Výpočet topných radiátorů: jak vypočítat požadovaný počet a výkon baterií

Dobře navržený topný systém zajistí bydlení s požadovanou teplotou a ve všech místnostech bude pohoda za každého počasí.Ale abyste mohli předat teplo do vzdušného prostoru obytných prostor, musíte znát požadovaný počet baterií, že?

To pomůže zjistit výpočet topných radiátorů na základě výpočtů tepelného výkonu potřebného od instalovaných topných zařízení.

Nikdy jste takové výpočty nedělali a bojíte se chyb? Pomůžeme vám porozumět vzorcům - článek pojednává o podrobném výpočetním algoritmu a analyzuje hodnoty jednotlivých koeficientů použitých v procesu výpočtu.

Abychom vám usnadnili pochopení složitosti výpočtu, vybrali jsme tematické fotografické materiály a užitečná videa, která vysvětlují princip výpočtu výkonu topných zařízení.

Zjednodušený výpočet kompenzace tepelných ztrát

Jakékoli výpočty jsou založeny na určitých principech. Výpočty potřebného tepelného výkonu baterií jsou založeny na pochopení, že dobře fungující topná zařízení musí plně kompenzovat tepelné ztráty, ke kterým dochází při jejich provozu v důsledku vlastností vytápěných prostor.

Pro obytné místnosti umístěné v dobře izolovaném domě, umístěném naopak v mírném klimatickém pásmu, je v některých případech vhodný zjednodušený výpočet kompenzace úniků tepla.

Pro takové prostory jsou výpočty založeny na standardním výkonu 41 W potřebném k ohřevu 1 metru krychlového. životní prostor.

Aby tepelná energie vyzařovaná topnými zařízeními směřovala konkrétně na vytápění prostor, je nutné izolovat stěny, podkroví, okna a podlahy

Vzorec pro stanovení tepelného výkonu radiátorů nezbytný k udržení optimálních životních podmínek v místnosti je následující:

Q = 41 x V,

Kde PROTI – objem vytápěné místnosti v metrech krychlových.

Výsledný čtyřciferný výsledek lze vyjádřit v kilowattech a snížit ho rychlostí 1 kW = 1000 W.

Podrobný vzorec pro výpočet tepelného výkonu

Při podrobných výpočtech počtu a velikosti topných radiátorů je obvyklé vycházet z relativního výkonu 100 W potřebného pro běžné vytápění 1 m² určité standardní místnosti.

Vzorec pro určení tepelného výkonu potřebného od topných zařízení je následující:

Q = ( 100 x S ) x R x K x U x T x V x Š x Z x X x Y x Z

Faktor S ve výpočtech nic jiného než plocha vytápěné místnosti, vyjádřená v metrech čtverečních.

Zbývající písmena jsou různé korekční faktory, bez kterých bude výpočet omezen.

Hlavní věcí při provádění tepelných výpočtů je pamatovat si přísloví „teplo vám neláme kosti“ a nebát se udělat velkou chybu.

Ale ani dodatečné konstrukční parametry nemohou vždy odrážet všechna specifika konkrétní místnosti. V případě pochybností o výpočtech se doporučuje dát přednost ukazatelům s většími hodnotami.

Snazší je pak snížit teplotu použitých radiátorů zařízení pro regulaci teplotynež aby zamrzly, když je jejich tepelný výkon nedostatečný.

Dále je podrobně probrán každý z koeficientů zahrnutých ve vzorci pro výpočet tepelného výkonu baterií.

Na konci článku jsou uvedeny informace o vlastnostech skládacích radiátorů z různých materiálů a na základě základního výpočtu je diskutován postup výpočtu potřebného počtu sekcí a samotných baterií.

Orientace místností podle světových stran

A v nejchladnějších dnech energie slunce stále ovlivňuje tepelnou rovnováhu uvnitř domova.

Koeficient „R“ vzorce pro výpočet tepelného výkonu závisí na orientaci místností v jednom nebo druhém směru.

1. Pokoj s oknem na jih - R = 1,0. Během denního světla bude přijímat maximální dodatečné externí teplo ve srovnání s ostatními místnostmi. Tato orientace je brána jako základní a doplňkový parametr je v tomto případě minimální.
2. Okno směřuje na západ - R = 1,0 nebo R = 1,05 (pro oblasti s krátkými zimními dny). Tato místnost bude mít také čas přijmout svou část slunečního světla. Slunce se tam sice podívá až v pozdních odpoledních hodinách, přesto je umístění takové místnosti příznivější než východní a severní.
3. Místnost je orientována na východ - R = 1,1. Je nepravděpodobné, že by rostoucí zimní svítidlo mělo čas správně zahřát takovou místnost zvenčí. Napájení z baterie bude vyžadovat další watty. V souladu s tím k výpočtu přidáváme významnou úpravu ve výši 10 %.
4. Za oknem je pouze sever - R = 1,1 nebo R = 1,15 (obyvatel severních zeměpisných šířek se nesplete, pokud si vezme dalších 15 %). V zimě taková místnost vůbec nevidí přímé sluneční světlo. Proto se doporučuje upravit výpočty potřebného tepelného výkonu z radiátorů o 10 % nahoru.

Pokud v oblasti, kde bydlíte, převládají větry určitého směru, je vhodné u místností s návětrnými stranami zvýšit R až o 20 % v závislosti na síle úderu (x1,1÷1,2) a u místností se stěnami paralelně ke studeným proudům zvyšte hodnotu R o 10 % (x1,1).

Místnosti s okny na sever a východ a také místnosti na návětrné straně budou vyžadovat výkonnější vytápění

S ohledem na vliv vnějších stěn

Kromě stěny se zabudovaným oknem nebo okny mohou mít kontakt s venkovním chladem i další stěny místnosti.

Vnější stěny místnosti určují koeficient „K“ výpočtového vzorce pro tepelný výkon radiátorů:

• Typickým případem je přítomnost jedné uliční stěny v blízkosti místnosti. Zde je vše jednoduché s koeficientem - K = 1,0.
• Dvě vnější stěny budou vyžadovat o 20 % více tepla k vytápění místnosti - K = 1,2.
• Každá následující vnější stěna přidává do výpočtů 10 % požadovaného prostupu tepla. Pro tři uliční stěny - K = 1,3.
• Přítomnost čtyř vnějších stěn v místnosti také přidává 10% - K = 1,4.

V závislosti na vlastnostech místnosti, pro kterou se výpočet provádí, je třeba vzít příslušný koeficient.

Závislost otopných těles na tepelné izolaci

Správně a spolehlivě izolované bydlení od zimního chladu umožňuje snížit rozpočet na vytápění vnitřního prostoru, a to výrazně.

Stupeň izolace uličních stěn podléhá koeficientu „U“, který snižuje nebo zvyšuje vypočítaný tepelný výkon topných zařízení:

• U = 1,0 - pro standardní vnější stěny.
• U = 0,85 - pokud byla izolace uličních stěn provedena podle zvláštního výpočtu.
• U = 1,27 - pokud vnější stěny nejsou dostatečně odolné proti chladu.

Stěny vyrobené z klimaticky vhodných materiálů a tloušťky jsou považovány za standardní. A také snížené tloušťky, ale s omítnutým vnějším povrchem nebo s povrchem vnější tepelná izolace.

Pokud to plocha místnosti umožňuje, můžete to udělat izolace stěn zevnitř. A vždy existuje způsob, jak chránit stěny před chladem venku.

Dobře izolovaná rohová místnost dle speciálních výpočtů zajistí výraznou procentuální úsporu nákladů na vytápění celého obytného prostoru bytu

Klima je důležitým faktorem v aritmetice

Různé klimatické zóny mají různé minimální venkovní teploty.

Při výpočtu výkonu přenosu tepla radiátorů se poskytuje koeficient „T“, který zohledňuje teplotní rozdíly.

Uvažujme hodnoty tohoto koeficientu pro různé klimatické podmínky:

• T = 1,0 až -20 °C.
• T = 0,9 pro zimy s mrazem do -15 °C
• T = 0,7 – do -10 °C.
• T = 1,1 pro mrazy do -25 °C,
• T = 1,3 - do -35 °C,
• T = 1,5 – pod -35 °C.

Jak vidíme z výše uvedeného seznamu, zimní počasí do -20 °C je považováno za normální. Pro oblasti s takto nejmenším chladem se bere hodnota 1.

Pro teplejší oblasti tento výpočetní faktor sníží celkový výsledek výpočtu. Ale v oblastech s drsným klimatem se množství tepelné energie požadované z topných zařízení zvýší.

Vlastnosti výpočtu vysokých místností

Je jasné, že ze dvou místností se stejnou plochou bude potřebovat více tepla ta s vyšším stropem. Koeficient „H“ pomáhá zohlednit korekci na objem vytápěného prostoru při výpočtu tepelného výkonu.

Na začátku článku byla zmíněna určitá regulační premisa. Za tuto místnost se považuje místnost se stropem 2,7 metru nebo nižším. Pro to vezměte hodnotu koeficientu rovnou 1.

Uvažujme závislost koeficientu H na výšce stropů:

• H = 1,0 - pro stropy vysoké 2,7 metru.
• H = 1,05 - pro místnosti do výšky 3 metrů.
• H = 1,1 - pro místnost se stropem do 3,5 metru.
• H = 1,15 - do 4 metrů.
• H = 1,2 - potřeba tepla pro vyšší místnost.

Jak vidíte, u místností s vysokými stropy by se mělo do výpočtu přidat 5 % na každého půl metru výšky, počínaje 3,5 m.

Podle zákona přírody teplý ohřátý vzduch proudí vzhůru. Aby se promíchal celý jeho objem, budou muset topná zařízení tvrdě pracovat.

Při stejné ploše prostor může větší místnost vyžadovat další počet radiátorů připojených k topnému systému

Designová role stropu a podlahy

Snížení tepelného výkonu baterií není jen dobré zateplené vnější stěny. Strop v kontaktu s teplou místností také umožňuje minimalizovat ztráty při vytápění místnosti.

Koeficient „W“ ve výpočtovém vzorci to má přesně zajistit:

• W = 1,0 - pokud je v patře např. nevytápěná nezateplená půda.
• W = 0,9 - pro nevytápěnou, ale izolovanou půdu nebo jinou zateplenou místnost nahoře.
• W = 0,8 - pokud je místnost v patře vytápěna.

Indikátor W lze nastavit směrem nahoru pro místnosti v prvním patře, pokud jsou umístěny v přízemí, nad nevytápěným sklepem nebo sklepním prostorem. Potom budou čísla následující: podlaha je izolovaná +20 % (x1,2); podlaha není zateplena +40% (x1,4).

Kvalita rámů je klíčem k teplu

Okna byla kdysi slabým místem tepelné izolace obytného prostoru. Moderní rámy s okny s dvojitým zasklením výrazně zlepšily ochranu místností před pouličním chladem.

Stupeň kvality okna ve vzorci pro výpočet tepelného výkonu je popsán koeficientem „G“.

Výpočet je založen na standardním rámu s jednokomorovým dvojsklem, jehož koeficient je roven 1.

Zvažme další možnosti použití koeficientu:

• G = 1,0 - rám s jednokomorovými okny s dvojitým zasklením.
• G = 0,85 - pokud je rám vybaven dvou- nebo tříkomorovým oknem s dvojitým zasklením.
• G = 1,27 - pokud má okno starý dřevěný rám.

Pokud má tedy dům staré rámy, tepelné ztráty budou značné. Proto budou vyžadovány výkonnější baterie. V ideálním případě je vhodné takové rámy vyměnit, protože se jedná o dodatečné náklady na vytápění.

Na velikosti okna záleží

Logicky lze tvrdit, že čím větší počet oken v místnosti a širší výhled, tím citlivější jsou úniky tepla jimi. Faktor "X" ve vzorci pro výpočet tepelného výkonu potřebného z baterií to odráží.

V místnosti s obrovskými okny by radiátory měly mít počet sekcí odpovídající velikosti a kvalitě rámů

Norma je výsledkem dělení plochy okenních otvorů plochou místnosti rovnající se 0,2 až 0,3.

Zde jsou hlavní hodnoty koeficientu X pro různé situace:

• X = 1,0 - v poměru od 0,2 do 0,3.
• X = 0,9 - pro poměr ploch od 0,1 do 0,2.
• X = 0,8 - s poměrem do 0,1.
• X = 1,1 - pokud je poměr ploch od 0,3 do 0,4.
• X = 1,2 - když je od 0,4 do 0,5.

Pokud záběry okenních otvorů (např. v místnostech s panoramatickými okny) překračují navrhované poměry, je rozumné přidat dalších 10 % k hodnotě X, když se poměr ploch zvýší o 0,1.

Dveře v místnosti, která se v zimě pravidelně používá pro přístup na otevřený balkon nebo lodžii, se samy přizpůsobují tepelné bilanci.Pro takovou místnost by bylo správné zvýšit X o dalších 30 % (x1,3).

Ztráty tepelné energie lze snadno kompenzovat kompaktní instalací potrubního vodního nebo elektrického konvektoru pod vstup na balkon.

Náraz uzavřené baterie

Samozřejmě radiátor, který je méně obklopen různými umělými a přírodními překážkami, bude lépe vydávat teplo. V tomto případě byl vzorec pro výpočet jeho tepelného výkonu rozšířen díky koeficientu „Y“, který zohledňuje provozní podmínky baterie.

Nejběžnější umístění topných zařízení je pod parapetem. V této poloze je hodnota koeficientu 1.

Zvažme typické situace pro umístění radiátorů:

• Y = 1,0 - přímo pod parapetem.
• Y = 0,9 - pokud se náhle ukáže, že je baterie ze všech stran zcela otevřená.
• Y = 1,07 - když je radiátor zakrytý vodorovným průmětem stěny
• Y = 1,12 - pokud je baterie umístěná pod okenním parapetem zakryta předním krytem.
• Y = 1,2 - když je topné zařízení blokováno ze všech stran.

Dlouhé zatemňovací závěsy také způsobují chladnutí místnosti.

Moderní design topných radiátorů umožňuje jejich použití bez jakýchkoli dekorativních obkladů - tím je zajištěn maximální přenos tepla

Účinnost připojení radiátoru

Účinnost jeho provozu přímo závisí na způsobu připojení radiátoru k rozvodu vnitřního vytápění. Majitelé domů často obětují tento ukazatel kvůli kráse místnosti. Vzorec pro výpočet požadovaného tepelného výkonu to vše zohledňuje prostřednictvím koeficientu „Z“.

Zde jsou hodnoty tohoto indikátoru pro různé situace:

• Z = 1,0 - připojení radiátoru k obecnému okruhu topného systému pomocí „diagonální“ metody, která je nejvíce oprávněná.
• Z = 1,03 - další, nejběžnější z důvodu krátké délky vložky, je možnost připojení „z boku“.
• Z = 1,13 - třetí metoda je „zdola na obě strany“. Díky plastovým trubkám se rychle udomácnil v novostavbách i přes mnohem nižší účinnost.
• Z = 1,28 - další, velmi neúčinná metoda „zdola na jednu stranu“. Zaslouží si úvahu už jen proto, že některá provedení radiátorů jsou vybavena hotovými jednotkami s přívodním i vratným potrubím připojeným do jednoho bodu.

Větrací otvory v nich instalované pomohou zvýšit účinnost topných zařízení, což okamžitě zachrání systém před „vyvětráním“.

Před skrytím topných trubek v podlaze pomocí neúčinných připojení baterie stojí za to pamatovat na stěny a strop

Princip činnosti jakéhokoli zařízení na ohřev vody je založen na fyzikálních vlastnostech horké kapaliny stoupat nahoru a po ochlazení se pohybovat dolů.

Proto se důrazně doporučuje nepoužívat připojení topného systému k radiátorům, u kterých je přívodní potrubí dole a vratné potrubí nahoře.

Praktický příklad výpočtu tepelného výkonu

Počáteční údaje:

1. Rohový pokoj bez balkonu ve druhém patře dvoupatrového domu omítnutého škvárou v bezvětrné oblasti západní Sibiře.
2. Délka místnosti 5,30 m X šířka 4,30 m = plocha 22,79 m2.
3. Šířka okna 1,30 m X výška 1,70 m = plocha 2,21 m2.
4. Výška místnosti = 2,95m.

Pořadí výpočtu:

Níže je uveden popis výpočtu počtu sekcí radiátoru a požadovaného počtu baterií. Vychází se ze získaných výsledků tepelného výkonu s přihlédnutím k rozměrům navrhovaných míst instalace topných zařízení.

Bez ohledu na výsledky se v rohových místnostech doporučuje vybavit radiátory nejen parapetní výklenky. Baterie by měly být instalovány v blízkosti „slepých“ vnějších stěn nebo v blízkosti rohů, které jsou vystaveny největšímu mrazu pod vlivem chladu na ulici.

Měrný tepelný výkon bateriových sekcí

Ještě před provedením obecného výpočtu požadovaného přenosu tepla topných zařízení je nutné rozhodnout, z jakého materiálu budou skládací baterie instalovány v prostorách.

Výběr by měl být založen na vlastnostech topného systému (vnitřní tlak, teplota chladicí kapaliny). Zároveň nezapomeňte na velmi rozdílné náklady na zakoupené produkty.

Jak správně vypočítat požadovaný počet různých baterií pro vytápění, bude dále diskutováno.

Při teplotě chladicí kapaliny 70 °C mají standardní 500mm sekce radiátorů z různých materiálů nestejný měrný tepelný výkon „q“.

1. Litina - q = 160 Watt (měrný výkon jedné litinové sekce). Radiátory z tohoto kovu vhodné pro jakýkoli topný systém.
2. Ocel - q = 85 Watt. Ocel trubkové radiátory může pracovat v nejnáročnějších provozních podmínkách. Jejich části jsou krásné ve svém kovovém lesku, ale mají nejnižší přenos tepla.
3. Hliník - q = 200 Watt. Lehký, estetický hliníkové radiátory by měly být instalovány pouze v autonomních topných systémech, ve kterých je tlak nižší než 7 atmosfér. Ale jejich sekce nemají rovnocenné, pokud jde o přenos tepla.
4. bimetal - q = 180 Watt. Vnitřnosti bimetalové radiátory vyrobeno z oceli a povrch odvádějící teplo je vyroben z hliníku. Tyto baterie vydrží všechny tlakové a teplotní podmínky. Měrný tepelný výkon bimetalových profilů je také vysoký.

Uvedené hodnoty q jsou spíše libovolné a používají se pro předběžné výpočty. Přesnější údaje jsou obsaženy v pasech zakoupených topných zařízení.

Výpočet počtu sekcí radiátoru

Skládací radiátory vyrobené z jakéhokoli materiálu jsou dobré, protože pro dosažení jejich vypočteného tepelného výkonu můžete jednotlivé sekce přidávat nebo odečítat.

Pro určení požadovaného počtu „N“ sekcí baterie z vybraného materiálu se postupuje podle vzorce:

N=Q/q,

Kde:

• Q = předem vypočítaný požadovaný tepelný výkon zařízení pro vytápění místnosti,
• q = měrný tepelný výkon samostatné části baterií navržené k instalaci.

Po výpočtu celkového požadovaného počtu sekcí radiátoru v místnosti musíte pochopit, kolik baterií je třeba nainstalovat. Tento výpočet je založen na porovnání rozměrů navrhovaných lokalit instalace topných zařízení a velikosti baterií s ohledem na připojení.

Prvky baterie jsou spojeny vsuvkami s vícesměrnými vnějšími závity pomocí klíče na chladič a současně jsou na spojích instalována těsnění

Pro předběžné výpočty se můžete vyzbrojit údaji o šířce sekcí různých radiátorů:

• litina = 93 mm,
• hliník = 80 mm,
• bimetalické = 82 mm.

Při výrobě skládacích radiátorů z ocelových trubek výrobci nedodržují určité normy. Pokud chcete nainstalovat takové baterie, měli byste k problému přistupovat individuálně.

Pro výpočet počtu sekcí můžete také použít naši bezplatnou online kalkulačku:

Zvýšená účinnost přenosu tepla

Když radiátor ohřívá vnitřní vzduch v místnosti, dochází také k intenzivnímu ohřevu vnější stěny v oblasti za radiátorem.To vede k dalším neodůvodněným tepelným ztrátám.

Pro zvýšení účinnosti přenosu tepla z otopného tělesa se navrhuje oplocení topného zařízení od vnější stěny clonou odrážející teplo.

Trh nabízí mnoho moderních izolačních materiálů s povrchem fólie odrážející teplo. Fólie chrání teplý vzduch ohřátý baterií před kontaktem se studenou stěnou a směřuje jej dovnitř místnosti.

Pro správnou funkci musí hranice instalovaného reflektoru přesahovat rozměry radiátoru a vyčnívat 2-3 cm na každé straně. Mezera mezi topným zařízením a povrchem tepelné ochrany by měla být ponechána 3-5 cm.

Pro výrobu clony odrážející teplo můžeme doporučit isospan, penofol, alufom. Ze zakoupené role se vyřízne obdélník požadovaných rozměrů a upevní se na stěnu v místě instalace radiátoru.

Stínítko, které odráží teplo topného zařízení, je nejlepší připevnit na stěnu silikonovým lepidlem nebo tekutými hřebíky

Doporučuje se oddělit izolační pás od vnější stěny malou vzduchovou mezerou, např. pomocí tenké plastové mřížky.

Pokud je reflektor spojován z více dílů izolačního materiálu, musí být spoje na straně fólie přelepeny metalizovanou lepicí páskou.

Závěry a užitečné video k tématu

Krátké filmy představí praktické uplatnění některých inženýrských tipů v každodenním životě. V následujícím videu můžete vidět praktickou ukázku výpočtu topných radiátorů:

Změna počtu sekcí radiátoru je popsána v tomto videu:

Následující video vám řekne, jak namontovat reflektor pod baterii:

Získané dovednosti výpočtu tepelného výkonu různých typů topných radiátorů pomohou domácímu řemeslníkovi při kompetentním návrhu topného systému. A ženy v domácnosti budou moci zkontrolovat správnost procesu instalace baterie odborníky třetích stran.

Vypočítali jste nezávisle výkon topných baterií pro váš domov? Nebo jste se setkali s problémy vyplývajícími z instalace nízkopříkonových topných zařízení? Řekněte našim čtenářům o svých zkušenostech - zanechte prosím komentáře níže.