания составляет 25 центов, а электричество стоит 10 центов / кВтч.Рассчитайте стоимость 1000 часов, как в примере с КЛЛ по рентабельности.

14. Некоторые модели старых автомобилей имеют электрическую систему 6,00 В. а) Каково сопротивление горячему свету у фары мощностью 30,0 Вт в такой машине? б) Какой ток протекает через него?

15. Щелочные батареи имеют то преимущество, что они выдают постоянное напряжение почти до конца своего срока службы. Как долго щелочная батарея с номиналом 1,00 А · ч и 1,58 В будет поддерживать горение лампы фонарика мощностью 1,00 Вт?

16.Прижигатель, используемый для остановки кровотечения в хирургии, выдает 2,00 мА при 15,0 кВ. а) Какова его выходная мощность? б) Какое сопротивление пути?

17. В среднем телевизор работает 6 часов в день. Оцените годовые затраты на электроэнергию для работы 100 миллионов телевизоров, предполагая, что их потребляемая мощность составляет в среднем 150 Вт, а стоимость электроэнергии составляет в среднем 12,0 центов / кВт · ч.

18. Старая лампочка потребляет всего 50,0 Вт, а не 60,0 Вт из-за истончения ее нити за счет испарения.Во сколько раз уменьшается его диаметр при условии равномерного утонения по длине? Не обращайте внимания на эффекты, вызванные перепадами температур.

Медная проволока калибра 19. 00 имеет диаметр 9,266 мм. Вычислите потери мощности в километре такого провода, когда он пропускает 1,00 × 10 ² А.

Холодные испарители пропускают ток через воду, испаряя ее при небольшом повышении температуры. Одно такое домашнее устройство рассчитано на 3,50 А и использует 120 В переменного тока с эффективностью 95,0%.а) Какова скорость испарения в граммах в минуту? (b) Сколько воды нужно налить в испаритель за 8 часов работы в ночное время? (См. Рисунок 4.)

Рис. 4. Этот холодный испаритель пропускает ток непосредственно через воду, испаряя ее напрямую с относительно небольшим повышением температуры.

21. Integrated Concepts (a) Какая энергия рассеивается разрядом молнии с током 20 000 А, напряжением 1,00 × 10 ² МВ и длиной 1.00 мс? (б) Какую массу древесного сока можно было бы поднять с 18ºC до точки кипения, а затем испарить за счет этой энергии, если предположить, что сок имеет такие же тепловые характеристики, как вода?

22. Integrated Concepts Какой ток должен вырабатывать подогреватель бутылочек на 12,0 В, чтобы нагреть 75,0 г стекла, 250 г детской смеси и 3,00 × 10 ² алюминия от 20 ° C до 90º за 5,00 мин?

23. Integrated Concepts Сколько времени требуется хирургическому прижигателю, чтобы поднять температуру на 1.00 г ткани от 37º до 100, а затем кипятить 0,500 г воды, если она выдает 2,00 мА при 15,0 кВ? Не обращайте внимания на передачу тепла в окружающую среду.

24. Integrated Concepts Гидроэлектрические генераторы (см. Рисунок 5) на плотине Гувера вырабатывают максимальный ток 8,00 × 10 ³ А при 250 кВ. а) Какая выходная мощность? (b) Вода, питающая генераторы, входит и покидает систему с низкой скоростью (таким образом, ее кинетическая энергия не изменяется), но теряет 160 м в высоте.Сколько кубических метров в секунду необходимо при КПД 85,0%?

Рисунок 5. Гидроэлектрические генераторы на плотине Гувера. (кредит: Джон Салливан)

25. Integrated Concepts (a) Исходя из 95,0% эффективности преобразования электроэнергии двигателем, какой ток должны обеспечивать аккумуляторные батареи на 12,0 В 750-килограммового электромобиля: отдых до 25,0 м / с за 1,00 мин? (b) Подняться на холм высотой 2,00 × 10 ² м за 2,00 мин при постоянной 25.Скорость 0 м / с при приложении силы 5,00 × 10 ² Н для преодоления сопротивления воздуха и трения? (c) Двигаться с постоянной скоростью 25,0 м / с, прилагая силу 5,00 × 10 ² Н для преодоления сопротивления воздуха и трения? См. Рисунок 6.

Рис. 6. Электромобиль REVAi заряжается на одной из улиц Лондона. (кредит: Фрэнк Хебберт)

26. Integrated Concepts Пригородный легкорельсовый поезд потребляет 630 А постоянного тока напряжением 650 В при ускорении.а) Какова его мощность в киловаттах? (b) Сколько времени нужно, чтобы достичь скорости 20,0 м / с, начиная с состояния покоя, если его загруженная масса составляет 5,30 × 10 ⁴ кг, при условии эффективности 95,0% и постоянной мощности? (c) Найдите его среднее ускорение. (г) Обсудите, как ускорение, которое вы обнаружили для легкорельсового поезда, сравнивается с тем, что может быть типичным для автомобиля.

27. Integrated Concepts (a) Линия электропередачи из алюминия имеет сопротивление 0,0580 Ом / км. Какова его масса на километр? б) Какова масса на километр медной линии с таким же сопротивлением? Более низкое сопротивление сократит время нагрева.Обсудите практические ограничения ускорения нагрева за счет снижения сопротивления.

28. Integrated Concepts (a) Погружной нагреватель, работающий на 120 В, может повысить температуру 1,00 × 10 ² -граммовых алюминиевых стаканов, содержащих 350 г воды, с 20 ° C до 95 ° C за 2,00 мин. Найдите его сопротивление, предполагая, что оно постоянно в процессе. (b) Более низкое сопротивление сократит время нагрева. Обсудите практические ограничения ускорения нагрева за счет снижения сопротивления.

29. Integrated Concepts (a) Какова стоимость нагрева гидромассажной ванны, содержащей 1500 кг воды, от 10 ° C до 40 ° C, исходя из эффективности 75,0% с учетом передачи тепла в окружающую среду? Стоимость электроэнергии 9 центов / кВт kWч. (б) Какой ток потреблял электрический нагреватель переменного тока 220 В, если на это потребовалось 4 часа?

30 . Необоснованные результаты (a) Какой ток необходим для передачи 1,00 × 10 ² МВт мощности при 480 В? (b) Какая мощность рассеивается линиями передачи, если они имеют 1.00 — сопротивление Ом? (c) Что неразумного в этом результате? (d) Какие предположения необоснованны или какие посылки несовместимы?

31. Необоснованные результаты (a) Какой ток необходим для передачи 1,00 × 10 ² МВт мощности при 10,0 кВ? (b) Найдите сопротивление 1,00 км провода, которое вызовет потерю мощности 0,0100%. (c) Каков диаметр медного провода длиной 1,00 км, имеющего такое сопротивление? (г) Что необоснованного в этих результатах? (e) Какие предположения необоснованны или какие посылки несовместимы?

32.Создайте свою задачу Рассмотрим электрический погружной нагреватель, который используется для нагрева чашки воды для приготовления чая. Постройте задачу, в которой вы рассчитываете необходимое сопротивление нагревателя, чтобы он увеличивал температуру воды и чашки за разумный промежуток времени. Также рассчитайте стоимость электроэнергии, используемой в вашем технологическом процессе. Среди факторов, которые необходимо учитывать, — используемое напряжение, задействованные массы и теплоемкость, тепловые потери и время, в течение которого происходит нагрев.Ваш инструктор может пожелать, чтобы вы рассмотрели тепловой предохранительный выключатель (возможно, биметаллический), который остановит процесс до того, как в погружном блоке будут достигнуты опасные температуры.

Глоссарий

электрическая мощность:

— скорость, с которой электрическая энергия подается источником или рассеивается устройством; это произведение тока на напряжение

Избранные решения проблем и упражнения

1. 2,00 × 10 ¹² Вт

5.{6} \ text {J} \\ [/ latex]

11. 438 $ / год

13. $ 6.25

15. 1.58 ч

17. 3,94 миллиарда долларов в год

19. 25,5 Вт

21. (а) 2,00 × 10 ⁹ Дж (б) 769 кг

23. 45.0 с

25. (а) 343 A (б) 2,17 × 10 ³ A (в) 1,10 × 10 ³ A

27. (а) 1,23 × 10 ³ кг (б) 2,64 × 10 ³ кг

29. (a) 2,08 × 10 ⁵ A
(b) 4,33 × 10 ⁴ МВт
(c) Линии передачи рассеивают больше мощности, чем они должны передавать.
(d) Напряжение 480 В неоправданно низкое для напряжения передачи. В линиях передачи на большие расстояния поддерживается гораздо более высокое напряжение (часто сотни киловольт), чтобы уменьшить потери мощности.

Сколько киловатт в квадратном метре. 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 видов комплект , и из этого набора нужно выбрать тот вариант, который наилучшим образом 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, когда нагреватель используется в качестве дополнительного источника, мощность определяется в зависимости от требуемого перепада температур, который необходимо компенсировать.Также учитываются размеры, 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 нагреватель , , регулятор мощности, , , который очень удобен 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. В случае, если мощность будет больше, это повлечет за собой потери, и при меньшей мощности желаемая эффективность нагрева не достигается. При выборе нагревателя Кроме power выбирается его тип, с различными функциями и возможностями.

В зависимости от мощности ,
разновидности 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 мощность
чем больше, тем больше разделов по количеству. Представляют собой масляные обогреватели системы в виде батарей, заполненных маслом. Принцип действия основан на нагреве масла, которое, в свою очередь, передает тепло поверхности. Нагреватель , из металлического материала. Некоторые модели таких обогревателей имеют терморегулятор, самостоятельно регулирующий температуру, вентилятор, распределяющий тепло по комнате 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 довольно дорогими в использовании, но получили широкое распространение в наше время из-за простоты использования. Важно помнить о потребности в сумме мощностей было меньше обогревателей 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 нагревателем мощностью 800 Вт необходимо установить 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, самым важным из которых является мощность нагревателя . От мощность обогревателя напрямую зависит от площади помещения, в котором они отапливаются. 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 необходимого вам нагревателя 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 обогревает помещения в 1,5–2 раза больше, чем обогревателей той же мощности. Такой обогреватель в основном подходит для обогрева любой площади.

Перед тем, как выбрать обогреватель типа 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 теплоизоляции 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 нагреватель 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 при этом 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 дома
• оконных проемов;
• климатические особенности местности, где расположен дом;
• расположение оконных рам на компасе;
• что такое устройство «теплый пол».

При соблюдении всех вышеперечисленных правил и расчетов при проведении 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 выход — это и 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, используемой инженерами, — 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 комнат площадью 14 кв.м кв. и высота потолка 3 метра , объем определяется умножением.

14 x 3 = 42 куб.м. .

В средней полосе России, Украине, Беларуси тепловая мощность на кубический метр соответствует 41 Вт . Определяем: 41х 42 = 1722 Вт. Выяснили, что на комнату 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 уже могут существующие виды 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 мощности 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 обогрева 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;
• Сложный монтаж из-за серьезности;
• Длительно нагревается и потребляет больше тепла.

Выбирая аккумулятор купить, учитывайте 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 простого расчета радиаторов на площади

Калькулятор

— 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 для 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 действуют 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 расшифровки:

• 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 подсчете 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, о которых 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. .

При этом 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 вам просто нужно нагреть воздух до комфортной температуры.

Однако этот метод расчета не подходит для неотапливаемых помещений, и если необходимо, 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.

.