Výpočet topných těles, počtu sekcí a výkonu baterie

Řekněme, že jste si vybrali topná zařízení podle typu a provedení. Dalším krokem je výpočet topných těles pro každou místnost soukromého domu, včetně určení tepelného výkonu a počtu sekcí (nebo velikosti panelu). Nejjednodušší možností je použít online kalkulačku libovolného stavebního portálu. Je však vhodné výsledky výpočtu dvakrát zkontrolovat, jinak budete muset za chyby později zaplatit. Doporučujeme vypočítat tepelný výkon topných baterií ručně, osvědčeným a pohodlným způsobem.

Počáteční data pro výpočty

Výpočet topného výkonu radiátorů se provádí pro každou místnost zvlášť, v závislosti na počtu vnějších stěn, oken a přítomnosti vstupních dveří z ulice. Pro správný výpočet tepelného výkonu topných radiátorů odpovězte na 3 otázky:

1. Kolik tepla je potřeba k vytápění obývacího pokoje.
2. Jaká teplota vzduchu se plánuje udržovat v konkrétní místnosti.
3. Průměrná teplota vody v topném systému bytu nebo soukromého domu.

Poznámka: Pokud je v chatě instalováno jednotrubkové uspořádání, budete muset počítat s chlazením chladicí kapaliny – k posledním radiátorům přidejte sekce.

Odpověď na první otázku – jak vypočítat požadované množství tepelné energie různými způsoby – je uvedena v samostatném průvodci – výpočet zatížení topného systému. Uvedeme 2 zjednodušené metody výpočtu: podle plochy a objemu místnosti.

Běžnou metodou je měření vytápěné plochy a přidělení 100 W tepla na metr čtvereční, neboli 1 kW na 10 m². Doporučujeme metodu upřesnit – s ohledem na počet světelných otvorů a vnějších stěn:

• u místností s 1 oknem nebo vstupními dveřmi a jednou vnější stěnou ponechte 100 W tepla na metr čtvereční;
• rohová místnost (2 vnější kryty) s 1 okenním otvorem – uvažujte 120 W/m²;
• stejné, 2 světelné otvory – 130 W/m².

Důležitá podmínka. Výpočet dává víceméně správné výsledky pro výšky stropů do 3 m, budova je postavena ve středním pásmu mírného klimatu. Pro severní oblasti se používá rostoucí koeficient 1.5–2.0, pro jižní oblasti klesající koeficient 0.7–0.8.

Pokud je výška stropu větší než 3 metry (například chodba se schodištěm ve dvoupatrovém domě), je správnější vypočítat spotřebu tepla podle objemu:

• místnost s 1 oknem (vnějšími dveřmi) a jednou vnější stěnou – 35 W/m³;
• místnost je obklopena jinými místnostmi, nemá okna nebo se nachází na slunné straně – 35 W/m³;
• rohová místnost s 1 okenním otvorem – 40 W/m³;
• totéž, se dvěma okny – 45 W/m³.

Na druhou otázku je snazší odpovědět: příjemná teplota pro bydlení je v rozmezí 20…23 °C. Větší ohřev vzduchu je neekonomický, menší ohřev chladí. Průměrná hodnota pro výpočty je plus 22 stupňů.

Optimální provozní režim kotle zahrnuje ohřev chladicí kapaliny na 60-70 °C. Výjimkou jsou teplé nebo velmi chladné dny, kdy je nutné teplotu vody snížit nebo naopak zvýšit. Počet takových dnů je malý, proto se průměrná vypočítaná teplota systému bere na +65 °C.

Pas a skutečný tepelný výkon radiátoru

Parametry jakéhokoli topného zařízení jsou uvedeny v technickém listu. Výrobci obvykle uvádějí výkon 1 standardní sekce s meziosou vzdáleností 500 mm v rozmezí 170. 200 wattů. Vlastnosti hliníkových a bimetalických radiátorů jsou přibližně stejné.

Trik spočívá v tom, že počet sekcí nelze jednoduše vybrat podle indexu přenosu tepla. Podle odstavce 3.5 normy GOST 31311-2005 je výrobce povinen uvést výkon baterie za následujících provozních podmínek:

• chladicí kapalina se pohybuje chladičem shora dolů (diagonální nebo boční připojení);
• teplotní rozdíl je 70 stupňů;
• Průtok vody zařízením je 360 kg/hodinu.

Referenční hodnota. Tepelný tlak je rozdíl mezi průměrnou teplotou vody v síti a teplotou vzduchu v místnosti. Označuje se jako ΔT, DT nebo dt a vypočítá se podle vzorce:

Vysvětlíme si podstatu problému. Do vzorce dosadíme známé hodnoty ΔT = 70 °C a pokojovou teplotu – plus 20 °C a provedeme obrácený výpočet:

1. tfeed + treturn = (AT + konec) x 2 = (70 + 20) x 2 = 180 °C.
2. Podle předpisů by měl být vypočítaný rozdíl teplot chladicí kapaliny mezi přívodním a vratným potrubím 20 stupňů. To znamená, že voda vycházející z kotle by se měla ohřát na 100 °C a vratná voda by se měla ochladit na 80 °C.
3. Provozní režim 100/80 °C není k dispozici pro domácí topné systémy, maximální ohřev je 80 stupňů. Navíc udržování stanovené teploty chladicí kapaliny není ekonomicky výhodné (připomeňme, že jsme vzali průměrnou hodnotu 65 °C).

Výstup. V reálných podmínkách bude baterie vydávat mnohem méně tepla, než je uvedeno v návodu k obsluze. Důvodem je nižší hodnota ΔT – rozdíl teplot vody a okolního vzduchu. Podle našich počátečních údajů je ukazatel ΔT 130 / 2 – 22 = 43 stupňů, což je téměř dvakrát méně než udávaná norma.

Určujeme počet sekcí hliníkové baterie

Přepočet parametrů topného zařízení pro specifické podmínky není snadný. Vzorec pro tepelný výkon a algoritmus výpočtu používaný konstruktéry jsou pro běžné majitele domů, kteří nemají znalosti v oblasti topenářství, příliš složité.

Doporučujeme vypočítat počet sekcí topných těles pomocí přístupnější metody, která poskytuje minimální chybu:

1. Shromážděte počáteční data uvedená v první části této publikace – zjistěte množství tepla potřebného k vytápění, teplotu vzduchu a teplotu chladicí kapaliny.
2. Vypočítejte skutečný teplotní rozdíl DT pomocí výše uvedeného vzorce.
3. Při výběru konkrétního typu baterií otevřete technický list a najděte indikátor tepelného výkonu 1 sekce při DT = 70 stupňů.
4. Níže je uvedena tabulka hotových převodních faktorů pro topný výkon sekcí radiátorů. Najděte indikátor odpovídající skutečnému DT a vynásobte jej hodnotou jmenovitého tepelného výkonu – získáte výkon 1 žebra za vašich provozních podmínek.

Při znalosti skutečného tepelného toku je snadné zjistit počet žeber radiátoru potřebných k vytápění místnosti. Vydělte požadované množství tepla výkonem 1 sekce. Pro přehlednost uvádíme příklad výpočtu:

1. Vezměme si rohovou místnost se dvěma průsvitnými konstrukcemi (okny) o ploše 15.75 m², výška stropu – 280 cm (znázorněno na fragmentu výkresu). Měrná spotřeba tepla na vytápění je 130 W/m², celková potřeba bude 130 x 15.75 = 2048 W.
2. Hodnotu tepelného tlaku jsme zjistili v předchozí části, DT = 43 °C.
3. Vybrali jsme nízkotlaké hliníkové radiátory GLOBAL VOX 350 (vzdálenost mezi středy – 350 mm). Dle dokumentace k výrobku je tepelný výkon 1 žebra 145 W (DT = 70 °C).
4. V tabulce najdeme koeficient odpovídající DT = 43 °C, K = 0.53.
5. Jmenovitý výkon vynásobíme koeficientem a zjistíme skutečný výkon 1 sekce: 0.53 x 145 = 76.85 W.
6. Vypočítáme počet hliníkových žeber na místnost: 2048 / 76.85 ≈ 26.65, zaokrouhlíme nahoru a dostaneme 27 kusů.

Zbývá rozmístit sekce po místnosti. Pokud jsou rozměry oken stejné, rozdělte 28 na polovinu a pod každý otvor umístěte 14žebrový radiátor. Jinak se počet sekcí radiátoru volí úměrně šířce oken (přibližně možné). Tepelný výkon bimetalických a litinových radiátorů se přepočítává podobným způsobem.

Rada: Pokud vlastníte osobní počítač, je snazší použít výpočetní program italské značky GLOBAL, který se nachází na oficiálním zdroji výrobce.

Mnoho známých firem, včetně GLOBAL, uvádí v dokumentaci tepelný výkon svých zařízení pro různé teplotní podmínky (DT = 60 °C, DT = 50 °C), příklad je uveden v tabulce. Pokud je vaše skutečná ΔT = 50 stupňů, můžete uvedené charakteristiky použít bez jakéhokoli přepočtu.

Výpočet velikosti ocelového radiátoru

Konstrukce panelových zařízení se liší od sekčních. Radiátory jsou vyrobeny z lisovaných ocelových plechů o tloušťce 1…1.2 mm, předřezaných na požadovanou velikost. Pro výběr radiátoru požadovaného výkonu je třeba zjistit tepelný výkon 1 metru délky panelu svařeného z plechů.

Doporučujeme použít nejjednodušší metodu založenou na technických údajích od seriózního německého výrobce panelových vodních radiátorů Kermi. Podstata: lisované baterie jsou sjednocené, typy výrobků se liší počtem topných panelů a žeber pro výměnu tepla. Klasifikace radiátorů vypadá takto:

• typ 10 – jednopanelové zařízení bez přídavných žeber;
• typ 11 – 1 panel + 1 plech vlnitého plechu;
• typ 12 – dva panely plus 1 plech žeber;
• typ 20 – baterie se 2 topnými deskami, konvekční žebrování není k dispozici;
• Typ 22 – dvoupanelový radiátor se 2 plechy, zvětšující plochu pro výměnu tepla.

Poznámka. Existují také ohřívače typu 33 (3 panely + 3 žebra), ale tyto výrobky jsou méně žádané kvůli větší tloušťce a ceně. Nejoblíbenějším modelem je typ 22.

Panelová lisovaná zařízení jakékoli značky se tedy liší pouze instalačními rozměry. Výpočet topných těles se scvrkává na výběr vhodného typu, poté se délka baterie pro konkrétní místnost vypočítá na základě výšky a tepelného výkonu. Algoritmus je následující:

1. Určete výchozí údaje uvedené na začátku článku.
2. Vyberte typ a výšku topného zařízení. Nejběžnějšími možnostmi jsou výrobky s výškou 30, 40 a 50 cm, typ 22.
3. Použijte tabulku, která ukazuje tepelný výkon q (W/1 m.p.) radiátorů Kermi různých typů a velikostí v závislosti na provozních podmínkách. Začněte levým sloupcem – najděte odpovídající teplotu v místnosti, poté chladivo, poté výšku a typ baterie. V buňce na průsečíku řádku a sloupce najdete výkon 1 metru radiátoru.
4. Vydělte množství energie potřebné k vytápění číslem q, abyste zjistili plochu radiátoru dané výšky.
5. Vyberte z katalogu ohřívač vody vhodné délky. V případě potřeby (například příliš dlouhý radiátor) rozdělte tuto velikost na 2–3 zařízení.

Příklad výpočtu. Určeme rozměry ocelového radiátoru pro stejnou místnost o rozloze 15.75 m²: tepelná ztráta – 2048 W, teplota vzduchu – 22 stupňů, chladicí kapalina – 65 °C. Vezměme standardní baterie o výšce 500 mm, typ 22. Podle tabulky zjistíme q = 1461 W, zjistíme celkovou délku panelu 2048 / 1461 = 1.4 m. Z katalogu libovolného výrobce vybereme nejbližší větší možnost – ohřívač dlouhý 1.5 m nebo 2 zařízení o délce 0.7 m.

Rada. Naše pokyny jsou pro produkty Kermi 100% správné. Při nákupu radiátorů jiné značky (zejména čínské) by se měla délka panelu brát s rezervou 10-15 %.

Topná zařízení pro jednotrubkové systémy

Důležitou vlastností horizontální „Leningradky“ je postupný pokles teploty v hlavním potrubí v důsledku přimísení chladiva chlazeného bateriemi. Pokud 1 okružní potrubí obsluhuje více než 5 zařízení, může rozdíl na začátku a konci rozvodného potrubí dosáhnout 15 °C. Výsledkem je, že poslední radiátory vydávají méně tepla.

Abyste zajistili, že vzdálené baterie přenesou do místnosti požadované množství energie, proveďte při výpočtu topného výkonu následující úpravy:

1. Vyberte první 4 radiátory podle výše uvedených pokynů.
2. Zvyšte výkon 5. zařízení o 10%.
3. K vypočítanému tepelnému výkonu každé následující baterie přidejte dalších 10 procent.

Vysvětlení. Kapacita 6. radiátoru se zvyšuje o 20 %, 30. o XNUMX % a tak dále. Proč zvyšovat poslední baterie jednotrubkové „Leningradky“, je podrobně vysvětleno odborníkem ve videu:

Na závěr pár upřesnění

Topná zařízení mohou pracovat za různých podmínek a být zapojena pomocí různých schémat. Tyto faktory ovlivňují tepelný výkon topných těles v provozním režimu. Při určování výkonu pokojových radiátorů zvažte několik doporučení:

1. Pokud je baterie připojena k potrubí pomocí vícesměrného spodního schématu, účinnost vytápění se sníží. K vypočítanému ukazateli výkonu zařízení přidejte 10 %.
2. V kombinovaných systémech (síť radiátorů + podlahové vytápění) hrají konvekční zařízení pomocnou roli. Hlavní topné zatížení nesou podlahové okruhy. Vypočítaný tepelný výkon radiátorů by se však neměl podceňovat; v případě potřeby by měly baterie podlahové vytápění zcela nahradit.
3. Majitelé domů často zakrývají topná tělesa ozdobnými zástěnami, dokonce i sádrokartonem, čímž vznikají konvekční mezery. V tomto případě se infračervené teplo vyzařované zahřátým povrchem zařízení zcela ztrácí. Proto bude nutné zvýšit výkon baterie alespoň o 40 %.
4. Neinstalujte 1-3 sekce radiátorů, i když výpočty toto číslo ukazují. Chcete-li získat normální topné zařízení, musíte nainstalovat alespoň 4 žebra.
5. Nemrznoucí směsi jsou z hlediska tepelné kapacity horší než běžná voda, rozdíl je přibližně 15 %. Při použití nemrznoucích směsí zvyšte plochu výměny tepla baterií o 10 % (zvětšete počet sekcí radiátorů nebo velikost panelů).

Při výpočtu topných radiátorů zvažte jednoduché pravidlo: čím nižší je teplota vody v přívodním potrubí, tím větší je plocha pro výměnu tepla potřebná k vytápění místností. Vyberte kotlové zařízení a nainstalujte systémy správně, abyste nemuseli řešit problémy zvětšováním sekcí baterií.