Расчет мощности конвектора по площади помещения. Расчет радиаторов отопления

«У вас теплые батареи?» или «У вас горячие радиаторы отопления?» — такие вопросы мы задаем соседям, если у нас прохладно в квартире, в кабинете, в производственном помещении. Все разнообразные приборы отопления в народе, обычно, называют батареями или радиаторами отопления.

Под эти термины попадают панельные и секционные радиаторы, ребристые трубы, регистры из гладких труб, разнообразные конвекторы и даже иногда относительно экзотические потолочные излучатели.

В статье, которую вы читаете, будет представлена небольшая программа в MS Excel, позволяющая выполнить тепловой расчет радиаторов отопления и конвекторов.

Радиатор отопления – это прибор, который нагревает воздух и предметы в помещении посредством радиационного излучения и конвективного теплообмена, передавая при этом тепловую энергию от горячего теплоносителя (чаще всего от воды) через свои стенки.

Конвектор передает тепловую энергию в окружающее его пространство исключительно (на 95%) путем конвективного теплообмена – нагрева горячими стенками воздушных струй.

Доля тепла, передаваемая конвекцией (оставшаяся часть, соответственно, — инфракрасным излучением) для некоторых типов приборов отопления приведена ниже:

Чугунные радиаторы (батареи) – 25…35%

Алюминиевые секционные радиаторы – 50…60%

Панельные стальные радиаторы – 65…75%

Конвекторы – 90…98%

Какой тип приборов отопления лучше однозначно сказать нельзя. У всех есть недостатки. Однако возросшее качество проектирования и изготовления конвекторов позволяет этому типу приборов в последнее время постоянно увеличивать свою долю рынка.

За последние лет пять мне довелось участвовать в выборе и проектировании систем отопления для большого торгового комплекса (4 этажа, более 30 тысяч квадратных метров) и для производственного цеха (500 квадратных метров). И там и там, в качестве приборов отопления по критерию «цена / качество / эффективность» были применены конвекторы, которые существенно «переиграли» конкурентные варианты (в том числе и вариант воздушного отопления). Практика последующей эксплуатации подтвердила правильность выбранного решения – конвекторы прекрасно отапливают объекты!

Как и большинство расчетов в теплотехнике предлагаемый расчет радиаторов отопления будет приблизительным. «Приблизительность» заключается в том, что на фактическую теплоотдачу приборов влияют десяток факторов, часть из которых в «точных» расчетах учитываются коэффициентами, определенными в практических опытах, а часть факторов из-за малой значимости и вовсе игнорируются.

Предложенный ниже расчет радиаторов отопления учитывает 90…95% факторов при выполнении ряда условий:

1. Атмосферное давление в месте эксплуатации приборов должно быть около 760 миллиметров ртутного столба. Для высокогорных местностей необходимо вводить дополнительную поправку при «точных» расчетах.

2. Подача воды в прибор не должна быть «снизу – вверх»! Подача может быть любой, предпочтительнее — «сверху – вниз». В противном случае около 15…20% тепла не дополучите.

3. Монтаж радиатора должен обеспечивать свободное движение воздуха вдоль его поверхностей в вертикальном направлении. Расстояние от пола до низа прибора и от верха прибора до подоконника или верха установочной ниши стены желательно должны быть не менее 100 миллиметров.

О цветах ячеек листа Excel, которые применены в статьях этого блога, следует прочесть на странице « ».

Расчет радиаторов отопления и конвекторов в Excel.

Исходные данные:

1. Тип выбранного отопительного прибора записываем

в объединенные ячейки C3D3E3: Радиатор МС-140-108

2. Количество последовательно включенных приборов (секций) N в шт. вводим

в ячейку D4: 10

Следующие 5 параметров берем из технических характеристик завода изготовителя приборов.

3. Номинальный тепловой поток прибора (секции) Q н в Вт заносим

в ячейку D5: 185

4. Номинальный температурный напор прибора (секции) dt н в °C заносим

в ячейку D6: 70

5. Номинальный расход воды через прибор (секцию) G н в кг/час вписываем

в ячейку D7: 360

6. Показатель нелинейности теплоотдачи от температуры n записываем

в ячейку D8: 0,30

7. Показатель нелинейности теплоотдачи от расхода p записываем

в ячейку D9: 0,02

Следующие 3 параметра задаем исходя из предполагаемой реальности последующей эксплуатации . Они зависят от источника теплоснабжения и типа помещения.

8. Температуру воды на «подаче» t п в °C заносим

в ячейку D10: 85

9. Температуру воды на «обратке» t о в °C заносим

в ячейку D11: 60

10. Температуру воздуха в помещении t в в °C вписываем

в ячейку D12: 18

Результаты расчетов:

11. Номинальный тепловой поток N приборов (секций) ΣQ н в КВт вычисляем

в ячейке D14: =D4*D5/1000 =1,850

ΣQ н = N * Q н /1000

12. Температурный напор dt в °C определяем

в ячейке D15: =(D10+D11)/2-D12 =54,5

dt =(t п + t о )/2- t в

13. Расчетный оптимальный расход воды G в кг/час рассчитываем

в ячейке D16: =((0,86*D14*1000*((D15/D6)^(D8+1))*(1/D7)^D9)/(D10-D11))^(1/(1-D9)) =44

G =((0,86* ΣQ н *1000*((dt / dt н ) ( n +1) )*(1/ G н ) p )/(t п — t о ) (1/(1- p ))

14. Расчетную теплоотдачу N приборов (секций) отопления Q в КВт вычисляем

в ячейке D17: =D14*((D15/D6)^(D8+1))*(D16/D7)^D9 =1,281

Q = ΣQ н *((dt / dt н ) ( n +1) )*(G / G н ) p

и делаем проверку

в ячейке D18: =D16/0,86*(D10-D11)/1000 =1,281

Q = G /0,86* (t п — t о )/1000

15. Долю реальной теплоотдачи N приборов от номинального теплового потока ∆ в % определяем

в ячейке D19: =D17/D14*100 =69

∆ = Q / ΣQ н *100

На этом расчет в Excel радиатора отопления МС 140-108, стоящего из 10 секций завершен.

Выполним аналогичный расчет в Excel конвектора КСК 20-2,083ПС.

Выводы.

При температурном графике теплоносителя 85/60 °C теплоотдача регистров отопления и конвекторов составляет лишь 60…70% от номинальной мощности — то есть от той, про которую вам скажет продавец. Это важно понимать и учитывать при покупке приборов отопления!!!

Расчет радиаторов отопления МС-140-108 из 10 секций и конвекторов КСК 20-2,083ПС показал близость их тепловых мощностей при равных расходах теплоносителя и при одинаковых температурных условиях. Но цена конвектора сегодня около 2100 рублей, а нового радиатора — более 3800 рублей.

При сопоставимых размерах (длина: 1076/1080 мм; высота: 400/588 мм; глубина: 156/140 мм) конвектор весит 25...27 кг, а радиатор – около 76 кг. Объем конвектора – 1,5 л. Объем чугунного радиатора – около 15 л. Чугунные радиаторы – более инерционные приборы. Но у конвекторов тепловая мощность падает более резко при низких температурах теплоносителя (обратите внимание в расчетах на долю реальной теплоотдачи ∆ у радиатора и конвектора).

Выбор остается всегда за нами в зависимости от условий применения, предыдущего опыта и в силу привычек и приверженностей.

Уважаемые читатели, пишите комментарии! Ваши мысли, замечания и предложения всегда интересны коллегам и автору!!!

Прошу уважающих труд автора скачивать файл после подписки на анонсы статей!

Не забывайте подтверждать подписку кликом по ссылке в письме, которое тут же придет к вам на указанную почту (может прийти в папку « Спам» )!!!

Электрический обогрев помещений всегда может прийти на помощь основной системе отопления, заменить ее в осенний или весенний период межсезонья, а в особых случаях – даже стать основным источником тепла в зимнюю пору. Все зависит от того, какой тепловой мощностью обладают приобретаемые электрические нагреватели.

Несмотря на широкое разнообразие современных электрических обогревательных приборов – конвекторов, тепловентиляторов, масляных радиаторов, инфракрасных излучателей и т.п., параметр мощности для любого из них является определяющим. Именно он показывает тот эксплуатационный потенциал, который заложен производителем в это изделие. Значит, прежде чем отправляться в магазин за покупкой, необходимо четко представлять, с каким критерием оценки подходить к выбору той или иной модели. Поможет в этом - калькулятор расчета необходимой мощности электрообогревателя.

Ниже будут даны некоторые необходимые разъяснения по порядку проведения расчетов.

Самый точный расчет мощности обогревателя может выполнить только профессионал, с учетом всех вводных, включая климатическую зону и материала строения, качества утепления дома. Параметров действительно много, так что же делать простому потребителю, который стоит у прилавка с конвекторами?

Приблизительные расчеты необходимой мощности конвектора

В действительности все относительно просто:

• Расчет мощности конвектора по площади помещения . Если теплоизоляция дома отвечает нормативным требования и высота потолков приближенная к стандарту 250 - 300 см. Предварительные вычисления по упрощенной формуле без повышающих или понижающих поправок будут выглядеть так: Площадь комнаты делим на 10. Для помещения в 10 м 2 потребуется мощность прибора в 1кВт.
• Расчет необходимой мощности конвектора по объему помещения потребуется, если высота перекрытий больше или меньше стандартных 2,5-3 м. Вычисляем объем, используя базовые школьные знания - площадь комнаты умножить на высоту стены. Полученный объем умножаем на 0.04. Примером возьмет ту же комнату 10 м 2 , но с высотой стены 3 м - 10х3. Весь объем воздуха в этой комнате будет 30 м 3 . 30х0.04кВт (или 40Вт) =1,2 кВт или 1200Вт. Прибор, обеспечивающий теплоотдачу на 1,2 кВт (1200 Вт) в час вполне способен поддерживать оптимально-комфортную температуру в небольшой комнате с потолком 3м, с одним окном и одной наружной стеной.

Обратите внимание, речь идет о помещении с одним окном и одной внешней стеной!

Расчеты даны для помещения с одной внешней стеной и одним окном. Как скорректировать калькуляцию, находясь даже у прилавка?

Как применять поправочные коэффициенты при расчете мощности конвектора отопления

Выше описаны расчеты без коэффициентов поправок, с учетом того, что средняя мощность конвектора отопления, как основного источника тепла, берется из расчета 40 Ватт на 1м 3 .

Если конвектор требуется для дополнительного отопления, то требования к мощности можно уменьшить на 25-30%.

Повышающий коэффициент 1,1 (цифра, на которую следует умножать свой предварительный расчет) применяется на каждое дополнительное окно, внешнюю стену (угловая комната).

Энергосберегающие окна, качественное , позволяют применить понижающий коэффициент 0.8 при определении мощности конвектора отопления.

Мощности прибора отопления в характеристиках производителя, это максимальный показатель. И если теплоотдачу можно уменьшить, благодаря терморегуляторам, то выше заявленной мощности прибор работать не будет. Поправки при вычислении нужной мощности конвектора в сторону увеличения более рациональны. Не стоит опасаться перегрева в помещении, поскольку современные приборы оснащены , а вот недостаток мощности не позволит дать достаточного количества тепла для обогрева.

Важно. Если мощность котла отопления выбирают, учитывая суммарную площадь дома, то конвектор, исходя из площади самого помещения, его исходных данных.

Сам принцип работы основан на конвективном движении потоков воздуха. Теплый и более легкий воздух всегда стремится вверх, холодный в свою очередь вниз. И конвектор запускает циркуляцию воздуха в усиленном режиме. Упрощенно это выглядит так - холодный воздух, опускаясь вниз, затягивается в камеру конвектора. Нагревается, проходя через теплообменник, поднимается, заполняя помещение теплом. Поэтому очень важно в частном доме обеспечить , чтобы не дать теплу покинуть комнату вместе с восходящими потоками воздуха.

Как правило, конвекторы отопления устанавливают под окном, для того чтобы отсечь потоки холодного воздуха, идущие от оконных проемов. Внутрипольные водяные конвекторы для этих целей устанавливают по периметру остекленных панорамных стен. отопления от российского производителя в Санкт-Петербурге поставляет компания Warmes Haus. Более полутора тысяч моделей в различном исполнении. Возможно и изготовление по индивидуальным параметрам. Нисколько не уступая европейским производителям в качестве, российские приборы отопления более доступны по срокам поставки и цене.

При подборе внутрипольного конвектора есть несколько важных факторов, на которые следует обратить внимание в первую очередь. Поэтому сам процесс подбора мы разделим на несколько этапов.

1) РАСЧЕТ МОЩНОСТИ

Расчет мощности внутрипольных конвекторов осуществляется на основе следующих данных:

площади помещения;


высота потолков;


этажность;


наличие других отопительных приборов.

Также на результаты расчетов влияет наличие или отсутствие стеклопакетов и уровень теплоизоляции помещения в целом.

Излучаемая мощность данного нагревательного элемента в условиях нашего климата, в среднем, составляет 1 кВт на 10 м2. Такая мощность позволяет даже при самых сильных морозах прогреть воздух в квартире до 18 – 20 градусов.

Если, к примеру, площадь помещения составляет 20 м2, то необходимая мощность батарей будет рассчитываться по следующей формуле:

20: 10 х 1 кВт = 2 кВт

Таким образом, получается, что для обогрева комнаты площадью 20 м2 совокупная излучаемая мощность нагревательных приборов должна составлять 2 кВт.

Однако для расчетов лучше брать минимальные показатели, чтобы обеспечить некоторый резерв мощности.

При использовании данной формулы по умолчанию предполагается, что помещение не оборудовано стеклопакетами и имеет единственную наружную стену. Но если комната угловая, то на 10 м2 потребуется уже 1,3 кВт мощности. При наличии стеклопакетов теплопотери, в среднем, снижаются на 25%.

Мощность внутрипольного конвектора зависит также от температурного напора, то есть от температуры теплоносителя. В паспорте, прилагаемом к отопительном прибору, должно быть указано, при каком температурном напоре радиатор будет достигать требуемой мощности. Чем ниже температура теплоносителя, тем мощнее нужен конвектор для обогрева помещения.

Согласно санитарным нормам считается, что тепловой напор должен быть равен 70 градусам, но в низкотемпературных отопительных системах этот показатель может находиться в пределах 30 – 60 градусов.

Также необходимую мощность можно узнать исходя из марки установленных радиаторов на сайте производителя, если конечно они были установлены застройщиком.

2) ПОДБОР ДЛИННЫ КОНВЕКТОРА

Для того чтобы внутрипольный конвектор не только обогревал помещение, но выполнял еще и функцию тепловой завесы от холода идущего от витража или от входной группы, а также не давал витражам запотевать, необходимо чтобы длинна конвектора перекрывала от 75% до 90% ширины окна. То есть, если ширина витража 3 м, то конвектор должен быть от 2,25 до 2,75 м, и расположен по центральной оси витража.

3) ПОДБОР КОНВЕКТОРА

С помощью полученных данных (мощность, длинна) Вы можете подобрать внутрипольный конвектор по ТАБЛИЦЕ ТЕПЛОПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ,

По таблице можно подобрать несколько моделей конвекторов которые Вам подойдут, но следует еще обратить на такие параметры для более точного подбора:

Ширина конвектора - насколько конвектор будет выступать в помещение;


Глубина конвектора - этот параметр обделяет глубину стяжки (ниши) в которую будет устанавливаться внутрипольный конвектор


Наличие вентилятора - существуют два основных вида конвектора, с естественной конвекцией и с принудительной. Первые (без вентилятора) устанавливаются в помещения, где малая площадь, в спальнях, или как дополнительное, а не основное отопление. С принудительной конвекцией (с вентилятором) устанавливаются как дополнительное, или как основное отопление в больших помещениях. Их не рекомендуется брать для спален.

ЕСЛИ У ВАС ВОЗНИКЛИ ТРУДНОСТИ С ПОБОРОМ ВНУТРИПОЛЬНЫХ КОНВЕКТОРОВ, ВЫ МОЖЕТЕ ОБРАТИТСЯ ЗА ПОМОЩЬЮ К НАШИМ МЕНЕДЖЕРА .

ТАКЖЕ НАШИ СПЕЦИАЛИСТЫ МОГУТ ВЫЕХАТЬ НА ОБЪЕКТ, ДЛЯ ЗАМЕРОВ И КОНСУЛЬТАЦИЙ ПО ПОДБОРУ И МОНТАЖУ ВНУТРИПОЛЬНЫХ КОНВЕКТОРОВ.