Расчет чугунных батарей на комнату: таблица, как рассчитать количество секций радиатора на квадратный метр | Сруб Всем! — Строительство деревянных домов из бревна, бруса и бревен

Содержание

Калькулятор расчета количества секций чугунного радиатора МС

Несмотря на широкий ассортимент современных теплообменных приборов отопления, привычные всем чугунные радиаторы-«гармошки» вовсе не собираются уходить в небытие. Мало того, производители таких батарей не испытывают никаких проблем со сбытом. Это объясняется отменной надежностью изделий, которые могут служить по полувеку и больше, и высокими показателями теплоотдачи.

Калькулятор расчета количества секций чугунного радиатора МС

Как правильно определиться с количеством секций подобных радиаторов, чтобы обеспечить в помещении комфортные условия проживания? Все зависит от особенностей комнаты, где их планируется установить, и от параметров самих батарей – они могут существенно различаться. Прийти к правильному решению поможет наш калькулятор расчета количества секций чугунного радиатора МС.

Цены на чугунные радиаторы

~~радиатор чугунный~~

Расчет требует некоторых пояснений – они будут приведены ниже калькулятора.

Калькулятор расчета количества секций чугунного радиатора МС

Перейти к расчётам

Расчет проводится для каждого помещения отдельно.
Последовательно введите запрашиваемые значения или отметьте нужные варианты в предлагаемых списках.
Нажмите кнопку «Рассчитать количество секций»

Площадь помещения, м²

Количество внешних стен

нетоднадветри

Внешние стены смотрят на:

Север, Северо-Восток, ВостокЮг, Юго-Запад, Запад

Положение внешней стены относительно зимней «розы ветров»

наветренная сторонаподветренная сторонапараллельная направлению ветра

Уровень отрицательных температур воздуха в регионе в самую холодную неделю года

— 35 °С и нижеот — 30 °С до — 34 °Сот — 25 °С до — 29 °Сот — 20 °С до — 24 °Сот — 15 °С до — 19 °Сот — 10 °С до — 14 °Сне холоднее — 10 °С

Какова степень утепленности внешних стен?

Внешние стены не утепленыСредняя степень утепленияВнешние стены имеют качественное утепление

Высота потолка в помещении

до 2,7 м2,8 ÷ 3,0 м3,1 ÷ 3,5 м3,6 ÷ 4,0 мболее 4,1 м

Что расположено снизу?

Холодный пол по грунту или над неотапливаемым помещениемУтепленный пол по грунту или над неотапливаемым помещениемСнизу расположено отапливаемое помещение

Что расположено сверху?

Холодный чердак или неотапливаемое и не утепленное помещениеУтепленный чердак или иное помещениеОтапливаемое помещение

Тип установленных окон

Обычные деревянные рамы с двойным остеклениемОкна с однокамерным (2 стекла) стеклопакетомОкна с двухкамерным (3 стекла) стеклопакетом или с аргоновым заполнением

Количество окон в помещении

Высота окна, м

Ширина окна, м

Предполагаемая схема врезки радиаторов отопления

Предполагаемые особенности расположения радиаторов

Радиатор на стене установлен открытоРадиатор сверху прикрыт подоконником или полкойРадиатор сверху прикрыт стеновой нишейРадиатор с лицевой части прикрыт декоративным экраномРадиатор полность прикрыт декоративным кожухом

Модель радиатора МС

Разъяснения по проведению вычислений

Алгоритм расчета построен на том, что для отопления 10 м² требуется 1 кВт тепловой энергии. Понятно, что это соотношение – весьма условно, поэтому оно будет корректироваться целым рядом коэффициентов, учитывающих специфику помещения.

Площадь помещения – вычислить несложно, особенно если комната имеет традиционную прямоугольную конфигурацию.

Помощь в расчете площадей помещений сложной формы
Если комната имеет более сложную форму, то можно применить несколько различных подходов. Подробнее об этом, с рассмотрением возможных примеров и с калькуляторами расчета – в статье про вычисление площадей помещений.

Количество внешних стен. Чем их больше, тем существеннее теплопотери, и это учтено программой расчета.
Немалое значение имеет расположение внешних стен комнаты относительно сторон света. Причину, наверное, пояснять не требуется.
Если стена расположена с наветренной стороны относительно традиционных зимних ветров, то она будет выхолаживаться быстрее – стало быть, необходим запас тепловой мощности для компенсации этого явления.

«Уровень мороза» характеризует климатические особенности региона. В этой графе указываются не аномальные температуры, а вполне обычные для самой холодной декады зимы.
Если стена утеплена в полной мере, на основании проведенных теплотехнических расчетов, то уровень термоизоляции может считаться качественным. Вообще неутепленные стены, в принципе, даже рассматриваться не должны, так как отопление станет переводом денег на энергоресурсы, и все равно в доме не достичь комфортного микроклимата.
Чем выше потолки, тем значительнее объем комнаты, и тем больше требуется тепловой энергии для ее прогрева.

Две следующие графы учитывают соседство комнаты по вертикали – сверху и снизу, то есть, по сути, теплопотери через потолок и пол.
Далее – несколько полей касающихся наличия и особенностей окон. Естественно, что от этих параметров напрямую зависит общая потребность помещения в тепловой энергии для компенсации возможных теплопотерь.
Если в помещении имеется постоянно используемая дверь, выходящая на улицу, в холодный подъезд или на неотапливаемый балкон, то любое ее открытие сопровождается притоком холодного воздуха. Это необходимо компенсировать определенной добавкой мощности.
Особенности конкретной системы отопления могут повлиять на схему врезки радиаторов в контур. А это, в свою очередь, отражается на теплообменных характеристиках батарей. Необходимо выбрать из представленных примеров предполагаемую схему врезки.

Радиатор, размещенный на стене открыто, спрятанный в нишу или прикрытый кожухом – все они будут серьезно различаться по своей теплоотдаче. Это учтено в специальном поле ввода — необходимо выбрать из списка особенности установки.
Наконец, сами по себе модели чугунных радиаторов МС различаются линейными параметрами и, соответственно, своей удельной тепловой мощностью в пересчете на одну секцию. В предлагаемом списке представлены самые распространение типы чугунных батарей МС, а их характеристики уже заложены в программу расчета.

Результат покажет рекомендуемое количество секций для установки в конкретном помещении.

Подробнее о чугунных радиаторах типа МС
Если есть желание установить эти, хоть и не выдающейся красоты, но зато высоконадежные батареи, рекомендуется познакомиться с ними поближе. Подробнее о чугунных радиаторах МС-140 и их «собратьях» — в специальной публикации нашего портала.

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 м²нужно 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 чугунных батарей отопления на площадь

Как рассчитать количество секций радиаторов

Для расчета количества радиаторов существует несколько методик, но суть их одна: узнать максимальные теплопотери помещения, а затем рассчитать количество отопительных приборов, необходимое для их компенсации.

Методы расчета есть разные. Самые простые дают приблизительные результаты. Тем не менее, их можно использовать, если помещения стандартные или применить коэффициенты, которые позволяют учесть имеющиеся «нестандартные» условия каждого конкретного помещения (угловая комната, выход на балкон, окно во всю стену и т.п.). Есть более сложный расчет по формулам. Но по сути это те же коэффициенты, только собранные в одну формулу.

Есть еще один метод. Он определяет фактические потери. Специальное устройство — тепловизор — определяет реальные потери тепла. И на основании этих данных рассчитывают сколько нужно радиаторов для их компенсации. Чем еще хорош этот метод, так это тем, что на снимке тепловизора точно видно, где тепло уходит активнее всего. Это может быть брак в работе или в строительных материалах, трещина и т.д. Так что заодно можно выправить положение.

Расчет радиаторов зависит от потерь тепла помещением и номинальной тепловой мощности секций

Расчет радиаторов отопления по площади

Самый простой способ. Посчитать требуемое на обогрев количество тепла, исходя из площади помещения, в котором будут устанавливаться радиаторы. Площадь каждой комнаты вы знаете, а потребность тепла можно определить по строительным нормам СНиПа:

для средней климатической полосы на отопление 1м 2 жилого помещения требуется 60-100Вт;
для областей выше 60 о требуется 150-200Вт.

Исходя из этих норм, можно посчитать, сколько тепла потребует ваша комната. Если квартира/дом находятся в средней климатической полосе, для отопления площади 16м 2. потребуется 1600Вт тепла (16*100=1600). Так как нормы средние, а погода постоянством не балует, считаем, что требуется 100Вт. Хотя, если вы проживаете на юге средней климатической полосы и зимы у вас мягкие, считайте по 60Вт.

Расчет радиаторов отопления можно сделать по нормам СНиП

Запас по мощности в отоплении нужен, но не очень большой: с увеличением количества требуемой мощности возрастает количество радиаторов. А чем больше радиаторов, тем больше теплоносителя в системе. Если для тех, кто подключен к центральному отоплению это некритично, то для тех у кого стоит или планируется индивидуальное отопление, большой объем системы означает большие (лишние) затраты на обогрев теплоносителя и большую инерционность системы (менее точно поддерживается заданная температура). И возникает закономерный вопрос: «Зачем платить больше?»

Рассчитав потребность помещения в тепле, можем узнать, сколько потребуется секций. Каждый из отопительных приборов выделять может определенное количество тепла, которое указывается в паспорте. Берут найденную потребность в тепле и делят на мощность радиатора. Результат — необходимое количество секций, для восполнения потерь.

Посчитаем количество радиаторов для того же помещения. Мы определили, что требуется выделить 1600Вт. Пусть мощность одной секции 170Вт. Получается 1600/170=9,411шт. Округлять можно в большую или меньшую сторону на ваше усмотрение. В меньшую можно округлить, например, в кухне — там хватает дополнительных источников тепла, а в большую — лучше в комнате с балконом, большим окном или в угловой комнате.

Система проста, но недостатки очевидны: высота потолков может быть разной, материал стен, окна, утепление и еще целый ряд факторов не учитывается. Так что расчет количества секций радиаторов отопления по СНиП — ориентировочный. Для точного результата нужно внести корректировки.

Как посчитать секции радиатора по объему помещения

При таком расчете учитывается не только площадь, но и высота потолков, ведь нагревать нужно весь воздух в помещении. Так что такой подход оправдан. И в этом случае методика аналогична. Определяем объем помещения, а затем по нормам узнаем, сколько нужно тепла на его обогрев:

в панельном доме на обогрев кубометра воздуха требуется 41Вт;
в кирпичном доме на м 3 — 34Вт.

Обогревать нужно весь объем воздуха в помещении потому правильнее считать количество радиаторов по объему

Рассчитаем все для того же помещения площадью 16м 2 и сравним результаты. Пусть высота потолков 2,7м. Объем: 16*2,7=43,2м 3 .

Дальше посчитаем для вариантов в панельном и кирпичном доме:

В панельном доме. Требуемое на отопление тепло 43,2м 3 *41В=1771,2Вт. Если брать все те же секции мощностью 170Вт, получаем: 1771Вт/170Вт=10,418шт (11шт).
В кирпичном доме. Тепла нужно 43,2м 3 *34Вт=1468,8Вт. Считаем радиаторы: 1468,8Вт/170Вт=8,64шт (9шт).

Как видно, разница получается довольно большая: 11шт и 9шт. Причем при расчете по площади получили среднее значение (если округлять в ту же сторону) — 10шт.

Корректировка результатов

Для того чтобы получить более точный расчет нужно учесть как можно больше факторов, которые уменьшают или увеличивают потери тепла. Это то, из чего с деланы стены и как хорошо они утеплены, насколько большие окна, и какое на них остекление, сколько стен в комнате выходит на улицу и т.п. Для этого существуют коэффициенты, на которые нужно умножить найденные значения теплопотерь помещения.

Количество радиаторов зависит от величины потерь тепла

На окна приходится от 15% до 35% потерь тепла. Конкретная цифра зависит от размеров окна и от того, насколько хорошо оно утеплено. Потому имеются два соответствующих коэффициента:

соотношение 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
- обычные двойные рамы — 1,27.

Стены и кровля

Для учета потерь важен материал стен, степень теплоизоляции, количество стен, выходящих на улицу. Вот коэффициенты для этих факторов.

кирпичные стены толщиной в два кирпича считаются нормой — 1,0
недостаточная (отсутствует) — 1,27
хорошая — 0,8

Наличие наружных стен:

внутреннее помещение — без потерь, коэффициент 1,0
одна — 1,1
две — 1,2
три — 1,3

На величину теплопотерь оказывает влияние отапливаемое или нет помещение находится сверху. Если сверху обитаемое отапливаемое помещение (второй этаж дома, другая квартира и т.п.), коэффициент уменьшающий — 0,7, если отапливаемый чердак — 0,9. Принято считать, что неотапливаемый чердак никак не влияет на температуру в и (коэффициент 1,0).

Нужно учесть особенности помещений и климата чтобы правильно рассчитать количество секций радиатора

Если расчет проводили по площади, а высота потолков нестандартная (за стандарт принимают высоту 2,7м), то используют пропорциональное увеличение/уменьшение при помощи коэффициента. Считается он легко. Для этого реальную высоту потолков в помещении делите на стандарт 2,7м. Получаете искомый коэффициент.

Посчитаем для примера: пусть высота потолков 3,0м. Получаем: 3,0м/2,7м=1,1. Значит количество секций радиатора, которое рассчитали по площади для данного помещения нужно умножить на 1,1.

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

Климатические факторы

Можно внести корректировки в зависимости от средних температур зимой:

Внеся все требуемые корректировки, получите более точное количество требуемых на обогрев комнаты радиаторов с учетом параметров помещений. Но это еще не все критерии, которые оказывают влияние на мощность теплового излучения. Есть еще технические тонкости, о которых расскажем ниже.

Расчет разных типов радиаторов

Если вы собрались ставить секционные радиаторы стандартного размера (с осевым расстоянием 50см высоты) и уже выбрали материал, модель и нужный размер, никаких сложностей с расчетом их количества быть не должно. У большинства солидных фирм, поставляющих хорошее отопительное оборудование, на сайте указаны технические данные всех модификаций, среди которых есть и тепловая мощность. Если указана не мощность, а расход теплоносителя, то перевести в мощность просто: расход теплоносителя в 1л/мин примерно равен мощности в 1кВт (1000Вт).

Осевое расстояние радиатора определяется по высоте между центрами отверстий для подачи/отведения теплоносителя

Чтобы облегчить жизнь покупателям на многих сайтах устанавливают специально разработанную программу-калькулятор. Тогда расчет секций радиаторов отопления сводится к внесению данных по вашему помещению в соответствующие поля. А на выходе вы имеете готовый результат: количество секций данной модели в штуках.

Осевое расстояние определяют между центрами отверстий для теплоносителя

Но если просто пока прикидываете возможные варианты, то стоит учесть, что радиаторы одного размера из разных материалов имеют разную тепловую мощность. Методика расчета количества секций биметаллических радиаторов от расчета алюминиевых, стальных или чугунных ничем не отличается. Разной может быть только тепловая мощность одной секции.

Чтобы считать было проще, есть усредненные данные, по которым можно ориентироваться. Для одной секции радиатора с осевым расстоянием 50см приняты такие значения мощностей:

алюминиевые — 190Вт
биметаллические — 185Вт
чугунные — 145Вт.

Если вы пока только прикидываете, какой из материалов выбрать, можете воспользоваться этими данными. Для наглядности приведем самый простой расчет секций биметаллических радиаторов отопления, в котором учитывается только площадь помещения.

При определении количества отопительных приборов из биметалла стандартного размера (межосевое расстояние 50см) принимается, что одна секция может обогреть 1,8м 2 площади. Тогда на помещение 16м 2 нужно: 16м 2 /1,8м 2 =8,88шт. Округляем — нужны 9 секций.

Аналогично считаем для чугунные или стальные баратери. Нужны только нормы:

биметаллический радиатор — 1,8м 2
алюминиевый — 1,9-2,0м 2
чугунный — 1,4-1,5м 2 .

Это данные для секций с межосевым расстоянием 50см. Сегодня же в продаже есть модели с самой разной высоты: от 60см до 20см и даже еще ниже. Модели 20см и ниже называют бордюрными. Естественно, их мощность отличается от указанного стандарта, и, если вы планируете использовать «нестандарт», придется вносить коррективы. Или ищите паспортные данные, или считайте сами. Исходим из того, что теплоотдача теплового прибора напрямую зависит от его площади. С уменьшением высоты уменьшается площадь прибора, а, значит, и мощность уменьшается пропорционально. То есть, нужно найти соотношение высот выбранного радиатора со стандартом, а потом при помощи этого коэффициента откорректировать результат.

Расчет чугунных радиаторов отопления. Считать может по площади или объему помещения

Для наглядности сделаем расчет алюминиевых радиаторов по площади. Помещение то же: 16м 2. Считаем количество секций стандартного размера: 16м 2 /2м 2 =8шт. Но использовать хотим маломерные секции высотой 40см. Находим отношение радиаторов выбранного размера к стандартным: 50см/40см=1,25. И теперь корректируем количество: 8шт*1,25=10шт.

Корректировка в зависимости от режима отопительной системы

Производители в паспортных данных указывают максимальную мощность радиаторов: при высокотемпературном режиме использования — температура теплоносителя в подаче 90 о С, в обратке — 70 о С (обозначается 90/70) в помещении при этом должно быть 20 о С. Но в таком режиме современные системы отопления работают очень редко. Обычно используется режим средних мощностей 75/65/20 или даже низкотемпературный с параметрами 55/45/20. Понятно, что требуется расчет откорректировать.

Для учета режима работы системы нужно определить температурный напор системы. Температурный напор — это разница между температурой воздуха и отопительных приборов. При этом температура отопительных приборов считается как среднее арифметическое между значениями подачи и обратки.

Нужно учесть особенности помещений и климата чтобы правильно рассчитать количество секций радиатора

Чтобы было понятнее произведем расчет чугунных радиаторов отопления для двух режимов: высокотемпературного и низкотемпературного, секции стандартного размера (50см). Помещение то же: 16м 2. Одна чугунная секция в высокотемпературном режиме 90/70/20 обогревает 1,5м 2. Потому нам потребуется 16м 2 /1,5м 2 =10,6шт. Округляем — 11шт. В системе планируется использовать низкотемпературный режим 55/45/20. Теперь найдем температурный напор для каждой из систем:

высокотемпературная 90/70/20- (90+70)/2-20=60 о С;
низкотемпературный 55/45/20 — (55+45)/2-20=30 о С.

То есть если будет использоваться низкотемпературный режим работы, понадобится в два раза больше секций для обеспечения помещения теплом. Для нашего примера на комнату 16м 2 требуется 22 секции чугунных радиаторов. Большая получается батарея. Это, кстати, одна из причин, почему этот вид отопительных приборов не рекомендуют использовать в сетях с низкими температурами.

При таком расчете можно принять во внимание и желаемую температуру воздуха. Если вы хотите, чтобы в помещении было не 20 о С а, например, 25 о С просто рассчитайте тепловой напор для этого случая и найдите нужный коэффициент. Сделаем расчет все для тех же чугунных радиаторов: параметры получатся 90/70/25. Считаем температурный напор для этого случая (90+70)/2-25=55 о С. Теперь находим соотношение 60 о С/55 о С=1,1. Чтобы обеспечить температуру в 25 о С нужно 11шт*1,1=12,1шт.

Зависимость мощности радиаторов от подключения и места расположения

Кроме всех описанных выше параметров теплоотдача радиатора изменяется в зависимости от типа подключения. Оптимальным считается диагональное подключение с подачей сверху, в таком случае потерь тепловой мощности нет. Самые большие потери наблюдаются при боковом подключении — 22%. Все остальные — средние по эффективности. Приблизительно величины потерь в процентах указаны на рисунке.

Потери тепла на радиаторах в зависимости от подключения

Уменьшается фактическая мощность радиатора и при наличии заграждающих элементов. Например, если сверху нависает подоконник, теплоотдача падает на 7-8%, если он не полностью перекрывает радиатор, то потери 3-5%. При установке сетчатого экрана, который не доходит до пола, потери примерно такие же, как и в случае с нависающим подоконником: 7-8%. А вот если экран закрывает полностью весь отопительный прибор, его теплоотдача уменьшается на 20-25%.

Количество тепла зависит и от установки

Количество тепла зависит и от места установки

Определение количества радиаторов для однотрубных систем

Есть еще один очень важный момент: все вышеизложенное справедливо для двухтрубной системы отопления. когда на вход каждого из радиаторов поступает теплоноситель с одинаковой температурой. Однотрубная система считается намного сложнее: там на каждый последующий отопительный прибор вода поступает все более холодная. И если хотите рассчитать количество радиаторов для однотрубной системы, нужно каждый раз пересчитывать температуру, а это сложно и долго. Какой выход? Одна из возможностей — определить мощность радиаторов как для двухтрубной системы, а потом пропорционально падению тепловой мощности добавлять секции для увеличения теплоотдачи батареи в целом.

В однотрубной системе вода на каждый радиатор поступает все более холодная

Поясним на примере. На схеме изображена однотрубная система отопления с шестью радиаторами. Количество батарей определили для двухтрубной разводки. Теперь нужно внести корректировку. Для первого отопительного прибора все остается по-прежнему. На второй поступает уже теплоноситель с меньшей температурой. Определяем % падения мощности и на соответствующее значение увеличиваем количество секций. На картинке получается так: 15кВт-3кВт=12кВт. Находим процентное соотношение: падение температуры составляет 20%. Соответственно для компенсации увеличиваем количество радиаторов: если нужно было 8шт, будет на 20% больше — 9 или 10шт. Вот тут и пригодится вам знание помещения: если это спальня или детская, округлите в большую сторону, если гостиная или другое подобное помещение, округляете в меньшую. Принимаете во внимание и расположение относительно сторон света: в северных округляете в большую, в южных — в меньшую.

В однотрубных системах нужно в расположенных дальше по ветке радиаторах добавлять секции

Этот метод явно не идеален: ведь получится, что последняя в ветке батарея должна будет иметь просто огромные размеры: судя по схеме на ее вход подается теплоноситель с удельной теплоемкостью равной ее мощности, а снять все 100% на практике нереально. Потому обычно при определении мощности котла для однотрубных систем берут некоторый запас, ставят запорную арматуру и подключают радиаторы через байпас, чтобы можно было отрегулировать теплоотдачу, и таким образом компенсировать падение температуры теплоносителя. Из всего этого следует одно: количество или/и размеры радиаторов в однотрубной системе нужно увеличивать, и по мере удаления от начала ветки ставить все больше секций.

Приблизительный расчет количества секций радиаторов отопления дело несложное и быстрое. А вот уточнение в зависимости от всех особенностей помещений, размеров, типа подключения и расположения требует внимания и времени. Зато вы точно сможете определиться с количеством отопительных приборов для создания комфортной атмосферы зимой.

Расчет количества радиаторов отопления на площадь

При проектировании нового дома или замене старой обогревательной системы требуется знать необходимое число батарей для каждой комнаты. Замеры «на глазок» являются малоэффективными. Необходим точный расчет количества радиаторов отопления на площадь, в противном случае в помещении будет либо очень холодно, если источников тепла недостаточно, либо, наоборот, слишком жарко при их избытке, что приведет к нежелательному регулярному перерасходу ресурсов.

Для расчета количества радиаторов на площадь применяют разные методики, суть которых сводится к одному – определить теплопотери помещения при разной уличной температуре и рассчитать необходимое количество батарей, чтобы компенсировать теплопотери.

Классическая методика

На сегодняшний день методов расчета достаточно много. Элементарные схемы – по площади, высоте потолков и региону дают лишь приблизительные результаты. Более точные, где учитываются все характеристики помещения (расположение, наличие балкона, качество дверей и окон и т.д.) и используются специальные коэффициенты, дают действительно оптимальный результат, когда в помещении всегда будет комфортная для человека температура.

В большинстве случаев строители или владельцы жилья перед ремонтом используют популярный метод расчета радиатора отопления по площади. Он актуален для помещений, имеющих высоту потолков около 2,5 метра. Эта минимальная санитарная норма действует еще с советских времен, поэтому основная масса многоквартирных домов ориентировалась на данное значение.

Стоит учесть, что перед тем, как рассчитать алюминиевые радиаторы отопления на площадь или чугунные, в этом методе не берутся ко вниманию многие поправочные коэффициенты, касающиеся индивидуальных особенностей помещения (толщина стен, застекленность и т.д.).

Расчет батареи отопления по площади выполняется исходя из константы, которая определяет, что для обогрева 1 м 2 в комнате требуется 100 Вт тепловой энергии.

Пример для комнаты в 20 кв.м:

20 м 2 х 100 Вт = 2000 Вт

Расчетная тепловая необходимая мощность для такого помещения составляет около 2000 Вт.

Каждая батарея состоит из нескольких обособленных секций, собираемых при монтаже в единый модуль. Подбор радиатора по площади помещения осуществляется исходя из его выходных характеристик, заданных производителем. Подобные данные указываются в паспорте, идущем вместе с радиатором. Перед тем, как рассчитать количество секций радиатора отопления, желательно узнать эти цифры. Вся эта информация есть в техническом паспорте, также ее можно узнать у консультанта при покупке или в интернете на сайте производителя.

Например, когда в инструкции приведено значение для одной секции в 180 Вт, то чтобы выяснить общее количество секций, понадобится суммарную требуемую мощность поделить на выдаваемое значение отдельной секции:

2000 Вт. 180 Вт = 11,11 штук

Значение, которое даст этот расчёт радиаторов отопления необходимо правильно округлить. Делать это нужно всегда в бо́льшую сторону, чтобы в полной мере обеспечить теплом интерьер. То есть, на указанном выше примере будет установлено 12 батарей.

Данная методика является актуальной для многоквартирных домов, где температура теплоносителя составляет около 700С. Также можно пользоваться еще одним упрощенным методом. По следующему расчету батарей отопления на площадь константой является значение в 1,8 м 2. Его должна обогревать одна условная секция средних габаритов.

Для помещения в 22 кв.м получится расчет:

22 м 2. 1,8 м2 = 12,2 штук (округляем до 13)

Однако, этот приблизительный расчёт радиаторов отопления не допускается при монтаже модулей, имеющих повышенную теплоотдачу на уровне 150-200 Вт от каждой секции.

Обогревать необходимо весь объем воздуха, поэтому рациональнее определять нужное количество радиаторов по объему.

Применение поправочных коэффициентов

Во время предварительного более строгого расчета батарей по площади понадобится делать поправку на индивидуальные особенности, связанные со зданием, системой отопления, самими секциями и т.п.

В большинстве случаев понизить погрешность удается, зная следующую информацию:

вода, используемая в качестве теплоносителя, обладает меньшей теплопроводностью, чем нагретый пар;
для угловой комнаты необходимо поднять количество радиаторов на 15-20 %, в зависимости от ее степени и качества утепления;
для комнат с потолками выше 3 метров проводят расчёт радиатора отопления не по площади, а по кубатуре помещения;
большее количество окон даст менее теплые начальные условия, в комнате желательно поделить секции для установки под каждым окном;
у разного материала радиаторов различная степень теплопроводности;
для более холодной климатической зоны необходимо делать увеличенный поправочный коэффициент;
старые деревянные рамы обладают худшими показателями теплопроводности, чем новее стеклопакеты;
при движении теплоносителя сверху вниз заметно повышение мощности до 20%

используемая вентиляция предполагает повышенную мощность.

Почему батареи всегда ставят под окно

Любой радиатор, независимо от типа, конструкции и материала, основан на конвекции теплого воздуха. Нагреваясь, воздух поднимается вверх, на его место «приходит» холодный, который также нагревается, поднимается и снова новая порция холодного воздуха. Подобная постоянная циркуляция и обеспечивает равномерный прогрев всей площади помещения при условии правильного расчета количества источников тепла.

Окно в любом помещении – мост холода, который за счет конструкции и большой теплоотдающей поверхности, пропускает больше холодного воздуха, чем стены и даже входная дверь. Установленный под окном источник тепла успевает прогреть поступающий от окна холодный воздух и в помещение он попадает уже теплым. Если нагревательные элементы не ставить под окно, а в любом другом месте помещения, идущий от окна холодный поток будет циркулировать по помещению. И даже самого мощного радиатора не хватит на то, чтобы незаметно нейтрализовать холод.

ВИДЕО: С какими можно столкнуться ошибками при расчете

Вычисление, базирующееся на объеме комнаты

Предлагаемый расчёт радиатора отопления по объему по своей сути похож на расчёт секций радиаторов по площади помещения. Однако, здесь базовым значением является не площадь, а кубатура помещения. Предварительно необходимо получить значение объема помещения. Отечественные нормы СНИП предполагают для обогрева 1 м 3 помещения 41 Вт тепла. Чтобы найти объем, необходимо перемножить высоту, длину и ширину комнаты.

Для примера берем площадь комнаты в 22 кв.м с потолками в 3 м высоты. Получим необходимый объем:

Главная » Отопление » Как рассчитать количество секций радиатора

Как рассчитать количество секций радиатора

При модернизации системы отопления кроме замены труб меняют и радиаторы. Причем сегодня они есть из разных материалов, разных форм и размеров. Что не менее важно, имеют они разную теплоотдачу: количество тепла, которые могут передать воздуху. И это обязательно учитывают, когда делают расчет секций радиаторов.

В помещении будет тепло, если количество тепла, которое уходит, будет компенсироваться. Поэтому в расчетах за основу берут теплопотери помещений (они зависят от климатической зоны, от материала стен, утепления, площади окон и т.д.). Второй параметр — тепловая мощность одной секции. Это то количество тепла, которое она может выдать при максимальных параметрах системы (90°C на входе и 70°C на выходе). Эта характеристика обязательно указывается в паспорте, зачастую присутствует на упаковке.

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

Один важный момент: проводя расчеты самостоятельно, учтите, что большинство производителей указывают максимальную цифру, которую они получили при идеальных условиях. Потому любое округление производите в большую сторону. В случае с низкотемпературным отоплением (температура теплоносителя на входе ниже 85°C) ищут тепловую мощность для соответствующих параметров или делают перерасчет (описан ниже).

Расчет по площади

Это — самая простая методика, позволяющая примерно оценить число секций, необходимое для отопления помещения. На основании многих расчетов выведены нормы по средней мощности отопления одного квадрата площади. Чтобы учесть климатические особенности региона, в СНиПе прописали две нормы:

для регионов средней полосы России необходимо от 60 Вт до 100 Вт;
для районов, находящихся выше 60°, норма отопления на один квадратный метр 150-200 Вт.

Почему в нормах дан такой большой диапазон? Для того, чтобы можно было учесть материалы стен и степень утепления. Для домов из бетона берут максимальные значения, для кирпичных можно использовать средние. Для утепленных домов — минимальные. Еще одна важная деталь: эти нормы просчитаны для средней высоты потолка — не выше 2,7 метра.

Как рассчитать количество секций радиатора: формула

Зная площадь помещения, умножаете ее норму затрат тепла, наиболее подходящую для ваших условий. Получаете общие теплопотери помещения. В технических данных к выбранной модели радиатора, находите тепловую мощность одной секции. Общие теплопотери делите на мощность, получаете их количество. Несложно, но чтобы было понятнее, приведем пример.

Пример расчета количества секций радиаторов по площади помещения

Угловое помещение 16 м 2. в средней полосе, в кирпичном доме. Устанавливать будут батареи с тепловой мощностью 140 Вт.

Для кирпичного дома берем теплопотери в середине диапазона. Так как помещение угловое, лучше взять большее значение. Пусть это будет 95 Вт. Тогда получается, что для обогрева помещения требуется 16 м 2 * 95 Вт = 1520 Вт.

Теперь считаем количество: 1520 Вт / 140 Вт = 10,86 шт. Округляем, получается 11 шт. Столько секций радиаторов необходимо будет установить.

Расчет батарей отопления на площадь прост, но далеко не идеален: высота потолков не учитывается совершенно. При нестандартной высоте используют другую методику: по объему.

Считаем батареи по объему

Есть в СНиПе нормы и для обогрева одного кубометра помещений. Они даны для разных типов зданий:

для кирпичных на 1 м 3 требуется 34 Вт тепла;
для панельных — 41 Вт

Этот расчет секций радиаторов похож на предыдущий, только теперь нужна не площадь, а объем и нормы берем другие. Объем умножаем на норму, полученную цифру делим на мощность одной секции радиатора (алюминиевого, биметаллического или чугунного).

Формула расчета количества секций по объему

Пример расчета по объему

Для примера рассчитаем, сколько нужно секций в комнату площадью 16 м 2 и высотой потолка 3 метра. Здание построено из кирпича. Радиаторы возьмем той же мощности: 140 Вт:

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

Теперь вы знаете два способа того, как рассчитать количество радиаторов на комнату.

Теплоотдача одной секции

Сегодня ассортимент радиаторов большой. При внешней схожести большинства, тепловые показатели могут значительно отличаться. Они зависят от материала, из которого изготовлены, от размеров, толщины стенок, внутреннего сечения и от того, насколько хорошо продумана конструкция.

Потому точно сказать, сколько кВт в 1 секции алюминиевого (чугунного биметаллического) радиатора, можно сказать только применительно к каждой модели. Эти данные указывает производитель. Ведь есть значительная разница в размерах: одни из них высокие и узкие, другие — низкие и глубокие. Мощность секции одной высоты того же производителя, но разных моделей, могут отличаться на 15-25 Вт (смотрите в таблице ниже STYLE 500 и STYLE PLUS 500). Еще более ощутимые отличия могут быть у разных производителей.

Технические характеристики некоторых биметаллических радиаторов. Обратите внимание, что тепловая мощность одинаковых по высоте секций может иметь ощутимую разницу

Тем не менее, для предварительной оценки того, сколько секций батарей нужно для отопления помещений, вывели средине значения тепловой мощности по каждому типу радиаторов. Их можно использовать при приблизительных расчетах (приведены данные для батарей с межосевым расстоянием 50 см):

Биметаллический — одна секция выделяет 185 Вт (0,185 кВт).
Алюминиевый — 190 Вт (0,19 кВт).
Чугунные — 120 Вт (0,120 кВт).

Точнее сколько кВт в одной секции радиатора биметаллического, алюминиевого или чугунного вы сможете, когда выберете модель и определитесь с габаритами. Очень большой может быть разница в чугунных батареях. Они есть с тонкими или толстыми стенками, из-за чего существенно изменяется их тепловая мощность. Выше приведены средние значения для батарей привычной формы (гармошка) и близких к ней. У радиаторов в стиле «ретро» тепловая мощность ниже в разы.

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

Исходя из этих значений и средних норм в СНиПе вывели среднее количество секций радиатора на 1 м 2 :

биметаллическая секция обогреет 1,8 м 2 ;
алюминиевая — 1,9-2,0 м 2 ;
чугунная — 1,4-1,5 м 2 ;

Как рассчитать количество секций радиатора по этим данным? Все еще проще. Если вы знаете площадь комнаты, делите ее на коэффициент. Например, комната 16 м 2. для ее отопления примерно понадобится:

биметаллических 16 м 2 / 1,8 м 2 = 8,88 шт, округляем — 9 шт.
алюминиевых 16 м 2 / 2 м 2 = 8 шт.
чугунных 16 м 2 / 1,4 м 2 = 11,4 шт, округляем — 12 шт.

Эти расчеты только примерные. По ним вы сможете примерно оценить затраты на приобретение отопительных приборов. Точно рассчитать количество радиаторов на комнату вы сможете выбрав модель, а потом еще 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 батареи указывается для идеальных условий. Столько тепла выдаст батарея, если на входе ее теплоноситель имеет температуру +90°C, на выходе +70°C, в помещении при этом поддерживается +20°C. То есть, температурный напор системы (называют еще «дельта системы») будет 70°C. Что делать, если в вашей системе выше +70°C на входе на бывает? или необходима температура в помещении +23°C? Пересчитывать заявленную мощность.

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

Формула расчета температурного напора системы отопления

Для нашего случая получается: (70°C+ 60°C)/2 — 23°C = 42°C. Дельта для таких условий 42°C. Далее находим это значение в таблице пересчета (расположена ниже) и заявленную мощность умножаем на этот коэффициент. Поучаем мощность, которую сможет выдать эта секция для ваших условий.

Таблица коэффициентов для систем отопления с разной дельтой температур

Находим в столбцах, подкрашенных синим цветом, строчку с дельтой 42°C. Ей соответствует коэффициент 0,51. Теперь рассчитываем, тепловую мощность 1 секции радиатора для нашего случая. Например, заявленная мощность 185 Вт, применив найденный коэффициент, получаем: 185 Вт * 0,51 = 94,35 Вт. Почти в два раза меньше. Вот эту мощность и нужно подставлять когда делаете расчет секций радиаторов. Только с учетом индивидуальных параметров в помещении будет тепло.

Источники: http://teplowood.ru/raschet-radiatorov-otopleniya.html, http://www.portaltepla.ru/radiatori-otopleniya/kak-rasschitat-kolichestvo-sekcij-radiatora-otopleniya/, http://stroychik.ru/otoplenie/raschet-sekcij-radiatorov

Расчет чугунных батарей отопления на площадь

Калькулятор расчета количества секций чугунного радиатора МС — с подробными коментариями

Калькулятор расчета количества секций чугунного радиатора МС

Расчет требует некоторых пояснений – они будут приведены ниже калькулятора.

Калькулятор расчета количества секций чугунного радиатора МС

Разъяснения по проведению вычислений

Площадь помещения – вычислить несложно, особенно если комната имеет традиционную прямоугольную конфигурацию.

Помощь в расчете площадей помещений сложной формы

Если комната имеет более сложную форму, то можно применить несколько различных подходов. Подробнее об этом, с рассмотрением возможных примеров и с калькуляторами расчета – в статье про вычисление площадей помещений.

Количество внешних стен. Чем их больше, тем существеннее теплопотери, и это учтено программой расчета.
Немалое значение имеет расположение внешних стен комнаты относительно сторон света. Причину, наверное, пояснять не требуется.
Если стена расположена с наветренной стороны относительно традиционных зимних ветров, то она будет выхолаживаться быстрее – стало быть, необходим запас тепловой мощности для компенсации этого явления.
«Уровень мороза» характеризует климатические особенности региона. В этой графе указываются не аномальные температуры, а вполне обычные для самой холодной декады зимы.
Если стена утеплена в полной мере, на основании проведенных теплотехнических расчетов, то уровень термоизоляции может считаться качественным. Вообще неутепленные стены, в принципе, даже рассматриваться не должны, так как отопление станет переводом денег на энергоресурсы, и все равно в доме не достичь комфортного микроклимата.
Чем выше потолки, тем значительнее объем комнаты, и тем больше требуется тепловой энергии для ее прогрева.
Две следующие графы учитывают соседство комнаты по вертикали – сверху и снизу, то есть, по сути, теплопотери через потолок и пол.
Далее – несколько полей касающихся наличия и особенностей окон. Естественно, что от этих параметров напрямую зависит общая потребность помещения в тепловой энергии для компенсации возможных теплопотерь.
Если в помещении имеется постоянно используемая дверь, выходящая на улицу, в холодный подъезд или на неотапливаемый балкон, то любое ее открытие сопровождается притоком холодного воздуха. Это необходимо компенсировать определенной добавкой мощности.
Особенности конкретной системы отопления могут повлиять на схему врезки радиаторов в контур. А это, в свою очередь, отражается на теплообменных характеристиках батарей. Необходимо выбрать из представленных примеров предполагаемую схему врезки.
Радиатор, размещенный на стене открыто, спрятанный в нишу или прикрытый кожухом – все они будут серьезно различаться по своей теплоотдаче. Это учтено в специальном поле ввода — необходимо выбрать из списка особенности установки.
Наконец, сами по себе модели чугунных радиаторов МС различаются линейными параметрами и, соответственно, своей удельной тепловой мощностью в пересчете на одну секцию. В предлагаемом списке представлены самые распространение типы чугунных батарей МС, а их характеристики уже заложены в программу расчета.
Результат покажет рекомендуемое количество секций для установки в конкретном помещении.

Подробнее о чугунных радиаторах типа МС

Если есть желание установить эти, хоть и не выдающейся красоты, но зато высоконадежные батареи, рекомендуется познакомиться с ними поближе. Подробнее о чугунных радиаторах МС-140 и их «собратьях» — в специальной публикации нашего портала.

stroyday.ru

Расчет батарей отопления на площадь: методика + встроенный калькулятор

Один из наиболее важных вопросов создания комфортных условий проживания в доме или квартире – это надежная, правильно рассчитанная и смонтированная, хорошо сбалансированная система отопления. Именно поэтому создание такой системы – главнейшая задача при организации строительства собственного дома или при проведении капитального ремонта в квартире многоэтажки.

Несмотря на современное разнообразие систем отопления различных типов, лидером по популярности все же остается проверенная схема: контуры труб с циркулирующим по ним теплоносителем, и приборы теплообмена – радиаторы, установленные в помещениях. Казалось бы – все просто, батареи стоят под окнами и обеспечивают требуемый нагрев… Однако, необходимо знать, что теплоотдача от радиаторов должна соответствовать и площади помещения, и целому ряду других специфических критериев. Теплотехнические расчеты, основанные на требованиях СНиП – достаточно сложная процедура, выполняемая специалистами. Тем не менее, можно выполнить ее и своими силами, естественно, с допустимым упрощением. В настоящей публикации будет рассказано, как самостоятельно провести расчет батарей отопления на площадь обогреваемого помещения с учетом различных нюансов.

Расчет батарей отопления на площадь

Но, для начала, нужно хотя бы бегло ознакомиться с существующими радиаторами отопления – от их параметров во многом будут зависеть и результаты проводимых расчетов.

Кратко о существующих типах радиаторов отопления

Современный ассортимент радиаторов, представленных в продаже, включает следующие их виды:

Стальные радиаторы панельной или трубчатой конструкции.
Чугунные батареи.
Алюминиевые радиаторы нескольких модификаций.
Биметаллические радиаторы.

Стальные радиаторы

Этот тип радиаторов не снискал себе особой популярности, несмотря на то, что некоторым моделям придается весьма элегантное дизайнерское оформление. Проблема в том, что недостатки таких приборов теплообмена существенно превышают их достоинства – невысокую цену¸ относительно небольшую массу и простоту монтажа.

Стальные радиаторы отопления имеют немало недостатков

Тонкие стальные стенки таких радиаторов недостаточно теплоёмки – быстро нагреваются, но и столь же стремительно остывают. Могут возникнуть проблемы и при гидравлических ударах – сварные соединения листов иногда дают при этом течь. Кроме того, недорогие модели, не имеющие специального покрытия, подвержены коррозии, и срок службы таких батарей невелик – обычно производители дают им довольно небольшую по длительности эксплуатации гарантию.

В подавляющем большинстве случаев стальные радиаторы представляют собой цельную конструкцию, и варьировать теплоотдачу изменением числа секций не позволяют. Они имеют паспортную тепловую мощность, которую сразу же нужно выбирать, исходя из площади и особенностей помещения, где они планируются к установке. Исключение – некоторые трубчатые радиаторы имеют возможность изменения количества секций, но это обычно делается под заказ, при изготовлении, а не в домашних условиях.

Чугунные радиаторы

Представители этого типа батарей наверняка знакомы каждому еще с раннего детства – именно такие гармошки устанавливались ранее буквально повсеместно.

Знакомый всем с детских лет чугунный радиатор МС-140-500

Возможно, такие батареи МС-140—500 и не отличались особым изяществом, но зато верно служили не одному поколению жильцов. Каждая секция подобного радиатора обеспечивала теплоотдачу в 160 Вт. Радиатор сборный, и количество секций, в принципе, ничем не ограничивалось.

Современные чугунные батареи отопления

В настоящее время в продаже немало современных чугунных радиаторов. Их уже отличает более элегантный внешний вид, ровные гладкие наружные поверхности, которые облегчают уборку. Выпускаются и эксклюзивные варианты, с интересным рельефным рисунком чугунного литься.

При всем этом, такие модели в полной мере сохраняют основные достоинства чугунных батарей:

Высокая теплоемкость чугуна и массивность батарей способствуют длительному сохранению и высокой отдаче тепла.
Чугунные батареи, при правильной сборке и качественном уплотнении соединений, не боятся гидроударов, перепадов температур.
Толстые чугунные стенки мало восприимчивы к коррозии и к абразивному износу. Может использоваться практически любой теплоноситель, так что такие батареи одинаково хороши и для автономной, и для центральной систем отопления.

Если не принимать в расчёт внешние данные старых чугунных батарей, то из недостатков можно отметить хрупкость металла (недопустимы акцентированные удары), относительную сложность монтажа, связанную в больше мере с массивностью. Кроме того, далеко не любые стеновые перегородки смогут выдержать вес таких радиаторов.

Алюминиевые радиаторы

Алюминиевые радиаторы, появившись сравнительно недавно, очень быстро завоевали популярность. Они относительно недороги, имеют современный, достаточно элегантный внешний вид, обладают отменной теплоотдачей.

При выборе алюминиевых радиаторов нужно учитывать некоторые важные нюансы

Качественные алюминиевые батареи способны выдерживать давление в 15 и более атмосфер, высокую температуру теплоносителя – порядка 100 градусов. При этом тепловая отдача от одной секции у некоторых моделей достигает порой 200 Вт. Но при этом они небольшой массой (вес секции – обычно до 2 кг) и не требуют большого объема теплоносителя (емкость – не более 500 мл).

Алюминиевые радиаторы представлены в продаже как наборными батареями, с возможностью изменения количества секций, так и цельными изделиями, рассчитанными на определенную мощность.

Недостатки алюминиевых радиаторов:

Некоторые типы весьма подвержены кислородной коррозии алюминия, с высоким риском газообразования при этом. Это предъявляет особы требования к качеству теплоносителя, поэтому такие батареи обычно устанавливают в автономных системах отопления.
Некоторые алюминиевые радиаторы неразборной конструкции, секции которых изготавливаются по технологии экструзии, могут при определенных неблагоприятных условиях дать течь на соединениях. При этом провести ремонт – попросту невозможно, и придется менять всю батарею в целом.

Изо всех алюминиевых батарей самые качественные – изготовленные с применением анодного оксидирования металла. Этим изделиям практически не страшна кислородная коррозия.

Внешне все алюминиевые радиаторы примерно похожи, поэтому необходимо очень внимательно читать техническую документацию, делая выбор.

Биметаллические радиаторы отопления

Подобные радиаторы по своей надежности оспаривают первенство с чугунными, а по тепловой отдаче – с алюминиевыми. Причина тому заключается в их особой конструкции.

Строение биметаллического радиатора отопления

Каждая из секций состоит из двух, верхнего и нижнего, стальных горизонтальных коллекторов (поз. 1), соединенных таким же стальным вертикальным каналом (поз.2). Соединение в единую батарею производится высококачественными резьбовыми муфтами (поз. 3). Высокая теплоотдача обеспечивается наружной алюминиевой оболочкой.

Стальные внутренние трубы выполнены из металла, которые не подвержен коррозии или имеет защитное полимерное покрытие. Ну а алюминиевый теплообменник ни при каких обстоятельствах не контактирует с теплоносителем, и коррозия ему абсолютно не страшна.

Таким образом, получается сочетание высокой прочности и износоустойчивости с отличными теплотехническими показателями.

Такие батареи не боятся даже очень больших скачков давления, высоких температур. Они, по сути, универсальны, и подходят для любых систем отопления, правда, наилучшие эксплуатационные характеристики они все же показывают в условиях высокого давления центральной системы – для контуров с естественной циркуляцией они малопригодны.

Пожалуй, единственных их недостаток – высокая цена по сравнению с любыми другими радиаторами.

Для удобства восприятия размещена таблица, в которой приведены сравнительные характеристики радиаторов. Условные обозначения в ней:

ТС – трубчатые стальные;
Чг – чугунные;
Ал – алюминиевые обычные;
АА – алюминиевые анодированные;
БМ – биметаллические.

ЧгТСАлААБМ

Давление максимальное (атмосфер)
рабочее	6-9	6-12	10-20	15-40	35
опрессовочное	12-15	9	15-30	25-75	57
разрушения	20-25	18-25	30-50	100	75
Ограничение по рН (водородному показателю)	6,5-9	6,5-9	7-8	6,5-9	6,5-9
Подверженность коррозии под воздействием:
кислорода	нет	да	нет	нет	да
блуждающих токов	нет	да	да	нет	да
электролитических пар	нет	слабое	да	нет	слабое
Мощность секции при h=500 мм; Dt=70 ° , Вт	160	85	175-200	216,3	до 200
Гарантия, лет	10	1	3-10	30	3-10

Видео: рекомендации по выбору радиаторов отопления

Как рассчитать нужное количество секций радиатора отопления

Понятно, что установленный в помещении радиатор (один или несколько) должен обеспечить прогрев до комфортной температуры и компенсировать неизбежные теплопотери, независимо от погоды на улице.

Базовой величиной для вычислений всегда выступает площадь или объем комнаты. Сами по себе профессиональные расчеты – весьма сложны, и учитывают очень большое число критериев. Но для бытовых нужд можно воспользоваться упрощенными методиками.

Самые простые способы расчета

Принято считать, что для создания нормальных условий в стандартном жилом помещении достаточно 100 Вт на квадратный метр площади. Таким образом, следует всего лишь вычислить площадь комнаты и умножить ее на 100.

Q = S × 100

Q– требуемая теплоотдача от радиаторов отопления.

S– площадь обогреваемого помещения.

Если планируется установка неразборного радиатора, то это значение и станет ориентиром для подбора необходимой модели. В случае, когда будут устанавливаться батареи, допускающие изменение количества секций, следует провести еще один подсчет:

N = Q/ Qус

N– рассчитываемое количество секций.

Qус – удельная тепловая мощность одной секции. Эта величина в обязательном порядке указывается в техническом паспорте изделия.

Как видите, расчеты эти чрезвычайно просты, и не требуют каких-либо особых знаний математики – достаточно рулетки чтобы измерить комнату и листка бумаги для вычислений. Кроме того, можно воспользоваться и таблицей, расположенной ниже – там приведены уже рассчитанные значения для комнат различной площади и определённых мощностей обогревательных секций.

Таблица секции

Однако, нужно помнить, что эти значения – для стандартной высоты потолка (2,7 м) многоэтажки. Если высота комнаты иная, то лучше просчитать количество секций батареи, исходя из объема помещения. Для этого применяется усредненный показатель – 41 Вт тепловой 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 – ничем не отличается от представленного выше.

Подробный расчет с учетом особенностей помещения

А теперь перейдем к более серьезным расчетам. Упрощенная методика вычисления, приведенная выше, может преподнести хозяевам дома или квартиры «сюрприз». Когда установленные радиаторы не будут создавать в жилых помещениях требуемого комфортного микроклимата. И причина тому – целый перечень нюансов, которых рассмотренный метод просто не учитывает. А между тем, подобные нюансы могут иметь весьма важное значение.

Итак, за основу вновь берется площадь помещения и всё те же 100 Вт на м². Но сама формула уже выглядит несколько иначе:

Q = S × 100 × А × В × С × D× Е × F× G× H× I× J

Буквами от А до J условно обозначены коэффициенты, учитывающие особенности 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 комнате внешних стен, тем выше общие теплопотери. Эту зависимость учитывает коэффициент А:

Одна внешняя стена – А = 1,0
Две внешних стены – А = 1,2
Три внешний стены – А = 1,3
Все четыре стены внешние – А = 1,4

В – ориентация помещения по сторонам света.

Максимальные теплопотери всегда в комнатах, в которые не поступает прямого солнечного света. Это, безусловно, северная сторона дома, и сюда же можно отнести восточную – лучи Солнца здесь бывают только по утрам, когда светило еще «не вышло на полную мощность».

Прогреваемость помещений во многом зависит от их расположения относительно сторон света

Южная и западная стороны дома всегда прогреваются Солнцем значительно сильнее.

Отсюда – значения коэффициента В:

Комната выходит на север или восток – В = 1,1
Южная или западная комнаты – В = 1, то есть, может не учитываться.

С – коэффициент, учитывающий степень утепленности стен.

Понятно, что теплопотери из отапливаемого помещения будут зависеть от качества термоизоляции внешних стен. Значение коэффициента С принимают равным:

Средний уровень — стены выложены в два кирпича, или предусмотрено их поверхностное утепление другим материалом – С = 1,0
Внешние стены не утеплены – С = 1,27
Высокий уровень утепления на основе теплотехнических расчетов – С = 0,85.

D – особенности климатических условий региона.

Естественно, что нельзя равнять все базовые показатели требуемой мощности обогрева «под одну гребенку» — они зависят и от уровня зимних отрицательных температур, характерного для конкретной местности. Это учитывает коэффициент D. Для его выбора берутся средние температуры самой холодной декады января – обычно это значение несложно уточнить в местной гидрометеорологической службе.

— 35 °С и ниже – D= 1,5
— 25 ÷ — 35 °С – D= 1,3
до – 20 °С – D= 1,1
не ниже – 15 °С – D= 0,9
не ниже – 10 °С – D= 0,7

Е – коэффициент высоты потолков помещения.

Как уже говорилось, 100 Вт/м² — это усредненное значение для стандартной высоты потолков. Если она отличается, следует ввести поправочный коэффициент Е:

До 2,7 м – Е = 1,0
2,8 – 3,0 м – Е = 1,05
3,1 – 3,5 м – Е = 1,1
3,6 – 4,0 м – Е = 1,15
Более 4,1 м – Е = 1,2

F– коэффициент, учитывающий тип помещения, расположенного выше

Устраивать систему отопления в помещениях с холодным полом – бессмысленное занятие, и хозяева всегда в этом вопросе принимают меры. А вот тип помещения, расположенного выше, часто от них никак не зависит. А между тем, если сверху жилое или утепленное помещение, то общая потребность в тепловой энергии значительно снизится:

холодный чердак или неотапливаемое помещение – F= 1,0
утепленный чердак (в том числе – и утепленная кровля) – F= 0,9
отапливаемое помещение – F= 0,8

G– коэффициент учета типа установленных окон.

Различные оконные конструкции подвержены теплопотерям неодинаково. Это учитывает коэффициент G:

обычные деревянные рамы с двойным остеклением – G= 1,27
окна оснащены однокамерным стеклопакетом (2 стекла) – G= 1,0
однокамерный стеклопакет с аргоновым заполнением или двойной стеклопакет (3 стекла) — G= 0,85

Н – коэффициент площади остекления помещения.

Общее количество теплопотерь зависит и от суммарной площади окон, установленных в помещении. Эта величина рассчитывается на основании отношения площади окон к площади помещения. В зависимости от полученного результата находим коэффициент Н:

Отношение менее 0,1 – Н = 0,8
0,11 ÷ 0,2 – Н = 0,9
0,21 ÷ 0,3 – Н = 1,0
0,31÷ 0,4 – Н = 1,1
0,41 ÷ 0,5 – Н = 1,2

I– коэффициент, учитывающий схему подключения радиаторов.

От того, как подключены радиаторы к трубам подачи и обратки, зависит их теплоотдача. Это тоже следует учесть при планировании установки и определения нужного количества секций:

Схемы врезки радиаторов в контур отопления

а – диагональное подключение, подача сверху, обратка снизу – I = 1,0
б – одностороннее подключение, подача сверху, обратка снизу – I = 1,03
в – двустороннее подключение, и подача, и обратка снизу – I = 1,13
г – диагональное подключение, подача снизу, обратка сверху – I = 1,25
д – одностороннее подключение, подача снизу, обратка сверху – I = 1,28
е – одностороннее нижнее подключение обратки и подачи – I = 1,28

J– коэффициент, учитывающий степень открытости установленных радиаторов.

Многое зависит и от того, насколько установленные батареи открыты для свободного теплообмена с воздухом помещения. Имеющиеся или искусственно созданные преграды способны существенно снизить теплоотдачу радиатора. Это учитывает коэффициент J:

На теплоотдачу батарей влияет место и способ их установки в помещении

а – радиатор расположен открыто на стене или не прикрыт подоконником – J= 0,9

б – радиатор прикрыт сверху подоконником или полкой – J= 1,0

в – радиатор прикрыт сверху горизонтальным выступом стеновой ниши – J= 1,07

г – радиатор сверху прикрыт подоконником, а с фронтальной стороны — частично прикрыт декоративным кожухом – J= 1,12

д – радиатор полностью прикрыт декоративным кожухом – J= 1,2

⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰ ⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰ ⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰ ⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰ ⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰ ⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰ ⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰ ⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰

Ну вот, наконец, и все. Теперь можно подставлять в формулу нужные значения и соответствующие условиям коэффициенты, и на выходе получится требуемая тепловая мощность для надежного обогрева помещения, с учетом все нюансов.

После этого останется или подобрать неразборный радиатор с нужной тепловой отдачей, или же разделить вычисленное значение на удельную тепловую мощность одной секции батареи выбранной модели.

Наверняка, многим такой подсчет покажется чрезмерно громоздким, в котором легко запутаться. Для облегчения проведения вычислений предлагаем воспользоваться специальным калькулятором – в него уже заложены все требуемые величины. Пользователю остается лишь ввести запрашиваемые исходные значения или выбрать из списков нужные позиции. Кнопка «рассчитать» сразу приведет к получению точного результата с округлением в большую сторону.

Калькулятор для точного расчета радиаторов отопления

Автор публикации, и он же – составитель калькулятора, надеется, что посетитель нашего портала получил полноценную информацию и хорошее подспорье для самостоятельного расчета.

otoplenie-expert.com

Как рассчитать количество секций радиатора

Расчет по площади

для регионов средней полосы России необходимо от 60 Вт до 100 Вт;
для районов, находящихся выше 60°, норма отопления на один квадратный метр 150-200 Вт.

Как рассчитать количество секций радиатора: формула

Пример расчета количества секций радиаторов по площади помещения

Угловое помещение 16 м2, в средней полосе, в кирпичном доме. Устанавливать будут батареи с тепловой мощностью 140 Вт.

Считаем батареи по объему

Есть в СНиПе нормы и для обогрева одного кубометра помещений. Они даны для разных типов зданий:

для кирпичных на 1 м3 требуется 34 Вт тепла;
для панельных — 41 Вт

Формула расчета количества секций по объему

Пример расчета по объему

Для примера рассчитаем, сколько нужно секций в комнату площадью 16 м2 и высотой потолка 3 метра. Здание построено из кирпича. Радиаторы возьмем той же мощности: 140 Вт:

Находим объем. 16 м2 * 3 м = 48 м3
Считаем необходимое количество тепла (норма для кирпичных зданий 34 Вт). 48 м3 * 34 Вт = 1632 Вт.
Определяем, сколько нужно секций. 1632 Вт / 140 Вт = 11,66 шт. Округляем, получаем 12 шт.

Теперь вы знаете два способа того, как рассчитать количество радиаторов на комнату.

Теплоотдача одной секции

Потому точно сказать, сколько кВт в 1 секции алюминиевого (чугунного биметаллического) радиатора, можно сказать только применительно к каждой модели. Эти данные указывает производитель. Ведь есть значительная разница в размерах: одни из них высокие и узкие, другие — низкие и глубокие. Мощность секции одной высоты того же производителя, но разных моделей, могут отличаться на 15-25 Вт (смотрите в таблице ниже STYLE 500 и STYLE PLUS 500) . Еще более ощутимые отличия могут быть у разных производителей.

Биметаллический — одна секция выделяет 185 Вт (0,185 кВт).
Алюминиевый — 190 Вт (0,19 кВт).
Чугунные — 120 Вт (0,120 кВт).

Исходя из этих значений и средних норм в СНиПе вывели среднее количество секций радиатора на 1 м2:

биметаллическая секция обогреет 1,8 м2;
алюминиевая — 1,9-2,0 м2;
чугунная — 1,4-1,5 м2;

Как рассчитать количество секций радиатора по этим данным? Все еще проще. Если вы знаете площадь комнаты, делите ее на коэффициент. Например, комната 16 м2, для ее отопления примерно понадобится:

биметаллических 16 м2 / 1,8 м2 = 8,88 шт, округляем — 9 шт.
алюминиевых 16 м2 / 2 м2 = 8 шт.
чугунных 16 м2 / 1,4 м2 = 11,4 шт, округляем — 12 шт.

Расчет секций радиаторов в зависимости от реальных условий

Формула расчета температурного напора системы отопления

Таблица коэффициентов для систем отопления с разной дельтой температур

stroychik.ru

Мощность одной секции чугунного радиатора — основы расчета. Жми!

Несмотря на появление на рынке большого ассортимента различных отопительных приборов, чугунная их разновидность все еще в тренде, что не удивительно, поскольку они имеют много преимуществ.

Кроме того, каждый, кто родом из Союза обязательно знаком с радиаторами данного типа, поскольку про другие в те времена просто никто не знал. Чугунные отопительные радиаторы выделяет надежность и долговечность материала, а также не прихотливость в эксплуатации.

Историческая справка

Мало кто знает, что впервые радиатор данного типа появился более ста лет назад, а изобрел его Франц Сан-Галли в Санкт Петербурге в 1855 году.

Изобретение так пришлось по душе людям, что начало набирать популярность. Еще в начале 20 века чугунные радиаторы по внешнему виду очень напоминали современные аналоги.

Однако, активно внедрялись новые технологии, что привело к появлению на рынке алюминиевых и биметаллических радиаторов отопления. Вместе с тем, популярность чугунных батарей все еще высока и только растет, поскольку они надежны и практичны.

Плюсы использования данного типа радиаторов:

Дополнительные плюсы радиаторов из чугуна:

Великолепная способность аккумуляции тепла. Характерно то, что по прошествии часа после отключения радиатора остаточная теплоотдача составляет 30%. А аналоги из других металлов не могут похвастать столь выдающимися показателями.
За счет большого внутреннего сечения крайне редко необходимо проводить их чистку.
Долгий срок службы изделия, несколько десятилетий, вне зависимости от того, какой объем воды они имеют. А если использовать очищенную воду, то такой радиатор запросто выдержит столетнюю эксплуатацию без каких-либо сложностей.

Слабые места чугунной батареи:

При большом количестве положительных сторон у данных батарей самым главным недостатком является большой вес. Поэтому, если у вас в доме не работает лифт, а вы решили поменять батареи на чугунные, вам можно только посочувствовать. И это, в свою очередь ограничивает их спектр применения, поскольку при монтаже на гипсокартонную конструкцию такого радиатора следует быть крайне осторожным, чтобы избежать обрушения. Ряд производителей такой продукции комплектуют ее ножками для установки на пол, что расширяет спектр действия.
Несовременный дизайн также оказывает влияние на популярность, поскольку такие радиаторы подойдут далеко не к каждому интерьеру.

Расчет

Для того, чтобы узнать мощность, следует знать параметры радиаторов. У стандартных моделей межосевое расстояние 500 или 300 мм.

Однако, можно встретить на рынке и модели с расстоянием 800 мм, и средние — 350 мм. По ширине секции могут быть 35-60 мм, а глубине — 92, 99, 110 мм. Для просчета мощности можно воспользоваться одной простой формулой, в которой на каждые 1м2 помещения необходимо 100 Вт тепловой мощности.

К примеру, если площадь помещения составляет 25 м2, необходимо использовать радиаторы, мощность которых составляет 25*100=2500 Вт. Если, же 1 секция радиатора будет иметь среднюю мощность 180 Вт, то для отопления этой комнаты необходимо использовать 14 секций.

Примите к сведению: выполняя расчет мощности батареи, нужно учитывать площадь помещения, мощность отопительного прибора и другие параметры.

К примеру, в угловой комнате количество секций необходимо увеличить на 25%. Если же в комнате установлены стеклопакеты, энергозатраты снижаются на 10%.

Применение чугунных батарей для отопления современных помещений

Современные отопительные чугунные приборы выпускают с многослойным порошковым покрытием очень высокого качества.

А если учесть высокую толщину стенки и внутренний защитный слой, то это позволяет значительно увеличить срок эксплуатации батарей.

Высокая степень инертности позволяет чугунным радиаторам оставаться горячими без циркуляции носителя. Так, существует специальная таблица, в которой приводятся данные показатели. Радиаторы, изготовленные с высокомарочного литейного чугуна отлично себя зарекомендовали в условиях с повышенной кислотностью и загрязненностью теплоносителя.

Рабочее давление

Касательно рабочего давления чугунных батарей следует сказать, что сюда относится максимальное давление воды, которое он сможет выдержать. Как правило, показатели составляют порядка 15 Атмосфер.

А теплоотдача показывает размер мощности батарей. Поэтому, чем большее значение квт он имеет, тем большая у него теплоотдача. На сегодняшний день используются радиаторы, у которых количество теплоотдачи на одну секцию равняется 100-200 Вт.

Однако, на практике часто случается так, что производители завышают данные показатели, поэтому следует тщательно изучать предложения на рынке.

Полезно знать: при неправильно подобранной тепловой мощности, в комнате будет очень жарко, что приведет к дополнительному проветриванию и образованию сквозняков.

Помимо этого, перегретая поверхность радиатора будет сжигать кислород, снижать влажность и раздражать слизистые покровы человека. И наконец, неправильно подобранная мощность будет провоцировать постоянные температурные скачки.

Подводя итоги, можно сказать, что теплоотдача одной секции чугунной батареи — это номинальная мощность радиатора. Этот показатель необходимо использовать при расчете мощности отопления в целом. Если известен размер площади и конфигурация комнаты, то можно произвести довольно точный расчет отопительной системы.

Смотрите видео, в котором специалист разъясняет нюансы подсчета мощности радиаторов отопления:

teplo.guru

Как рассчитать мощность и количество радиаторов отопления?

Для климатической зоны Беларуси и европейской части России, при стандартных условиях (одно окно, одна дверь, одна внешняя стена, обычные окна), принято брать 41 Ватт тепловой мощности на 1 м³ объема помещения. Исходя из этого, не трудно рассчитать количество секций радиаторов необходимое для обогрева помещения.

Рассмотрим на примере комнату 4 м на 5 м и стандартной высотой потолка 2,7 м. Для начала найдем объем нашей комнаты 4×5×2,7=54 м³. Теперь умножим полученный объем на 41 Ватт. 54×41=2214 Ватт, столько нам потребуется для обогрева комнаты. Если Вы уже определились с выбором радиаторов отопления, то без труда можно рассчитать их количество, зная теплоотдачу одной секции. Я возьму для примера 180 Ватт теплоотдача одной секции радиатора, тогда их количество будет равно 2214÷180=12,3, полученное число округлим до 13. То есть, для обогрева нашей комнаты нам понадобится 13 секций радиаторов по 180 Ватт каждая. Наш расчет был произведен при условии, что температура теплоносителя составляет 70°С, если у Вас эта температура ниже, то следует соответственно увеличивать количество секций.

Так же необходимо учитывать теплопотери помещения. Стеклопакет уменьшит потери тепла на 15-20%, соответственно можно уменьшить количество секций. Если комната угловая, то теплопотери примерно на 20% будут больше. Так же можно учесть теплопотери в зависимости от степени утепления Ваших стен, расположена ли комната на первом или последнем этаже. Если Вы собираетесь закрыть радиаторы декоративной панелью, то учтите, что это приведет к потере 20-30% теплоотдачи радиаторов.

Если Вы собираетесь заменить чугунные батареи на другой вид радиаторов, то можно провести более легкий расчет. Для чугунных радиаторов с межосевым расстоянием 600 мм теплоотдача будет составлять 150 Вт. Вам просто нужно взять количество установленных у Вас секций радиаторов и умножить их на 150 Вт, получите общее количество тепла получаемого Вашими чугунными батареями. И находим, как было описано выше, количество секций радиаторов другого вида. Можно взять поправку на то – холодно у Вас было с ними или жарко, соответственно добавить или отнять несколько секций. Также приблизительную мощность радиатора в стандартном жилом помещении можно брать из расчета 1 кВт мощности на 10 кв.м. площади комнаты.

расчет по площади, сколько секций радиаторов нужно на квадратный метр помещения, подбор для комнаты по объему

Содержание:

Проведение капитального ремонта системы отопления нередко требует не только полной замены контура из труб, но и установки новых радиаторов. От того, из каких материалов они будут сделаны, зависит, сколько секций батарей нужно на квадратный метр. О том, как выполнить расчет их количества и какие факторы необходимо учесть, пойдет речь далее в материале.

Комфортные условия в помещении создаются не только благодаря теплоотдаче отопительных батарей. Влияние оказывает уровень теплопотерь, который колеблется в зависимости от степени утепления стен, количества и площади оконных и дверных проемов, климата в регионе и других причин. Кроме того, значение имеет тепловая мощность секций радиатора, то есть количество тепловой энергии, которое выделяет секция батареи при температурах теплоносителя в 90 ℃ на входе и 70 ℃ на выходе. Эти данные указывают в технической документации на батареи.

Выполняя расчет количества секций батарей, стоит учитывать, что в паспорте указывают максимально возможные показатели при идеальных условиях. Если же температура теплоносителя в системе ниже 85 ℃ — расчет тепловой мощности нужно будет провести заново.

Выполняем расчет секций радиаторов по площади

Проще всего выполнить расчет секции батареи на квадратный метр. При этом можно примерно прикинуть количество зубков исходя из расчетов средней мощности отопления, заложенных в СНиПах.

Для регионов с различным климатом предусмотрены такие нормы:

для домов, расположенных в средней полосе, мощность секции радиатора отопления на метр квадратный составляет 60-100 Вт;
в регионах, расположенных выше 60 параллели, нормативы мощности на 1 м² составляют 150-200 Вт.

Обратите внимание на разбег в цифрах. Он сделан для того, чтобы можно было учесть материал, из которого возведены стены, и наличие утепления. Например, в домах из бетонных блоков при расчете, сколько батарей нужно на квадратный метр, следует брать верхнее значение. Кирпичные стены обладают меньшей теплопроводностью, так что можно применять среднее значение в диапазоне. Для утепленных стен достаточно будет минимальных цифр. Кроме того, не стоит упускать из виду, что данные СНиПа рассчитаны на высоту потолков не более 2,7 метра.

Итак, для расчета потребуется знать несколько базовых показателей – общую площадь помещения, норматив тепловых затрат на 1 м², а также мощность одной секции радиатора. Умножив норму теплозатрат на площадь, получим общее количество необходимого тепла. Разделив этот показатель на мощность секции конкретного радиатора, взятую из технического паспорта к нему, получим искомое количество секций.

Примерный расчет количества секций исходя из площади помещения

Итак, для примера возьмем угловую комнату дома из кирпича, площадью 16 м², расположенную в средней полосе. Мощность батарей согласно документации – 140 Вт.

Для здания из кирпича нормы теплопотерь берутся в середине диапазона, хотя для угловой комнаты лучше все-таки остановиться на более высоких значениях. Допустим, это 95 Вт. Расчет тепла будет таким: 16×95=1,520 кВт. Следовательно, можно определить, сколько секций батареи на квадратный метр нам понадобится: 1520:140=10,86 штук. Округляем полученное значение вверх и получаем 11 секций. Именно столько нам понадобится зубков для отопления данной комнаты.

Стоит отметить, что подбор радиатора по площади помещения не учитывает многие другие факторы, в частности, высоту потолков. Поэтому для помещений с нестандартными размерами стоит применять другой способ расчета – по объему.

Рассчитываем секции батарей по объему

Официальные нормативы для обогрева 1 м³ помещения также можно найти в СНиПе:

дома из кирпича требуют 34 Вт тепловой энергии;
панельные здания нуждаются в 41 Вт тепла для качественного обогрева.

Расчет количества секций радиатора по объему помещения будет выглядеть почти так же, как и в предыдущем примере. Правда, берется общая кубатура помещения и соответствующие числовые значения.

Сначала умножаем объем помещения на норматив энергозатрат для конкретного типа здания. Полученное значение делим на мощность выбранного радиатора (чугунного, алюминиевого или биметаллического). В результате получаем искомое количество секций.

Определим число секций по объему на примере

Рассчитываться будет комната, расположенная в доме из кирпича, площадью 16 м² и потолками и 3-метровыми потолками. Мощность радиатора составит 0,14 кВт.

Сначала вычисляем кубатуру: 16×3=48 м³.

Находим энергозатраты на полученный объем, исходя из норматива для зданий из кирпича в 34 Вт: 48×34=1,632 кВт.

Количества секций будет таковым: 1632:140=11,66 штук. После округления выходит 12 секций.

Теплоотдача всевозможных радиаторов — сколько нужно на квадратный метр

Поскольку современные радиаторы производятся в обширном ассортименте материалов, конструкций и размеров, толщины стенок и сечения, невозможно выделить общий показатель теплоотдачи. У каждой из разновидностей будут свои характеристики, указанные в документации.

Например, к расчету секций биметаллических радиаторов отопления по площади можно перейти лишь после выбора определенной модели, поскольку в зависимости от размеров, показатели тепловой мощности даже у изделий одного производителя могут колебаться на 15-25 Вт. А если радиаторы изготовлены разными производителями, то расхождения могут быть еще больше.

В то же время, прежде чем покупать изделия, нужно все же иметь некоторые предварительные данные по тепловой мощности для каждого вида батарей.

Ориентировочные показатели для различных радиаторов с расстоянием между осями в 50 см:

секция радиатора из биметалла производит в среднем 0,185 кВт;
алюминиевые секции генерируют 0,19 кВт;
чугунные радиаторы выделяют 0,12 кВт тепловой энергии.

И все же, перед тем как рассчитать количество секций батареи, придется выбрать конкретную модель по размеру и мощности, чтобы иметь более точные цифры для биметаллических, чугунных или алюминиевых радиаторов.

Примечательно, что при расчете чугунных радиаторов может быть большой разбег в показателях, поскольку их теплоотдача изменяется в зависимости от толщины стенок. Кроме того, тепловая мощность выше у радиаторов стандартной формы «гармошка» или приближенных к ней. А вот «ретро» обогреватели генерируют намного меньше тепла.

Для обогревателя стандартной формы в СНиПах есть данные для одной секции батареи – на какую площадь она рассчитана:

биметалл – 1,8 м²;
алюминий – 1,9-2 м²;
чугун – 1,4-1,5 м².

Имея такие данные, проблем, как рассчитать радиатор отопления для комнаты, не возникнет. Владея информацией о площади помещения, ее нужно разделить на указанный коэффициент и округлить результат.

Например, для комнаты в 16 м², расчет для различных типов радиаторов будет выглядеть так:

биметаллический — 16:1,8=8,88 штук, то есть 9 секций;
алюминий — 16:2=8 штук;
чугунный — 16:1,4=11,4, после округлений получаем 12 секций.

Напоминаем, что эти данные могут дать лишь примерное представление о количестве секций и размерах затрат на отопление тем или иным типом обогревателя. Более точные цифры можно получить только, выбрав конкретную модель и зная температуру теплоносителя в системе.

Рассчитываем батареи исходя из условий — правильный подбор

Примите к сведению, что производители радиаторов указывают в характеристиках максимально возможные параметры мощности, которые актуальны лишь для самых благоприятных условий. Если же необходимо вычислить тепловую мощность в реальных условиях, потребуется вычислить такой показатель, как температурный напор или «дельту системы». Допустим, если в месте входа температура воды в системе составляет 90 ℃, а на выходе – 70 ℃, и комнату нужно прогревать до 20 ℃, то дельта системы будет 70 ℃.

Если в комнате нужна температура, например в 23 ℃, а теплоноситель не разогревают даже до 70 ℃, потребуется пересчет мощности.

Сначала высчитываем температурный напор, определив среднее значение между входящей и выходящей температурой теплоносителя и отняв от него показатели нагрева комнаты.

Например, на входе теплоноситель нагрет до 70 ℃, а на выходе до 60 ℃, при этом комфортная температура в комнате нужна 23 ℃. Тогда дельта температур будет (70+60):2-23=42 ℃. После этого следует воспользоваться таблицей для переопределения мощности и взять из нее коэффициент, соответствующий дельте. В нашем случае к значению в 42 ℃ привязан коэффициент 0,51.

Итак, если вы приобрели радиатор с заявленной мощностью в 185 Вт, то реальная мощность будет: 185×0,51=94,35 Вт. То есть с учетом настоящих условий мощность радиатора будет почти вдвое меньше заявленной.

В связи с этим, перед тем как выбирать радиатор по площади, стоит выяснить настоящие условия эксплуатации для вашей отопительной системы, чтобы в результате в вашей квартире были созданы комфортные для жизни условия.

Как рассчитать количество батарей для отопления для вашей квартиры

Расчет необходимого количества радиаторов отопления для обогрева помещения производится для каждой комнаты отдельно. Или, в том случае, если комнаты соединены проёмом, дверь между ними постоянно открыта, при расчёте они принимаются за одно помещение. А вот как рассчитать количество секций батарей – узнайте из статьи на нашем сайте.

Расчет количества радиаторов отопления на комнату

Примерный расчёт количества секций радиаторов отопления можно произвести по объему помещения, исходя из того, что на 1 куб. м объема нужно 34 Вт мощности батареи. Например, комната площадью 20 кв. м и с высотой потолка 2,5 м имеет объем 50 куб. м. Значит, для нее нужна суммарная мощность батарей отопления 50 * 34 = 1,7 кВт.

Расчет количества секций радиатора

Мощность 8-секционного радиатора Warmica Lux – 1,48 кВт, 10-секционного – 1,85 кВт. Придётся брать 10-секционный: лучше в тепле, чем в холоде!

Более точный расчет радиаторов отопления по площади производят с учётом множества коэффициентов. Формула расчета количества радиаторов отопления в этом случае выглядит следующим образом:

P=100*S*k₁*k₂*k₃*k₄*k₅*k₆*k₇, где

P – суммарная мощность радиаторов, необходимых для обогрева помещения, в Ваттах;

S – площадь помещения в кв. метрах;

Чем больше комната, тем больше секций радиатора отопления нужно для ее обогрева

k₁ – коэффициент, вносящий поправку на качество остекления окон, для обычного пакета в два стекла

k₁=1,27,

для двойного стеклопакета k₁=1,

для тройного k₁=0,85;

k₂ – коэффициент, характеризующий качество теплоизоляции стен. Для стены в два кирпича принимается равным 1,

для стены с худшей теплоизоляцией – 1,27,

с лучшей теплоизоляцией – 0,85;

Выбирайте радиатор нужной мощности!

k₃ – коэффициент, характеризующий отношение площади окон к площади пола в помещении. При отношении Sокон/Sпола= 0,5 k₃=1,2ж

при Sокон/Sпола= 0,4 k₃=1,1;

при Sокон/Sпола= 0,3 k₃=1,0;

при Sокон/Sпола= 0,2 k₃=0,9;

при Sокон/Sпола= 0,1 k₃=0,8.

k₄ – вводит поправку на климатический пояс. Если средняя температура самой холодной недели года в зоне размещения постройки составляет – 35°С, то k₄ принимается равным 1,5;

Чем ниже температуры за окном, тем мощнее должен быть радиатор!

если самая холодная температура -25°С, то k₄= 1,3;

если -20°С, то k₄= 1,1;

если -15°C, то k₄= 0,9;

если – 10°С, то k₄= 0,7:

k5 вводит поправку на количество стен в помещении, выходящих наружу.

Если одна стена является наружной, то k₅=1,1;

если две стены, то k₅=1,2;

если три стены, то k₅=1,3;

если 4 стены, то k₅=1,4.

Радиатор в угловой комнате должен быть мощнее

k₆ учитывает тип помещения, находящегося выше обогреваемой комнаты. Если это холодный чердак, то

k₆ принимается равным 1;

если отапливаемый чердак, то k₆ = 0,9;

если отапливаемое жилое помещение, то k₆=0,7.

Коэффициент k₇ вводит поправку на высоту потолка. Его надо выбрать из расположенной ниже таблицы:

Высота потолка, м	2,5	3,0	3,5	4,0	4,5
k₇	1,0	1,05	1,10	1,15	1,20

Но, как понимает читатель, в стандартной квартире с пластиковыми окнами расчет производится элементарным образом: площадь комнаты перемножается на 100 и получается потребная мощность в Ваттах. То есть, для рассмотренной выше комнаты площадью 20 кв. м необходимы батареи общей мощностью 2 кВт. Это немного больше, чем было получено при расчете по объёму, но разница не критична.

В комнате с высоким потолком радиатор должен быть мощнее

Как рассчитать количество батарей отопления в режиме online

Торгующие организации берегут клиентов от лишних умственных усилий и помещают на своих сайтах калькуляторы расчета количества радиаторов отопления. Работа с ними напоминает игру: знай, вводи параметры помещения (площадь, количество наружных стен, размеры окон и т.д.) и получай готовый результат.

Чугунные радиаторы по-прежнему пользуются большой популярностью

На сайте компании «Термал» калькулятор рассчитать количество батарей отопления позволяет даже для разных типов батарей. Впрочем, меняются не характеристики помещения и не количество потребных на его обогрев ватт, а мощность 1 секции радиатора.

Так, если делать расчет количества биметаллических радиаторов отопления, то мощность одной секции принимается равной 220 Вт;

Биметаллические радиаторы имеют растущую популярность

если делать расчет количества радиаторов отопления чугунных, то средняя мощность секции принимается 250 Вт;

если делать расчет количества алюминиевых радиаторов отопления, то средняя мощность секции принимается 180 Вт.

Алюминиевые радиаторы парового отопления привлекательны своей дешевизной

Конечно же, заказчик может скорректировать мощность секции в соответствии с паспортными данными приобретаемого оборудования и более точно рассчитать количество батарей на комнату.

Расчет отопительных батарей на площадь

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 проведении капитального ремонта в квартире многоэтажного дома.

Несмотря на современное разнообразие систем отопления различных типов, лидером по популярности остается проверенная схема: трубные контуры с циркулирующим по ним теплоносителем и теплообменные устройства — радиаторы, устанавливаемые в помещениях.Казалось бы, все просто, батареи находятся под окнами и обеспечивают необходимый обогрев … Однако нужно знать, что теплоотдача от радиаторов отопления должна соответствовать площади помещения и ряду других конкретные критерии. Тепловые расчеты по требованиям СНиП — довольно сложная процедура, выполняемая специалистами. Тем не менее, вы можете сделать это самостоятельно, конечно, с приемлемым упрощением. Эта публикация расскажет, 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 — от их параметров во многом будут зависеть результаты расчетов.

Кратко о существующих типах радиаторов отопления

Современный ассортимент радиаторов в продаже включает следующие типы:

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

Радиаторы стальные

Этот тип радиатора не получил особой популярности, несмотря на то, что некоторым моделям придают очень элегантный дизайн. Проблема в том, что недостатки таких теплообменных устройств значительно превышают их достоинства — невысокая цена, относительно небольшой вес и простота монтажа.

Тонким стальным стенкам таких радиаторов не хватает теплоемкости — они быстро нагреваются, но так же быстро остывают.Проблемы могут возникнуть и при гидроударах — сварные соединения листов иногда протекают. К тому же недорогие модели, не имеющие специального покрытия, подвержены коррозии, а срок службы таких аккумуляторов невелик — обычно производители дают на них довольно короткую гарантию.

В подавляющем большинстве случаев радиаторы стальные представляют собой цельную конструкцию, и изменить теплоотдачу путем изменения количества секций невозможно. У них номинальная тепловая мощность, которую нужно сразу подбирать, исходя из площади и характеристик помещения, где их планируется установить.Исключение составляет то, что 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 батареек наверняка знакомы каждому с раннего детства — это гармошки, которые раньше устанавливались буквально повсюду.

Пожалуй, такие аккумуляторы МС-140-500 не отличались особой элегантностью, но верой и правдой служили не одному поколению жителей.Каждая секция такого радиатора обеспечивала теплоотдачу 160 Вт. Радиатор сборный, а количество секций в принципе ничем не ограничивалось.

В настоящее время в продаже много современных чугунных радиаторов. Они уже отличаются более элегантным внешним видом, плоскими гладкими внешними поверхностями, облегчающими уборку. Выпускаются и эксклюзивные версии, с интересным рельефным рисунком литья из чугуна.

При этом такие модели полностью сохраняют основные достоинства чугунных аккумуляторов:

Высокая теплоемкость чугуна и массивность аккумуляторов способствуют длительному удержанию и высокой теплоотдаче.
Аккумуляторы чугунные, при правильной сборке и качественной герметизации стыков не боятся гидроудара, перепадов температур.
Толстые чугунные стенки не подвержены коррозии и абразивному износу. Можно использовать практически любой теплоноситель, поэтому такие батареи одинаково хороши для автономных систем и систем центрального отопления.

Если не брать во внимание внешние данные старых чугунных аккумуляторов, то из недостатков можно отметить хрупкость металла (недопустимы акцентированные удары), относительную сложность монтажа, связанную скорее с массивностью.К тому же не все стеновые перегородки смогут выдержать вес таких радиаторов отопления.

Радиаторы алюминиевые

Алюминиевые радиаторы, появившись сравнительно недавно, быстро завоевали популярность. Они относительно недорогие, имеют современный, довольно элегантный внешний вид и отлично отводят тепло.

Качественные алюминиевые аккумуляторы выдерживают давление от 15 и более атмосфер, высокую температуру охлаждающей жидкости — около 100 градусов.При этом тепловыделение от одной секции для некоторых моделей иногда достигает 200 Вт. Но при этом они небольшие по массе (вес секции обычно до 2 кг) и не требуют большого объема. хладагента (емкость — не более 500 мл).

Алюминиевые радиаторы продаются как в виде штабелируемых батарей с возможностью изменения количества секций, так и в виде массивных изделий, рассчитанных на определенную мощность.

Недостатки алюминиевых радиаторов:

Некоторые типы очень чувствительны к кислородной коррозии алюминия с высоким риском газообразования.Это предъявляет особые требования к качеству теплоносителя, поэтому такие батареи обычно устанавливают в автономных системах отопления.
Некоторые неразборные алюминиевые радиаторы, секции которых изготавливаются по технологии экструзии, при определенных неблагоприятных условиях могут протекать в местах стыков. При этом провести ремонт просто невозможно, и менять придется всю батарею целиком.

Из всех алюминиевых аккумуляторов высочайшего качества изготавливаются с применением анодного окисления металла.Эти изделия практически не боятся кислородной коррозии.

Внешне все алюминиевые радиаторы примерно одинаковы, поэтому при выборе нужно очень внимательно читать техническую документацию.

Радиаторы отопления биметаллические

Такие радиаторы по надежности конкурируют с чугуном, а по теплопроизводительности — с алюминием. Причина тому — их особый дизайн.

Каждая из секций состоит из двух, верхнего и нижнего, горизонтальных стальных коллекторов (поз. 1), соединенных одним и тем же стальным вертикальным каналом (поз. 2).Подключение в единый аккумулятор производится 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 при каких условиях не контактирует с охлаждающей жидкостью, и коррозия ему совершенно не страшна.

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

Такие батареи не боятся даже очень больших скачков давления, высоких температур. Они, по сути, универсальны, подходят для любых систем отопления, однако все же показывают лучшие эксплуатационные характеристики в условиях высокого давления центральной системы — малопригодны для контуров с естественной циркуляцией.

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

Для удобства восприятия есть таблица, в которой указаны сравнительные характеристики радиаторов отопления.Символов в нем:

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

	Chg	TS	Al	AA	BM
Максимальное давление (в атмосферах)
рабочий	6-9	6-12	10-20	15-40	35
опрессовка	12-15	9	15-30	25-75	57
разрушение	20-25	18-25	30-50	100	75
Ограничение pH (водородный индекс)	6,5-9	6,5-9	7-8	6,5-9	6,5-9
Восприимчивость к коррозии по:
кислород	Нет	Да	Нет	Нет	Да
паразитные токи	Нет	Да	Да	Нет	Да
пары электролитов	Нет	слабый	Да	Нет	слабый
Вместимость сечения при h = 500 мм; Dt = 70 °, W	160	85	175-200	216,3	до 200
Гарантия, лет	10	1	3-10	30	3-10

Видео: рекомендации по выбору радиаторов отопления

Как рассчитать необходимое количество секций радиатора отопления

Понятно, что установленный в помещении радиатор (один или несколько) должен обеспечивать обогрев до комфортной температуры и компенсировать неизбежные тепловые потери независимо 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 пола достаточно для создания нормальных условий в стандартном жилом помещении. Таким образом, вам просто нужно посчитать площадь комнаты и умножить ее на 100.

Q = S × 100

Q — необходимая теплоотдача от радиаторов отопления.

S — площадь отапливаемого помещения.

Если вы планируете установить неразборный радиатор, то это значение станет ориентиром для выбора необходимой модели. В случае, если будут установлены батареи, позволяющие изменять количество секций, необходимо провести еще один расчет:

№ = Q / Qus

N — расчетное количество секций.

Qus — удельная тепловая мощность одной секции. Эта величина обязательно указывается в техническом паспорте товара.

Как видите, эти вычисления предельно просты и не требуют специальных знаний математики — рулетки достаточно, чтобы измерить комнату, и листа бумаги для вычислений. Кроме того, вы можете воспользоваться таблицей ниже — там уже есть расчетные значения для помещений разной площади и определенных мощностей отопительных секций.

Таблица секций

Однако следует 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 т тепловой мощности на 1 м³ объема в панельном доме или 34 Вт — в кирпичном.

Q = S × ч × 40 (34)

, где х — высота потолка над уровнем пола.

Дальнейший расчет ничем не отличается от приведенного выше.

Детальный расчет с учетом особенностей помещения

А теперь перейдем к более серьезным расчетам. Приведенная выше упрощенная методика расчета может преподнести «сюрприз» владельцам дома или квартиры. Когда установленные радиаторы не создадут в жилом помещении необходимый комфортный микроклимат. И причина тому — целый список нюансов, которые рассматриваемый метод просто не учитывает.Между тем такие нюансы могут быть очень важны.

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

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

Буквы от А до J коэффициенты условно обозначены с учетом особенностей помещения и установки в нем радиаторов.Рассмотрим их по порядку:

А — количество внешних стен в помещении.

Понятно, что чем больше площадь соприкосновения помещения с улицей, то есть чем больше в помещении внешних стен, тем выше общие теплопотери. Эта зависимость учитывается коэффициентом A :

Одна внешняя стенка — A = 1.0
Две внешние стены — A = 1,2
Три внешние стены — A = 1.3
Все четыре стены внешние — A = 1,4

Б — 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 отнести и восточную — лучи Солнца здесь только по утрам, когда светило еще не вышло на полную мощность.

Южная и западная стороны дома всегда намного сильнее прогреваются Солнцем.

Следовательно, значения коэффициента В :

Помещение выходит на север или восток — B = 1,1
Южные или западные комнаты — B = 1, то есть не в счет.

C — коэффициент, учитывающий степень изоляции стен.

Понятно, что теплопотери от отапливаемого помещения будут зависеть от качества теплоизоляции наружных стен. Значение коэффициента СО примем равным:

Средний уровень — стены облицованы двумя кирпичами или утепление их поверхности другим материалом — C = 1.0
Наружные стены не утеплены — C = 1,27
Высокий уровень изоляции по теплотехническим расчетам — C = 0,85.

D — особенности климатических условий региона.

Естественно, сравнять все основные показатели необходимой тепловой мощности «под одну гребенку» невозможно — они также зависят от уровня зимних минусовых температур, характерных для той или иной местности.При этом учитывается коэффициент D. Для его выбора 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 — D = 1,3
до — 20 ° С — D = 1,1
не ниже — 15 ° С — D = 0,9
не ниже — 10 ° С — D = 0.7

E — коэффициент высоты потолков помещения.

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

До 2,7 м — E = 1,0
2,8 — 3, 0 м — E = 1,05
3,1 — 3, 5 мес. E = 1, 1
3,6 — 4, 0 м — E = 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 тип помещения, расположенного выше, зачастую от них никак не зависит. Между тем, если верх — это жилое или утепленное помещение, то общая потребность в тепловой энергии значительно снизится:

холодный чердак или неотапливаемое помещение — F = 1.0
утепленный чердак (включая — и утепленную крышу) — F = 0,9
отапливаемое помещение — F = 0,8

G — коэффициент учета типа установленных окон.

Различные оконные конструкции неодинаково восприимчивы к потерям тепла. При этом учитывается коэффициент G:

обыкновенные деревянные рамы с двойным остеклением — G = 1,27
комплектуются однокамерным стеклопакетом (2 стекла) — G = 1.0
однокамерный стеклопакет с аргоновым наполнением или стеклопакет (3 стакана) — G = 0,85

H — коэффициент площади остекления помещения.

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

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, учитывающий схему подключения радиатора.

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

a — диагональное подключение, подвод сверху, обратка снизу — I = 1.0
б — одностороннее подключение, подача сверху, обратка снизу — I = 1.03
c — подключение двухстороннее, подача и обратка снизу — I = 1,13
d — диагональное подключение, подвод снизу, обратка сверху — I = 1,25
d — одностороннее подключение, подвод снизу, обратка сверху — I = 1,28
э — одностороннее нижнее подключение обратной и подающей — I = 1,28

J — коэффициент, учитывающий степень открытости установленных радиаторов.

Многое также зависит от того, насколько открыты установленные батареи для свободного теплообмена с воздухом помещения. 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 — J = 0,9

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

c — радиатор сверху прикрыт горизонтальным выступом стенной ниши — J = 1.07

д — радиатор сверху прикрыт подоконником, а с лицевых сторон — колодец закрытый декоративной крышкой — J = 1,12

е — радиатор полностью закрыт декоративным кожухом — J = 1.2

⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰ ⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰ ⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰ ⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰

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

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

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

Адаптивный к параметрам метод оценки состояния заряда литий-ионных батарей с улучшенным расширенным фильтром Калмана

Традиционный EKF

Классический фильтр Калмана плохо справляется с задачами оценки состояния при работе с нелинейными системами.Основная причина в том, что при обновлении состояния и наблюдателей возникают нелинейные интегральные уравнения. Основываясь на теории байесовской фильтрации, нелинейные системы, удовлетворяющие марковским характеристикам, можно представить в виде уравнения (10):

$$ \ left \ {\ begin {gather} {\ mathbf {x}} \ sim p ({\ mathbf {x}} _ {k} | {\ mathbf {x}} _ {k — 1}) \ hfill \\ z \ sim p (z_ {k} | {\ mathbf {x}} _ {k}) \ hfill \\ \ end {gather} \ right. $$

(10)

, где p — вероятность передачи состояния, а x — состояние системы, а z — системное наблюдение.

Априорная информация (уравнение одношагового прогнозирования) может быть определена как уравнение. (11) и уравнение обновления состояния как Ур. (12):

$$ p ({\ mathbf {x}} _ {k} | z_ {k — 1}) = \ int {p ({\ mathbf {x}} _ {k} | {\ mathbf {x}} _ {k — 1}) p ({\ mathbf {x}} _ {k — 1} | z_ {k — 1}) d {\ mathbf {x}} _ {k — 1}} $ $

(11)

$$ p ({\ varvec {x}} _ {k} | z_ {k}) = \ frac {{p (z_ {k} | {\ varvec {x}} _ {k}) p ({ \ varvec {x}} _ {k} | z_ {k — 1})}} {{p (z_ {k} | z_ {k — 1})}} $$

(12)

$$ p (z_ {k} | z_ {k — 1}) = \ int {p (z_ {k} | {\ mathbf {x}} _ {k}) p ({\ mathbf {x}} _ {k} | z_ {k — 1}) d {\ mathbf {x}} _ {k}} $$

(13)

где \ (p ({\ mathbf {x}} _ {k} | z_ {k — 1}) \) — априорная информация, \ (\ frac {{p (z_ {k} | {\ mathbf {x }} _ {k})}} {{p (z_ {k} | z_ {k — 1})}} \) — функция максимального правдоподобия.

Уравнение (11) и уравнение. (12) представляют процесс прогнозирования и обновления соответственно. Классический линейный фильтр Калмана испытывает трудности при вычислении уравнения. (11) и уравнение. (13) именно. Следовательно, необходимо некоторое улучшение для повышения производительности алгоритма. Здесь для достижения линеаризации используется разложение нелинейных уравнений в ряд Тейлора, которое называется EKF. EKF имеет полиномиальную точность первого порядка, для которой он отбрасывает квадратичный член и члены высокого порядка (таблица 1).

Таблица 1 Сравнение различных фильтров Калмана.

Для нелинейной системы, описанной в формуле. (14):

$$ \ left \ {\ begin {gather} {\ mathbf {x}} _ {k} = {\ mathbf {f}} ({\ mathbf {x}} _ {k — 1} , {\ mathbf {u}} _ {k}, {\ mathbf {w}} _ {k}) \ hfill \\ {\ mathbf {z}} _ {k} = {\ mathbf {h}} ({ \ mathbf {x}} _ {k}, {\ mathbf {v}} _ {k}) \ hfill \\ \ end {gather} \ right. $$

(14)

, где u _k указывает входную / контрольную сумму в момент времени k .

Расширенный фильтр Калмана можно кратко изложить в таблице 2.

Таблица 2 Алгоритм расширенного фильтра Калмана.

Процесс линеаризации можно выразить следующим образом:

$$ {\ mathbf {A}} = \ left [{\ begin {array} {* {20} c} {\ frac {{\ partial f_ {1}] }} {{\ partial x_ {1}}}} & \ ldots & {\ frac {{\ partial f_ {1}}} {{\ partial x_ {n}}}} \\ \ vdots & \ ddots & \ vdots \\ {\ frac {{\ partial f_ {m}}} {{\ partial x_ {1}}}} & \ ldots & {\ frac {{\ partial f_ {m}}} {{\ partial x_ { n}}}} \\ \ end {array}} \ right] \ quad {\ mathbf {B}} = \ left [{\ begin {array} {* {20} c} {\ frac {{\ partial f_] {1}}} {{\ partial u_ {1}}}} & \ ldots & {\ frac {{\ partial f_ {1}}} {{\ partial u_ {n}}}} \\ \ vdots & \ точки и \ vdots \\ {\ frac {{\ partial f_ {m}}} {{\ partial u_ {1}}}} и \ ldots & {\ frac {{\ partial f_ {m}}} {{\ частичный u_ {n}}}} \\ \ end {array}} \ right] $$

$$ {\ mathbf {C}} = \ left [{\ begin {array} {* {20} c} { \ frac {{\ partial g_ {1}}} {{\ partial x_ {1}}}} & \ ldots & {\ frac {{\ partial g_ {1}}} {{\ partial x_ {n}}} } \\ \ vdots & \ ddots & \ vdots \\ {\ frac {{\ partial g_ {m}}} {{\ partial x_ {1}}}} & \ ldots & {\ frac {{\ partial g_ { m}}} {{\ partial x_ {n}}} } \\ \ end {array}} \ right] $$

Улучшенный EKF

Хотя EKF улучшает способность алгоритма справляться с нелинейными системами, для решения сложных задач отслеживания состояния системы в практических приложениях требуются дополнительные улучшения.Для реальных аккумуляторных блоков системный шум часто не гауссовский, например постоянное отклонение датчика тока и напряжения, особенно для аккумуляторных блоков большой емкости. Кроме того, характеристики сильно связаны с ухудшением емкости аккумулятора, температурой окружающей среды и динамическими условиями работы, что влияет на точность и надежность оценки SOC. Поэтому была принята некоторая оптимизация для улучшения алгоритма EKF, чтобы уменьшить влияние упомянутых факторов.

Адаптивный шум

Для фильтра Калмана шум сигнала можно разделить на шум процесса и шум окружающей среды. Шум процесса характеризует надежность предлагаемой модели, а шум окружающей среды часто возникает из-за ошибок, вызванных датчиком и нарушением окружающей среды во время фактического измерения. Оба шума имеют большое влияние на производительность системы фильтрации, в основном влияя на сходимость и точность системы ²⁶. Для конвергентного фильтра Калмана система считается сходящейся к стабильному значению в бесконечный момент, как показано в уравнении.(15)

$$ \ mathop {\ lim} \ limits_ {k \ to \ infty} P_ {k} = P_ {const} $$

(15)

Согласно ковариационной матрице, обновляющей EKF, усиление Калмана сходится к постоянному значению вместе с сходящейся ковариационной матрицей. Следовательно, фильтр Калмана будет преобразован в фильтр нижних частот, а усиление Калмана определяется только системным шумом, который влияет на точность.

С другой стороны, шум процесса влияет на скорость сходимости системы.Наличие шума может помочь системе постепенно сходиться к истинному значению при отклонении, а скорость сходимости зависит от амплитуды шума. В реальных условиях эксплуатации обычно ожидается, что на начальном этапе фильтрации присутствует больший шум, чтобы усилить влияние коррекции отклонения начального значения и увеличения скорости сходимости фильтрации. Однако, когда фильтр стабилизирован, он идеально подходит для ослабления шума для повышения точности.Поэтому достижение адаптивного шума системы имеет большое практическое значение ²⁷. Адаптивный шум можно эффективно реализовать с помощью наблюдения. Потребность в хранении данных для рекурсивного процесса невелика, и при малых размерностях матрицы A , B , C адаптивный алгоритм имеет очевидное преимущество для вычислений.

Адаптивный алгоритм, основанный на максимальной апостериорной оценке, предложенный для дискретных систем, можно охарактеризовать как уравнение.{k}) \), b — константа от 0 до 1, \ (\ varepsilon = z_ {k} — C_ {k} x_ {k} \).

Фильтр замирания

Фильтр замирания — это метод повышения способности системы использовать измерения наблюдения для оптимизации явления расходимости при фильтрации. Из-за ошибки округления при вычислении на компьютере ковариационная матрица может не быть положительной во время итеративного процесса, что приведет к колебаниям или расхождению системы фильтрации. Кроме того, когда модель системы сильно не соответствует, исправление системы может быть достигнуто только путем наблюдения.{T} + Q_ {k — 1} $$

(22)

Уравнение (18) можно заменить уравнением. (22) для оптимизации обновления ковариационной матрицы, а ковариационная матрица была увеличена в с раз по сравнению с исходным уравнением, которое показывает, что возможность использования для измерения была улучшена.

Коэффициент затухания уравнения. (22) может выбрать константу больше 1, а также может адаптивно обновляться в соответствии со степенью несоответствия модели системы. Кроме того, планки ошибок].

Линейно-нелинейный фильтр

Когда EKF улучшается с помощью нескольких решений, представленных как «IEKF и адаптация параметров», очевидно, что стоимость вычислений, необходимых для алгоритма, возрастает, что затрудняет реализацию быстрой оценки. Поэтому линейно-нелинейный (L – N) фильтр используется для решения проблем, связанных со слишком сложным алгоритмом.

Отметим, что ЕСМ первого порядка имеет следующие характеристики:

1. Процесс обновления состояния является линейным процессом.

$$ {\ mathbf {x}} (k + 1) = {\ mathbf {Ax}} (k) + {\ mathbf {w}} (k) $$

(23)

2. Процесс наблюдения — нелинейный процесс.

$$ {\ mathbf {y}} (k) = f ({\ mathbf {x}} (k), {\ mathbf {w}} (k)) $$

(24)

Нелинейная пропорция сосредоточена в процессе наблюдения. Следовательно, считается, что часть обновления состояния обрабатывается отдельно от части наблюдения.Классическая фильтрация Калмана имеет более высокую точность, когда работа с линейными системами сопровождается небольшим объемом вычислений. Однако, хотя EKF может реагировать на нелинейные системы, точность аналогична классической фильтрации Калмана при работе с линейными системами, тогда как много вычислительной мощности тратится впустую. Поэтому для специальной линейно-нелинейной системы, упомянутой выше, для решения проблемы используется фильтр LN. Классический метод фильтра Калмана применяется для процесса обновления статуса, а EKF применяется для процесса наблюдения, что эффективно уменьшает объем вычислений, требуемых алгоритмом, не влияя на точность оценки.

Обобщение

В разделе «IEKF и адаптация параметров» представлены несколько решений для решения проблем с шумом фильтрации и расходимостью. Метод фильтра L – N используется для уменьшения объема вычислений. Принятый алгоритм IEKF может быть описан как Таблица 3:

Таблица 3 Улучшенный алгоритм EKF.

Адаптация параметров

Алгоритм EKF может только отслеживать систему и корректировать в зависимости от наблюдений. Следовательно, алгоритм EKF вырождается в информационный фильтр с более низкой скоростью сходимости.Кроме того, повышение точности модели или своевременное изменение модели для адаптации системы имеет большее значение для повышения скорости сходимости и надежности.

Идентификация параметров в режиме онлайн является основным средством адаптации модели к реальным системам. Параметры ECM первого порядка включают R _o, R _p, C _p. R _p и C _p и представляет эффекты поляризации батареи, используемые для моделирования долгосрочных и динамических характеристик, влияющих на систему.Следовательно, указанные выше параметры необходимо реализовать в процессе онлайн-идентификации.

Метод идентификации параметров онлайн может быть эквивалентен применению двойного фильтра Калмана (DKF) ²⁹. Следовательно, создание модели пространства состояний для идентифицируемых параметров может эффективно сформулировать, как работает онлайн-идентификация параметра.

Поскольку изменение параметров батареи обычно происходит медленно во время деградации, мы предполагаем, что параметры батареи не изменяются во время итеративного процесса.Затем пространство состояний переписывается как Eq. (25):

$$ \ left [{\ begin {array} {* {20} c} {R_ {o_k + 1}} \\ {R_ {p, k + 1}} \\ {C_ {p , k + 1}} \\ \ end {array}} \ right] = \ left [{\ begin {array} {* {20} c} 1 & {} & {} \\ {} & 1 & {} \\ {} & {} & 1 \\ \ end {array}} \ right] \ left [{\ begin {array} {* {20} c} {R_ {o, k}} \\ {R_ {p , k}} \\ {C_ {p, k}} \\ \ end {array}} \ right] + w_ {para, k} $$

(25)

Эта модель пространства состояний имеет интересные особенности.Во-первых, матрица обновления состояния — это единичная матрица, которая имеет хорошую положительную определенность и низкую вычислительную сложность. Кроме того, уравнение наблюдения за системой такое же, как и в модели эквивалентной схемы батареи. Соответственно изменяются наблюдаемое значение напряжения и поляризационная характеристика. Следовательно, идентификация онлайн-параметров должна быть возвращена в процесс прогнозирования и обновления в ECM. Между тем, результат оценки SOC повлияет на возможность корректировки параметров, зависящих от наблюдения.Процесс адаптивных параметров показан на рис. 4. С учетом факторов влияния для алгоритмов фильтрации выбранные параметры представлены в таблице 4. Хотя для идеальных систем ожидается гауссов шум, постоянная инициализация предусмотрена для прогнозирования негауссовой батареи. идентификация системы и параметров в режиме онлайн способствует адаптивной оптимизации.

Рисунок 4

Процесс идентификации параметров в режиме онлайн.

Таблица 4 Выбранные коэффициенты алгоритма фильтрации для оценки SOC.

Рабочая среда и эксперимент

Для проверки достоверности алгоритма устанавливается экспериментальная рабочая среда, как показано на рис. 5, с подробностями, показанными в таблице 5.

Рис. 5 Таблица 5 Подробная информация об оборудовании.

Эксперимент был проверен на литий-ионной батарее BYD 130 Ач, и ее характеристики показаны в Таблице 6. Экспериментальные результаты для условий используются для проверки эффективности и надежности алгоритма и проверочного теста в этой статье, включая испытание постоянным током, испытание импульсным разрядом и испытание динамической нагрузкой (DST).Все испытания проводятся при температуре окружающей среды 25 ℃.

Таблица 6 Характеристики протестированных батарей.

Алюминиевые электролиты для двухионных алюминиевых батарей

Chen, H. et al. Прогресс в системе хранения электроэнергии: критический обзор. Прог. Nat. Sci. 19 , 291–312 (2009).

CAS Google ученый

Palomares, V. et al. Na-ионные батареи, последние достижения и проблемы, связанные с превращением в недорогие системы хранения энергии. Energy Environ. Sci. 5 , 5884–5901 (2012).

CAS Google ученый

Кравчик, К. В., Цюнд, Т., Верле, М., Коваленко, М. В. и Боднарчук, М. И. NaFeF ₃ нанопластин в качестве недорогих натриевых и литиевых катодных материалов для стационарного накопления энергии. Chem. Матер. 30 , 1825–1829 (2018).

CAS Google ученый

Хосака Т., Кубота К., Хамид А. С. и Комаба С. Исследования в области K-ионных аккумуляторов. Chem. Ред. 120 , 6358–6466 (2020).

Мао, М., Гао, Т., Хоу, С. и Ван, К. Критический обзор катодов для перезаряжаемых Mg-батарей. Chem. Soc. Ред. 47 , 8804–8841 (2018).

CAS PubMed PubMed Central Google ученый

Дубей Р.J. C. et al. Углерод на основе цеолита в качестве стабильного высокомощного катодного материала с ионами магния. ACS Appl. Матер. Интерфейсы 11 , 39902–39909 (2019).

CAS PubMed PubMed Central Google ученый

Elia, G.A. et al. Обзор и перспективы алюминиевых батарей. Adv. Матер. 28 , 7564–7579 (2016).

CAS PubMed PubMed Central Google ученый

Амброз, Ф., Макдональд, Т. Дж. И Нанн, Т. Тенденции в интеркаляционных батареях на основе алюминия. Adv. Energy Mater. 7 , 1602093 (2017).

Google ученый

Дас, С. К., Махапатра, С. и Лахан, Х. Алюминиево-ионные батареи: разработки и проблемы. J. Mater. Chem. А 5 , 6347–6367 (2017).

CAS Google ученый

10.

Вальтер М., Коваленко М. В., Кравчик К. В. Проблемы и преимущества постлитий-ионных аккумуляторов. N. J. Chem. 44 , 1677–1683 (2020).

CAS Google ученый

11.

Zafar, Z. A. et al. Катодные материалы для алюминиевых аккумуляторных батарей: текущее состояние и прогресс. J. Mater. Chem. А 5 , 5646–5660 (2017).

CAS Google ученый

12.

Fu, L. et al. Достижения систем хранения энергии на основе алюминия. Подбородок. J. Chem. 35 , 13–20 (2017).

CAS Google ученый

13.

Wang, Y. et al. Новые не литий-ионные аккумуляторы. Материал накопителя энергии. 4 , 103–129 (2016).

Google ученый

14.

Муньос-Торреро, Д., Пальма, Дж., Марсилла, Р., Вентоза, Э.Критический взгляд на технологию перезаряжаемых алюминиево-ионных аккумуляторов. Dalton Trans. 48 , 9906–9911 (2019).

PubMed PubMed Central Google ученый

15.

Wang, S. et al. Наностержни Anatase TiO ₂ в качестве катодных материалов для алюминиево-ионных аккумуляторов. ACS Appl. Nano Mater. 2 , 6428–6435 (2019).

CAS Google ученый

16.

Оборн, Дж. Дж. Вторичный алюминиевый электрод при температуре окружающей среды: скорость его смены и эффективность. J. Electrochem. Soc. 132 , 598 (1985).

CAS Google ученый

17.

Chen, H. et al. Оксидная пленка эффективно подавляет рост дендритов в алюминиево-ионном аккумуляторе. ACS Appl. Матер. Интерфейсы 9 , 22628–22634 (2017).

CAS PubMed PubMed Central Google ученый

18.

Кравчик К. В., Ван С., Пивето Л., Коваленко М. В. Эффективная батарея хлорид алюминия – природный графит. Chem. Матер. 29 , 4484–4492 (2017).

19.

Фулетье, М. и Арманд, М. Электрохимический метод определения характеристик интеркалированных соединений графит-хлорид алюминия. Углерод 17 , 427–429 (1979).

CAS Google ученый

20.

Гиффорд, П.R. Перезаряжаемый элемент алюминий / хлор, в котором используется электролит из расплавленной соли при комнатной температуре. J. Electrochem. Soc. 135 , 650 (1988).

CAS Google ученый

21.

Lin, M.-C. и другие. Сверхбыстрый перезаряжаемый алюминиево-ионный аккумулятор. Природа 520 , 324–328 (2015).

CAS Google ученый

22.

Энджелл, М., Zhu, G., Lin, M.-C., Rong, Y. & Dai, H. Ионные жидкие аналоги AlCl ₃ с производными мочевины в качестве электролитов для алюминиевых батарей. Adv. Функц. Матер. 30 , 18.

23.

Angell, M. et al. Алюминиево-ионный аккумулятор с высокой кулоновской эффективностью, в котором используется ионно-жидкий аналоговый электролит на основе AlCl ₃. Proc. Natl Acad. Sci. США 114 , 834–839 (2017).

CAS PubMed PubMed Central Google ученый

24.

Цзяо, Х., Ван, К., Ту, Дж., Тиан, Д. и Цзяо, С. Перезаряжаемая алюминий-ионная батарея: Al / расплавленный AlCl ₃ –мочевина / графит. Chem. Commun. 53 , 2331–2334 (2017).

CAS Google ученый

25.

Li, J., Tu, J., Jiao, H., Wang, C. & Jiao, S. Тройной AlCl ₃ -Мочевино- [EMIm] Cl ионный жидкий электролит для перезаряжаемых алюминиево-ионных аккумуляторов. батареи. J. Electrochem. Soc. 164 , A3093 – A3100 (2017).

CAS Google ученый

26.

Wang, C., Li, J., Jiao, H., Tu, J. & Jiao, S. Электрохимическое поведение анода из алюминиевого сплава для перезаряжаемых Al-ионных батарей с использованием AlCl ₃ –Мочевина жидкий электролит. RSC Adv. 7 , 32288–32293 (2017).

CAS Google ученый

27.

Ng, K. L. et al. Недорогая аккумуляторная батарея из алюминия и природного графита, в которой используется аналог ионной жидкости на основе мочевины. Электрохим. Acta 327 , 135031 (2019).

CAS Google ученый

28.

Каневер, Н., Бертран, Н. и Нанн, Т. Ацетамид: недорогая альтернатива хлоридам алкилимидазолия для алюминиево-ионных аккумуляторов. Chem. Commun. 54 , 11725–11728 (2018).

CAS Google ученый

29.

Xu, H. et al. Недорогой электролит AlCl ₃ / Et ₃ NHCl для высокопроизводительных алюминиево-ионных аккумуляторов. Материал накопителя энергии. 17 , 38–45 (2019).

Google ученый

30.

Gan, F. et al. Недорогие ионные жидкие электролиты для перезаряжаемых алюминиево-графитовых батарей. Ionics 25 , 4243–4249 (2019).

CAS Google ученый

31.

Xia, S., Zhang, X.-M., Huang, K., Chen, Y.-L. И Ву, Ю.-Т. Ионные жидкие электролиты для алюминиевых аккумуляторных батарей: влияние органических растворителей. J. Electroanal. Chem. 757 , 167–175 (2015).

CAS Google ученый

32.

Ван С., Кравчик К. В., Крумейч Ф., Коваленко М. В. Чешские графитовые хлопья в качестве катодного материала для хлоридно-графитовой батареи алюминия. ACS Appl. Матер. Интерфейсы 9 , 28478–28485 (2017).

CAS PubMed PubMed Central Google ученый

33.

Стади, Н. П., Ван, С., Кравчик, К. В., Коваленко, М. В. Углерод с матричным цеолитом в качестве упорядоченного микропористого электрода для алюминиевых батарей. САУ Нано 11 , 1911–1919 (2017).

CAS PubMed PubMed Central Google ученый

34.

Yu, X., Wang, B., Gong, D., Xu, Z. & Lu, B. Графеновые наноленты на высокопористом трехмерном графене для высокоемких и сверхстабильных алюминиево-ионных аккумуляторов. Adv. Матер. 29 , 1604118 (2017).

Google ученый

35.

Вальтер М., Кравчик К. В., Бёфер К., Видмер Р. и Коваленко М. В. Полипирены как высокоэффективные катодные материалы для алюминиевых батарей. Adv. Матер. 30 , 1705644 (2018).

Google ученый

36.

Худак Н.С. Проводящие полимеры, легированные хлороалюминатом, в качестве положительных электродов в перезаряжаемых алюминиевых батареях. J. Phys. Chem. С. 118 , 5203–5215 (2014).

CAS Google ученый

37.

Лай, П. К. и Скиллас-Казакос, М. Осаждение алюминия и растворение в хлориде алюминия — расплавы хлорида н-бутилпиридиния. Электрохим. Acta 32 , 1443–1449 (1987).

CAS Google ученый

38.

Чао-Ченг Ю. Электроосаждение алюминия в расплавленном AlCl ₃ -н-бутилпиридинхлоридный электролит. Mater. Chem. Phys. 37 , 355–361 (1994).

Google ученый

39.

Zhao, Y. & VanderNoot, T. J. Электроосаждение алюминия из неводных органических электролитических систем и расплавленных солей при комнатной температуре. Электрохим. Acta 42 , 3–13 (1997).

CAS Google ученый

40.

Зейн Эль-Абедин, С., Мустафа, Э.М., Хемпельманн, Р., Наттер, Х. и Эндрес, Ф. Электроосаждение нано- и микрокристаллического алюминия в трех различных устойчивых к воздуху и воде ионных жидкостях. ChemPhysChem 7 , 1535–1543 (2006).

CAS PubMed PubMed Central Google ученый

41.

Цзян Т., Чоллиер Брим М. Дж., Дубе Г., Ласиа А. и Брисар Г. М. Электроосаждение алюминия из ионных жидкостей. I. Электроосаждение и морфология поверхности алюминия из ионных жидкостей хлорида алюминия (AlCl ₃) -1-этил-3-метилимидазолия ([EMIm] Cl). Прибой. Пальто. Tech. 201 , 1–9 (2006).

CAS Google ученый

42.

Цзян Т., Чоллиер Брим М. Дж., Дубе Г., Ласиа А. и Брисар Г. М. Электроосаждение алюминия из ионных жидкостей. II: исследования электроосаждения алюминия из ионных жидкостей хлорида алюминия (AICl ₃) — хлорида триметилфениламмония (TMPAC). Прибой. Пальто. Tech. 201 , 10–18 (2006).

CAS Google ученый

43.

Эбботт, А. П., Харрис, Р. К., Хси, Й.-Т., Райдер, К. С. и Сан, И. В. Электроосаждение алюминия в условиях окружающей среды. Phys. Chem. Chem. Phys. 16 , 14675–14681 (2014).

CAS PubMed PubMed Central Google ученый

44.

Abood, H. M. A., Abbott, A. P., Ballantyne, A. D. & Ryder, K.S. Всем ли ионным жидкостям нужны органические катионы? Характеристика [AlCl ₂ · намид] ⁺ AlCl ₄ ^— и сравнение с системами на основе имидазолия. Chem. Commun. 47 , 3523–3525 (2011).

CAS Google ученый

45.

Баккар А. и Нойберт В. Новый метод практического электроосаждения алюминия из ионных жидкостей. Электрохим. Commun. 51 , 113–116 (2015).

CAS Google ученый

46.

Fang, Y. et al. Ионная жидкость на основе AlCl3 с нейтральным замещенным пиридиновым лигандом для электрохимического осаждения алюминия. Электрохим. Acta 160 , 82–88 (2015).

CAS Google ученый

47.

Yang, C. et al. Заместительный эффект имидазолиевой ионной жидкости: потенциальная стратегия для алюминиевой батареи с высокой кулоновской эффективностью. J. Phys. Chem. C. 123 , 11522–11528 (2019).

CAS Google ученый

48.

Xu, C., Li, J., Chen, H. & Zhang, J. Бензилтриэтиламмонийхлоридный электролит для высокоэффективных алюминиево-ионных аккумуляторов. ChemNanoMat 5 , 1367–1372 (2019).

CAS Google ученый

49.

Lv, Z. et al. Двухионная аккумуляторная батарея высокого напряжения разряда с использованием чистого (DMPI ⁺) (AlCl ₄ ^—) ионно-жидкого электролита. J. Источники энергии 418 , 233–240 (2019).

CAS Google ученый

50.

Кравчик К.В., Коваленко М.В. Перезаряжаемые двухионно-ионные батареи с графитом в качестве катода: ключевые проблемы и возможности. Adv. Energy Mater. 9 , 19 (2019).

Google ученый

51.

Чжао, X., Zhao-Karger, Z., Fichtner, M., Шен, X. Материалы и химические составы на основе галогенов для аккумуляторных батарей. Angew. Chem. Int. Эд. 59 , 2–50.

52.

Bitenc, J. et al. Концепция и электрохимический механизм батареи металлический алюминиевый анод — органический катод. Материал накопителя энергии. 24 , 379–383 (2020).

Google ученый

53.

Leisegang, T. et al. Алюминиево-ионный аккумулятор: экологичная и оригинальная концепция? Фронт.Chem. 7, https://doi.org/10.3389/fchem.2019.00268 (2019).

54.

Sui, Y. et al. Двойные ионные батареи: появляющиеся альтернативные аккумуляторные батареи. Материал накопителя энергии. 25 , 1–32 (2019).

55.

Чжао, Х., Сюй, Дж., Инь, Д. и Ду, Ю. Электролиты для батарей с металлическими анодами с большим содержанием земли. Chem .: Eur. J. 24 , 18220–18234 (2018).

CAS Google ученый

56.

Chen, C.-Y., Tsuda, T., Kuwabata, S. & Hussey, C.L. Перезаряжаемые алюминиевые батареи, в которых используется хлоралюминатный неорганический ионный жидкий электролит. Chem. Commun. 54 , 4164–4167 (2018).

CAS Google ученый

57.

Liu, Z. et al. Углеродные нано-свитки для алюминиевого аккумулятора. АСУ Нано 12 , 8456–8466 (2018).

CAS PubMed PubMed Central Google ученый

58.

Кравчик К. В., Сено С., Коваленко М. В. Ограничения применения хлоралюминатных жидких анолитов для алюминиево-графитовых двухионных аккумуляторов. ACS Energy Lett ., 545–549 (2020).

59.

Ferrara, C., Dall’Asta, V., Berbenni, V., Quartarone, E. & Mustarelli, P. Физико-химические характеристики ионной жидкости AlCl ₃ -1-этил-3-метилимидазолийхлорид электролиты для алюминиевых аккумуляторных батарей. J. Phys. Chem. C. 121 , 26607–26614 (2017).

CAS Google ученый

60.

Wang, H. et al. Анионные эффекты на электрохимические свойства ионных жидких электролитов для алюминиевых аккумуляторных батарей. J. Mater. Chem. А 3 , 22677–22686 (2015).

CAS Google ученый

61.

Карлин, Р. Т. Исследования нуклеации и морфологии алюминия, осажденного из расплавленной соли хлоралюмината при комнатной температуре. J. Electrochem. Soc. 139 , 2720 (1992).

CAS Google ученый

62.

Wang, S. et al. Алюминийхлоридно-графитовые батареи с гибкими токоприемниками, изготовленными из землистых элементов. Adv. Sci. 5 , 1700712 (2018).

Google ученый

63.

Дель Дука, Б. С. Электрохимическое поведение алюминиевого электрода в расплавленных солевых электролитах. J. Electrochem. Soc. 118 , 405–411 (1971).

Google ученый

64.

Гейл Р. Дж. И Остериунг Р. А. Исследование эффектов субвалентных ионов во время анодирования алюминия в расплавленных растворителях NaCl-AlCl ₃. J. Electrochem. Soc. 121 , 983–987 (1974).

CAS Google ученый

65.

Tu, J. et al.Влияние поведения анионов на электрохимические свойства алюминиево-ионной перезаряжаемой алюминиево-ионной батареи через расплавленный жидкий электролит AlCl ₃ -NaCl. J. Electrochem. Soc. 164 , A3292 – A3302 (2017).

CAS Google ученый

66.

Ту, Дж., Ван, Дж., Чжу, Х. и Цзяо, С. Расплавленные хлориды для алюминиево-графитовых аккумуляторных батарей. J. Сплавы Compd. 821 , 153285 (2020).

67.

Смит, Э. Л., Эбботт, А. П. и Райдер, К. С. Глубокие эвтектические растворители (DES) и их применение. Chem. Ред. 114 , 11060–11082 (2014).

68.

Коулман, Ф., Сринивасан, Г. и Свадьба-Квасны, М. Жидкие координационные комплексы, образованные гетеролитическим расщеплением галогенидов металлов. Angew. Chem. Int. Эд. 52 , 12582–12586 (2013).

CAS Google ученый

69.

Li, M. et al. AlCl ₃ / амидные ионные жидкости для электроосаждения алюминия. J. Solid State Electrochem. 21 , 469–476 (2017).

CAS Google ученый

70.

Chu, W. et al. Недорогой электролит на основе глубокого эвтектического растворителя для аккумуляторных алюминиево-серных батарей. Материал накопителя энергии. 22 , 418–423 (2019).

Google ученый

71.

Li, M. et al. Электроосаждение алюминия из эвтектического растворителя AlCl ₃ / ацетамид. Электрохим. Acta 180 , 811–814 (2015).

CAS Google ученый

72.

Китада А., Накамура К., Фуками К. и Мурасе К. AlCl ₃ -растворенный диглим в качестве электролита для электроосаждения алюминия при комнатной температуре. Электрохимия 82 , 946–948 (2014).

CAS Google ученый

73.

Китада А., Накамура К., Фуками К. и Мурасе К. Электрохимически активные частицы в ваннах для электроосаждения алюминия с растворами AlCl ₃ / глим. Электрохим. Acta 211 , 561–567 (2016).

CAS Google ученый

74.

Li, M. et al. Электроосаждение алюминия из низкотемпературных расплавов солей карбамида, ацетамида и галогенида лития. Электрохим. Acta 185 , 148–155 (2015).

CAS Google ученый

75.

Камат, Г., Нараянан, Б. и Санкаранараянан, С. К. Р. С. Атомистическое происхождение превосходных характеристик ионных жидких электролитов для алюминиево-ионных аккумуляторов. Phys. Chem. Chem. Phys. 16 , 20387–20391 (2014).

CAS Google ученый

76.

Tseng, C.-H. и другие. Коррозионное поведение материалов в ионной жидкости хлорид алюминия – 1-этил-3-метилимидазолий хлорид. Электрохим. Commun. 12 , 1091–1094 (2010).

CAS Google ученый

77.

Рид, Л. Д. и Менке, Э. Роли V ₂ O ₅ и нержавеющей стали в перезаряжаемых алюминиево-ионных батареях. J. Electrochem. Soc. 160 , A915 – A917 (2013 г.).

CAS Google ученый

78.

Ши, Дж., Чжан, Дж.& Го, Дж. Как избежать ошибок в исследованиях аккумуляторных алюминиевых батарей. ACS Energy Lett. 4 , 2124–2129 (2019).

CAS Google ученый

79.

Gao, T. et al. Перезаряжаемый аккумулятор Al / S с ионно-жидким электролитом. Angew. Chem. Int. Эд. 55 , 9898–9901 (2016).

CAS Google ученый

80.

Ван С.и другие. Высокопроизводительный алюминиево-ионный аккумулятор с композитным катодом из микросфер CuS @ C. АСУ Нано 11 , 469–477 (2017).

PubMed PubMed Central Google ученый

81.

Wang, D.-Y. и другие. Усовершенствованный перезаряжаемый ионно-алюминиевый аккумулятор с высококачественным катодом из натурального графита. Nat. Commun. 8 , 14283 (2017).

CAS PubMed PubMed Central Google ученый

82.

Чой С., Го Х., Ли Г., Так Ю. Электрохимические свойства алюминиевого анода в ионном жидком электролите для аккумуляторных алюминиево-ионных батарей. Phys. Chem. Chem. Phys. 19 , 8653–8656 (2017).

83.

Lee, D., Lee, G. & Tak, Y. Гипостатическая нестабильность алюминиевого анода в кислотной ионной жидкости для алюминиево-ионного аккумулятора. Нанотехнологии 29 , 36LT01 (2018).

PubMed PubMed Central Google ученый

84.

Wang, J., Zhang, X., Chu, W., Liu, S. & Yu, H. Алюминиево-ионный аккумулятор с температурой ниже 100 ° C на основе тройной неорганической расплавленной соли. Chem. Commun. 55 , 2138–2141 (2019).

CAS Google ученый

85.

Song, Y. et al. Перезаряжаемый ионно-алюминиевый аккумулятор с длительным сроком службы на основе расплавленных солей. J. Mater. Chem. А 5 , 1282–1291 (2017).

CAS Google ученый

86.

Zhu, G. et al. Перезаряжаемые алюминиевые батареи: влияние катионов в ионных жидких электролитах. RSC Adv. 9 , 11322–11330 (2019).

CAS Google ученый

87.

Elia, G.A. et al. Понимание обратимости алюминиево-графитовых батарей. J. Mater. Chem. А 5 , 9682–9690 (2017).

CAS Google ученый

88.

Xu, C. et al. Алюминиево-ионный аккумулятор большой емкости на основе имидазол-гидрохлоридного электролита. ХимЭлектроХим 6 , 3350–3354 (2019).

CAS Google ученый

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.

Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно.Ниже приведены наиболее частые причины:

В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки вашего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
Дата на вашем компьютере в прошлом.Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу.Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.

Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файле cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта.Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

Энергопотребление для производства литий-ионных аккумуляторов объемом ГВт-ч

Показано, что оценки энергопотребления и выбросов парниковых газов (ПГ), связанных с производством литий-ионных (литий-ионных) аккумуляторов, значительно различаются (Ellingsen et al 2017 , Peters et al 2017, Romare and Dahllöf 2017).Потребности в энергии, связанные с добычей и переработкой сырья, по-видимому, находятся в разумном согласии между исследованиями (Dunn et al 2014), в то время как энергия, используемая для сборки модуля или блока, считается требующей лишь минимального количества энергии (Dai et al. 2019), оставляя процессы производства элементов в качестве основного источника отклонений. Значительная часть расхождения может быть связана с тем фактом, что многие оценки в верхнем диапазоне действительны только для пилотного производства или недостаточно используемых промышленных предприятий (Dai et al 2019).Другие предполагают, что разные методы приводят к противоречивым результатам (Ellingsen et al 2015). Лучшее понимание энергии, необходимой для производства литий-ионных аккумуляторных элементов, имеет решающее значение для правильной оценки экологических последствий быстро растущего использования литий-ионных аккумуляторов.

Воздействие производства аккумуляторов на окружающую среду, как правило, количественно определяется с использованием оценки жизненного цикла (ОЖЦ) с использованием различных методов оценки воздействия и допущений по ключевым аспектам, что затрудняет прямое сравнение этих исследований (Peters and Weil 2018).Кроме того, обычные исследования LCA могут быть неправильным инструментом для оценки воздействия новых технологий на окружающую среду (Arvidsson et al 2018). В настоящее время вводятся в эксплуатацию не менее 20 заводов по производству литий-ионных аккумуляторов с годовым объемом производства нескольких гигаватт-часов при емкости литий-ионных аккумуляторов (ГВтч _c) (IEA 2019). Это может дать более достоверные данные о фактическом использовании энергии при производстве аккумуляторных элементов (Dai et al 2019).Тем не менее, в научной литературе существует мало надежных оценок, и исследования по-прежнему основываются на средних значениях в значительной степени устаревших данных (Philippot et al 2019) или отдельных исследованиях пилотных заводов (Cox et al 2018).

Здесь представлены ранее неопубликованные оценки использования энергии для производства литий-ионных аккумуляторных элементов. Они основаны на общедоступных данных о двух заводах по производству аккумуляторов емкостью несколько ГВт-ч; первая из ранних оценок компании, ранее доступная только в технических отчетах на шведском языке, а вторая рассчитана на основе налогов, уплаченных за коммунальные услуги.Дается сравнение с предыдущими оценками и обсуждаются дальнейшие разработки в области оценки энергопотребления и выбросов парниковых газов, связанных с производством литий-ионных аккумуляторов.

Northvolt Ett

Northvolt Ett — строящийся завод аккумуляторных элементов в Скеллефтео, Швеция. Предполагается, что годовая производственная мощность составит 32 ГВтч _c литий-ионных аккумуляторных элементов на четырех производственных линиях (Northvolt 2018b). Строительство первой производственной линии с годовой мощностью 8 ГВт-ч _c началось, и планы по строительству второй линии находятся в стадии реализации (Northvolt 2018a).Завод будет выполнять большинство этапов производства аккумуляторных элементов, от подготовки катодных и анодных материалов до готовых аккумуляторных элементов (Northvolt 2017b).

В техническом отчете, приложенном к Оценке воздействия на окружающую среду (EIA), годовое потребление электроэнергии на первой производственной линии _c мощностью 8 кВт / ч прогнозируется на уровне 400 ГВт / ч (Northvolt 2017b), что соответствует потреблению электроэнергии в размере 50 кВт / ч _эл. / кВт · ч _c (рисунок 1). Электроэнергия, вероятно, будет обеспечивать абсолютную большую часть потребности предприятия в энергии, поскольку наиболее энергоемкие процессы, например.грамм. Для обслуживания чистых помещений, нагревательных печей для производства катодов и формирования ячеек будет использоваться электричество, хотя есть также возможности использовать пар от близлежащей теплоэлектроцентрали или переработанное тепло от производства (Northvolt 2017b).

Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рис. 1. Оценки использования энергии (_{кВт / ч}) для производства литий-ионных аккумуляторных элементов, представленные в этом исследовании (черные точки) и предыдущих исследованиях (серые точки), а также годовая производственная мощность литий-ионных аккумуляторных элементов (ГВтч) _c) исследуемых объектов.* Оценка комбинированной тепловой энергии и электроэнергии.

Загрузить рисунок:

Стандартный образ Изображение высокого разрешения

Tesla Gigafactory 1

Tesla Gigafactory 1 в Неваде, США имеет запланированную производственную мощность литий-ионных аккумуляторных элементов в размере 35 ГВтч _c, с дополнительными 15 ГВтч _c упаковок из элементов, произведенных в другом месте (Tesla 2014). Массовое производство аккумуляторных элементов началось в январе 2017 года (Tesla 2017). Официальные оценки потребности завода в энергии не были обнародованы, но округ Стори оценивается как ежегодный 1.4 миллиона долларов США в виде франшизы на коммунальные услуги на электроэнергию и природный газ от объекта (Applied Economics, 2014). В 2017 году округ Стори заработал 9_{долларов США за счет взимания 1% франшизы за коммунальные услуги в рамках проекта Tesla (GOED 2017). Поскольку на Gigafactory (Tesla 2018) природный газ не используется, этот доход должен поступать от использования электроэнергии.}

На основании этого и вероятной цены, уплаченной за электроэнергию, можно рассчитать приблизительную оценку использования электроэнергии на объекте.Обычный тариф на электроэнергию для крупных промышленных потребителей в Неваде составляет 6,18 центов США за кВтч электроэнергии (Randazzo, 2014). Предполагая, что франчайзинговый сбор в размере 1%, который взимался в 2017 году, потребовалось бы, чтобы общее годовое потребление электроэнергии составило 2 300 ГВт-ч, чтобы достичь расчетных сборов в размере 1,4 миллиона долларов США для всего объекта. Это равняется потреблению энергии 65 кВтч _el / кВтч _c (рисунок 1). Электроэнергия Tesla в некоторой степени субсидируется штатом Невада через индикатор экономического развития (State of Nevada, 2014).Цена со скидкой действует до 25 МВт, начиная с 30% в течение первых двух лет и снижаясь на 10 процентных пунктов каждые два года, достигая нуля через 8 лет. Средняя потребность в электроэнергии, соответствующая годовому потреблению электроэнергии в 2300 ГВтч, составляет более 250 МВт. Это означает, что даже если тарифный райдер повлияет на комиссию за франшизу, что неочевидно, это окажет лишь незначительное влияние на результат, представленный здесь.

С помощью Gigafactory Tesla стремится вертикально интегрировать как можно большую часть цепочки поставок, от сырья до готовой продукции, на одном предприятии (Fairley 2016).Основное отличие от завода Northvolt Ett заключается в том, что Tesla Gigafactory 1 также собирает аккумуляторные модули и блоки. Поскольку для сборки модулей и блоков, как правило, требуется лишь незначительное потребление энергии по сравнению с процессами производства элементов (Dai et al 2019), эти два объекта сопоставимы.

Предыдущие оценки энергопотребления при производстве аккумуляторных элементов использовали либо восходящее моделирование процессов, либо нисходящую атрибуцию энергопотребления предприятия, в любом случае редко на основе первичных данных (Ellingsen et al 2015).Оценки исследований, основанных на моделях, таких как Notter et al (2010) и Dunn et al (2014), ниже, чем исследования, основанные на первичных данных. Фактически, оценка Дай и др. (2019, 2017) уже заменила данные Данна и др. (2014) в широко используемой модели GREET (Аргоннская национальная лаборатория, 2018). Другие хорошо цитируемые исследования, такие как Majeau-Bettez et al (2011) и Zackrisson et al (2010), приближаются к десятилетию с момента публикации, с использованием еще более старых вторичных данных.Актуальность этих оценок для современных заводов по производству аккумуляторных элементов емкостью несколько ГВт-ч должна быть поставлена под сомнение.

Существует несколько оценок энергопотребления при производстве литий-ионных аккумуляторов, основанных на первичных данных (рис. 1). Dai и др. (2019) оценивают потребление энергии на предприятиях по производству аккумуляторов в Китае с годовой производственной мощностью около 2 ГВтч _c до 170 МДж (47 кВтч) на _c кВтч, из которых 140 МДж используется в в виде пара и 30 МДж в виде электричества.Эллингсен и др. (2015) изучали использование электроэнергии на производственном предприятии в течение 18 месяцев. Были предоставлены три различных оценки, самая низкая из которых 586 МДж (163 кВтч) была предложена для наилучшего отражения крупномасштабного производства (Ellingsen et al 2014). Эта оценка находится в разумной близости к более поздним оценкам, учитывая, что она основана на данных относительно небольшого производственного предприятия, работающего не на полную мощность. Юань и др. (2017) измерили потребление электроэнергии на экспериментальной установке аккумуляторных батарей до 107 кВтч.

В другом примере Ким и др. (2016) основывают свой анализ на первичных данных, полученных с завода по производству аккумуляторных элементов, использующего как электричество, так и пар, которые указаны как 120 МДж эквивалентов первичной энергии (PE-экв.) На кг батареи ( 1500 МДж _PE-экв / кВт · ч _c). Пропорции электроэнергии и тепловой энергии, и как она преобразуется в PE-eq, не разглашается. Dai и др. (2019) приблизительно 1500 МДж _PE-экв / кВт · ч _c равняются 525 МДж _el / кВт · ч _c, используя коэффициент преобразования первичной энергии 0.35, хотя ранее он оценивался как 990 МДж / кВт · ч _PE-экв, причем 2/3 приходилось на пар, а остальное — на электричество (Dai et al 2017).

Несмотря на использование двух совершенно разных методов, две новые оценки, представленные здесь, похожи на 50 и 65 кВтч _el / кВтч _c, Кроме того, хотя и не основаны на первичных данных, особенно нижняя оценка очень похожа на 47 кВтч, предложенный Даем и др. (2019). Тепловая и электрическая энергия не являются идеальной заменой, но Дай и др. (2019) суммируют тепловую энергию с электричеством.Хотя для некоторых процессов требуется электричество, большая часть энергии, необходимой для производства литий-ионных аккумуляторов, используется в виде тепла при разных температурах, которое может поставляться либо паром, либо горячей водой, либо электричеством (Northvolt 2017b). Во избежание путаницы, когда это возможно, следует учитывать фактические потребности в тепловой и электрической энергии.

В то время как оценка Dai et al (2019, 2017) в основном основана на первичных данных предприятий по производству аккумуляторных элементов, использование электроэнергии для формирования и зарядки элементов основано на довольно упрощенном расчете и оценивается в 1.2 кВтч _эл / кВтч _c,. Northvolt планирует использовать до 20% от общего потребления электроэнергии, что составляет 15 кВтч _el / кВтч _c, для формирования ячеек, несмотря на цель повторного использования значительной части электроэнергии (Northvolt 2017b). Использование более высокой оценки Northvolt для вместо расчетного числа дает скорректированную оценку Dai и др. (2017, 2019) на уровне чуть более 60 кВтч _el / кВтч _c (рисунок 1).

Понимание потребностей в энергии в быстрорастущей отрасли литий-ионных аккумуляторов важно не только для точной оценки воздействия на окружающую среду, но и для оценки последствий для местных электросетей.Например, расчетное годовое потребление электроэнергии в 2 ТВтч для Northvolt Ett составляет примерно половину электроэнергии, вырабатываемой местной муниципальной энергетической компанией (Israelsson, 2017). Предполагается, что установка будет работать непрерывно каждый час дня и каждый день недели (Northvolt 2018a). Этот новый постоянный спрос на электроэнергию может потенциально снизить регулирующую способность гидроэнергетики в этом районе и иметь другие последствия для потенциала возобновляемых источников энергии в Швеции. Такие воздействия требуют дальнейшего расследования.

Отслеживание того, какие различные энергоносители и источники используются, становится все более важным с увеличением доли возобновляемых источников энергии в электроэнергетических системах. Tesla Gigafactory 1 использует только электричество и нацелена на получение всей электроэнергии из возобновляемых источников в будущем (Tesla 2018), а Northvolt Ett будет полагаться на чистую электроэнергию от ветра и гидроэлектроэнергии в Швеции (Northvolt 2017a). Потенциал перехода на низкоуглеродные источники энергии не столь очевиден на тех объектах, которые в настоящее время полагаются на пар из ископаемого топлива, таких как те, которые исследованы в Dai et al (2019).

Основываясь на общедоступных данных о двух различных предприятиях по производству литий-ионных аккумуляторов и скорректированных результатах предыдущего исследования, наиболее разумные предположения об использовании энергии для производства литий-ионных аккумуляторных элементов составляют 50–65 кВтч электроэнергии на 1 кВтч. емкости аккумулятора. Эти результаты значительно ниже, чем во многих предыдущих исследованиях небольших или недостаточно используемых объектов. Однако дальнейшего снижения энергопотребления не наблюдается при увеличении размера объектов выше 2 ГВт-ч _c, но для подтверждения этого необходимы дальнейшие работы.Когда станут доступны более точные данные, откажитесь от представленных здесь оценок.

Автор хотел бы поблагодарить Даниэля Йоханссона и других участников проекта Mistra Carbon Exit за многочисленные ценные обсуждения, двух анонимных рецензентов за отличные комментарии к оригинальной рукописи и Сару Курланд за вычитку.

Как рассчитать секцию аккумулятора. Правила расчета радиаторов отопления

Здесь вы узнаете о расчете сечений алюминиевых радиаторов на квадратный метр: сколько батарей нужно для комнаты и частного дома, пример расчета максимального количества обогревателей на необходимую площадь.

Недостаточно знать, что алюминиевые батареи обладают высоким уровнем теплоотдачи.

Перед их установкой обязательно просчитать, сколько их должно быть в каждой отдельной комнате.

Только зная, сколько алюминиевых радиаторов нужно на 1 м2, можно уверенно купить необходимое количество секций.

Расчет сечений алюминиевых радиаторов на квадратный метр

Как правило, производители заранее рассчитывают нормы мощности алюминиевых батарей, которые зависят от таких параметров, как высота потолков и площадь помещения.Так считается, что для обогрева 1 м2 помещения с высотой потолка до 3 м потребуется тепловая мощность 100 Вт.

Эти цифры являются приблизительными, так как расчет алюминиевых радиаторов отопления по площади в данном случае не учитывает возможные теплопотери в помещении или более высоких или более низких потолках. Это общепринятые строительные нормы и правила, которые производители указывают в паспорте своей продукции.

Кроме них:

Сколько секций алюминиевого радиатора вам нужно?

Расчет количества секций алюминиевого радиатора производится по форме, подходящей для любого типа обогревателя:

Q = S x100 x k / P

В данном случае:

S — площадь помещения, где требуется установка АКБ;
k — коэффициент коррекции показателя 100 Вт / м2 в зависимости от высоты потолка;
P — мощность одного радиаторного элемента.

При подсчете количества секций алюминиевых радиаторов отопления получается, что в помещении площадью 20 м2 с высотой потолка 2,7 м потребуется алюминиевый радиатор мощностью одной секции 0,138 кВт. 14 разделов.

Q = 20 x 100 / 0,138 = 14,49

В этом примере коэффициент не применяется, так как высота потолка менее 3 м. Но даже такие секции алюминиевых радиаторов отопления будут некорректными, так как не учитываются возможные теплопотери помещения.При этом следует учитывать, что в зависимости от того, сколько окон в комнате, угловой ли он и есть ли в нем балкон: все это указывает на количество источников теплопотерь.

При расчете алюминиевых радиаторов по площади помещения в формуле следует учитывать процент потерь тепла в зависимости от того, где они будут установлены:

если они закреплены под подоконником, то потери будут до 4%;
в нишу мгновенно увеличивает этот показатель до 7%;
если алюминиевый радиатор для красоты прикрыть с одной стороны экраном, то потери будут до 7-8%;
закрытый экраном полностью, он потеряет до 25%, что делает его в принципе нерентабельным.

Это далеко не все показатели, которые следует учитывать при установке алюминиевых аккумуляторов.

Пример расчета

Если посчитать, сколько секций алюминиевого радиатора необходимо для помещения площадью 20 м2 из расчета 100 Вт / м2, то также следует сделать поправочные коэффициенты на теплопотери:

каждое окно добавляет к индикатору 0,2 кВт;
дверь «стоит» 0,1 кВт.

Если предполагается, что радиатор будет установлен под подоконником, то поправочный коэффициент будет равен 1.04, а сама формула будет выглядеть так:

Q = (20 x 100 + 0,2 + 0,1) x 1,3 x 1,04 / 72 = 37,56

Где:

первый показатель Площадь помещения;
второй — стандартное количество ватт на м2;
, , третий и четвертый, указывают, что в комнате есть одно окно и одна дверь;
следующий показатель — это уровень теплоотдачи алюминиевого радиатора в кВт;
шестой Это поправочный коэффициент на расположение АКБ.

Все должно быть разделено на теплоотвод одного ребра нагревателя. Это можно определить по таблице от производителя, в которой указаны коэффициенты нагрева носителя в зависимости от мощности устройства. Среднее значение для одного ребра составляет 180 Вт, а регулировка — 0,4. Таким образом, перемножая эти числа, получается, что 72 Вт дает одна секция при нагреве воды до +60 градусов.

Так как округление сделано вверх, максимальное количество секций в алюминиевом радиаторе специально для этого помещения будет 38 ребер.Для улучшения характеристик конструкции ее следует разделить на 2 части по 19 ребер в каждой.

Расчет по объему

Если делать такие расчеты, то нужно будет ссылаться на нормы, установленные в СНиП. В них учитываются не только показатели радиатора, но и материал, из которого построено здание.

Например, для кирпичного дома норма на 1 м2 будет 34 Вт, а для панельных домов — 41 Вт. Для расчета количества аккумуляторных секций по объему помещения необходимо: объем помещения Помещение умножается на показатель расхода тепла и делится на теплоотдачу 1 секции.

Например:

Для расчета объема помещения площадью 16 м2 нужно этот показатель умножить на высоту потолков, например, 3 м (16×3 = 43 м3).
Тепловая мощность для кирпичного здания = 34 Вт, чтобы узнать, сколько требуется для данного помещения, 48 м3 x 34 Вт (для панельного дома мощностью 41 Вт) = 1632 Вт.
Определяем, сколько требуется секций при мощности радиатора, например 140 Вт. Для этого 1632 Вт / 140 Вт = 11.66.

Округляя эту цифру, получаем результат, что для помещения объемом 48 м3 потребуется алюминиевый радиатор на 12 секций.

Тепловая мощность 1 секции

Как правило, в технических характеристиках обогревателей производители указывают средние показатели теплоотдачи. Так у обогревателей из алюминия он составляет 1,9–2,0 м2. Чтобы рассчитать, сколько потребуется секций, нужно разделить площадь комнаты на этот коэффициент.

Например, для одного помещения площадью 16 м2 потребуется 8 секций, так как 16/2 = 8.

Эти расчеты приблизительны и их невозможно использовать без учета теплопотерь и реальных условий размещения батареи, так как после установки конструкции можно получить холодную комнату.

Для получения наиболее точных показателей придется рассчитать количество тепла, которое необходимо для обогрева конкретной жилой площади. Для этого придется учесть множество поправочных коэффициентов. Такой подход особенно актуален, когда требуется расчет алюминиевых радиаторов отопления для частного дома.

Для этого требуется следующая формула:

KT = 100 Вт / м2 x S x K1 x K2 x K3 x K4 x K5 x K6 x K7

Применив данную формулу, можно предусмотреть и учесть практически все нюансы, которые могут повлиять на обогрев жилого помещения. Сделав по нему расчет, вы можете быть уверены, что полученный результат указывает на оптимальное количество алюминиевых секций радиатора для конкретного помещения.

Какой бы принцип расчета ни предпринимался, важно делать его в целом, так как правильно подобранные батареи позволяют не только наслаждаться теплом, но и значительно экономить на затратах на электроэнергию.Последнее особенно важно в условиях постоянно растущих тарифов.

Каждый человек хотя бы раз в жизни сталкивался с проблемой организации отопления своего жилища. Это может быть связано со строительством дома, ремонтом купленной квартиры или необходимостью ремонта существующей системы отопления.

Технология пайки ПВХ труб позволила отказаться от коммуникаций, выполненных с применением металлоконструкций. Также данная технология позволила отказаться от трудоемких процессов газовой сварки, а также дала возможность проводить многие работы по водоснабжению, отоплению и водоотведению собственными силами.

При возникновении необходимости выполнить работы по обогреву помещения своими руками возникает вопрос, как рассчитать радиаторы отопления. Для этого потребуется решение сложного комплекса задач, включая выбор схемы отопления, определение подходящего материала радиатора, оценку помещения и многие другие факторы, влияющие на конечный результат расчета.

Правильность принятых решений станет ясно, когда система заработает в отопительный сезон.Как избежать лишних затрат и обеспечить комфорт в помещении в холодное время года, а также какие факторы нужно учитывать при проектировании системы отопления, рекомендуется узнать заранее.

Как рассчитать количество радиаторов

Расчет количества радиаторов отопления можно произвести тремя способами:

Определение необходимой системы отопления исходя из площади отапливаемого помещения.
Расчет необходимых сечений радиатора исходя из объема помещения.
Наиболее сложный, но в то же время наиболее точный метод расчета, учитывающий максимальное количество факторов, влияющих на создание комфортной температуры в помещении.

Прежде чем остановиться на вышеперечисленных методах расчета, нельзя обойти вниманием сами радиаторы. Их способность передавать тепловую энергию носителя в окружающую среду, а также мощность зависит от материала, из которого они сделаны. Кроме того, радиаторы различаются стойкостью (сопротивляемостью коррозии), имеют разное максимально допустимое рабочее давление и вес.

Поскольку аккумуляторная батарея состоит из набора секций, необходимо учитывать виды материалов, из которых изготовлены радиаторы, знать их положительные и отрицательные качества. От выбранного материала будет зависеть, сколько батарейных секций вам нужно установить. Сейчас на рынке представлено 4 вида радиаторов отопления. Это чугунные, алюминиевые, стальные и биметаллические конструкции.

Чугунные радиаторы отлично аккумулируют тепло, выдерживают высокое давление и не имеют ограничений по типу теплоносителя.Но в то же время они тяжелые и требуют особого внимания к застежкам. Стальные радиаторы легче чугунных, работают при любом давлении и являются наиболее доступным вариантом, но их коэффициент теплопередачи ниже, чем у всех других батарей.

Алюминиевые радиаторы хорошо отдают тепло, они легкие, имеют доступную цену, но плохо переносят высокое давление тепловой сети. Биметаллические радиаторы берут лучшее от стальных и алюминиевых радиаторов, но имеют самую высокую цену среди представленных вариантов.

Считается, что мощность одной секции чугунной батареи составляет 145 Вт, алюминиевой — 190 Вт, биметаллической — 185 Вт и стальной — 85 Вт.

Способ подключения конструкции к тепловой сети имеет большое значение. Расчет мощности радиаторов отопления напрямую зависит от способов подачи и отвода теплоносителя, а также этот фактор влияет на количество секций радиатора отопления, необходимое для нормального обогрева данного помещения.

Расчет площади

Этот метод можно назвать самым простым, средним способом подсчета необходимого количества батарей в комнате. Позволяет быстро определить необходимое количество секций радиатора отопления.

Расчет по площади подразумевает, что в стандартной жилой комнате, расположенной в средней климатической зоне, на 1 м² площади требуется 100 Вт тепловой мощности. Умножив площадь помещения на необходимую теплоотдачу, мы получим общую мощность аккумулятора, который необходимо установить в этом помещении.

Определившись с материалом, из которого будет изготовлена конструкция, и зная мощность одной секции, вы легко сможете рассчитать необходимое количество. Например, для обогрева помещения площадью 24 м² нам потребуется: 24 м² x 100 Вт / 190 Вт (мощность одной алюминиевой секции) = 2400/190 = 12,63 секции алюминиевого радиатора. Всегда округляем и получаем в батарее 13 секций.

Производитель указывает вес одной секции, объем теплоносителя в ней и линейные параметры.Из этих данных определяются габаритные размеры самого аккумулятора и его вес, но при этом необходимо прибавить вес рабочего теплоносителя.

Следует учитывать, что расчет мощности на квадратный метр помещения не очень точен. Различная высота потолка также означает разный объем воздуха, который необходимо нагреть. Чтобы учесть это значение, лучше использовать следующий метод расчета.

Расчет по объему помещения

Этот метод учитывает большее количество параметров, но, как следствие, дает и усредненные показатели.В его основе лежит норма СНиП, согласно которой тепловая мощность отопительной батареи составляет 41 Вт для обогрева 1 м³ помещения.

Умножив высоту потолка комнаты на ее площадь и умножив полученное значение на 41 Вт, можно получить необходимую мощность аккумулятора. После выполнения расчетов по приведенной выше формуле и выбора материала, из которого изготовлена секция радиатора, определяется желаемое значение.

Пример расчета

Перечисленные способы не учитывают индивидуальные особенности каждого дома, климатическую зону, способ установки аккумулятора и другие важные факторы, которые могут существенно повлиять на конечный результат.Если необходимо точно определить мощность радиатора отопления, необходимо учитывать поправочные коэффициенты, которые содержат эти коэффициенты. Для расчета рекомендуется использовать следующие поправочные коэффициенты:

А1 — учитывает теплопотери через окна помещения. Значение коэффициента A1 составляет от 1,27 до 0,85, где первое значение соответствует стандартному окну с двумя стеклопакетами, а 0,85 — пластиковому окну с тройным стеклопакетом.
А2 — учитывает теплопотери через стены помещения и зависит от материалов стен. А2 принимается равным 1,27 для низкой теплоизоляции и 0,85 для хорошей. Единица будет соответствовать средним потерям тепла через стены.
А3 — учитывает климатический пояс и низкую температуру окружающей среды. Этот коэффициент находится в диапазоне от 1,5 (зимы с температурой от -40 ° C и ниже) до 0,7 (температура зимой не опускается ниже -10 ° C).
А4 — учитывает процент остекления относительно общей площади всех внешних стен помещения. Значения этого коэффициента находятся в диапазоне от 1,2 (50% окон) до 0,8 (окна занимают 10% площади внешних стен).
A5 — это значение учитывает количество внешних стен в одном помещении. 1.1 — одна стена и 1.4 — четыре стены комнаты, соприкасающиеся с открытым пространством.
A6 — позволяет учитывать температуру помещения, расположенного выше.При значении 1,0 это неотапливаемое помещение, а 0,8 — хорошо отапливаемая жилая квартира.
A7 — поскольку общая формула будет основана на расчете необходимых секций радиатора на единицу площади, этот коэффициент учитывает высоту отапливаемого помещения. При высоте потолка 2,5 м принимаем поправочный коэффициент 1,0. При высоте 3,2 м она составляет 1,1, а при высоте более 4 м — 1,2 и более.

Окончательная формула для точного расчета тепловой мощности, необходимой для обогрева помещения, будет выглядеть так: P = S * 100 * A1 * A2 * A3 * A4 * A5 * A6 * A7, где

P — количество тепла в Вт, необходимое для обогрева помещения;
100 — количество Вт на единицу площади (Вт / м2),
A1-A7 — поправочные коэффициенты.

Расчет заряда аккумулятора в помещении панельного многоэтажного дома в средней зоне РФ площадью 20 м² с одним стандартным пластиковым окном будет выглядеть так: P = 20 * 100 * 1 * 1,15 * 1 * 1 * 1,1 * 0,8 * 1 = 2024 Вт.

Если в этом помещении планируется установка чугунных радиаторов, то 2024 Вт / 145 Вт = 13,9 шт., Округлить до 14 шт.

Можно ли сэкономить

Организация отопления в доме дело затратное, но при расчете секций можно сэкономить.Вышеупомянутые методы используют усредненные данные по емкости одного раздела. Большой ассортимент радиаторов отопления от разных производителей и разница типоразмеров могут сильно повлиять на необходимое количество батарей. Для этого необходимо уточнить в магазине паспортную вместимость необходимого образца и использовать указанные данные в расчете.

Значительная экономия возможна при выборе рационального подключения батареи к системе отопления. Указанные паспортные значения означают, что КПД собранного аккумулятора составляет 100%, но в реальности разные типы подключения могут значительно снизить этот показатель.

Учитывая наиболее точные данные об отапливаемом помещении и характеристиках от производителя для указанного типа АКБ, можно рационально использовать финансовые вложения, избегая покупки ненужных секций радиатора.

Одна из основных целей подготовительных мероприятий перед установкой системы отопления — определить, сколько отопительных приборов требуется в каждой из комнат и какую мощность они должны иметь. Перед подсчетом количества радиаторов рекомендуется ознакомиться с основными приемами этой процедуры.

Расчет секций тепловых батарей по площади

Это простейший вид расчета количества секций радиатора отопления, когда количество тепла, необходимое для обогрева помещения, определяется исходя из квадратных метров жилища.

В средней климатической зоне для обогрева 1 м2 жилья требуется 60-100 Вт.
Для северных регионов эта норма соответствует 150-200 Вт.

Имея эти цифры в руках, можно рассчитать необходимое количество тепла.Например, для квартир в средней полосе для обогрева помещения площадью 15 м2 потребуется 1500 Вт тепла (15х100). При этом следует понимать, что речь идет о средних ставках, поэтому лучше ориентироваться на максимальные показатели для конкретного региона. Для регионов с очень мягкой зимой допускается коэффициент 60 Вт.

Делая запас мощности, желательно не переборщить, так как это потребует использования большого количества нагревательных приборов.Следовательно, объем необходимого теплоносителя также увеличится. Для жителей многоквартирных домов с центральным отоплением этот вопрос не принципиальный. Жителям частного сектора приходится увеличивать стоимость нагрева теплоносителя, на фоне увеличения инерционности всего контура. Это подразумевает необходимость тщательного расчета радиаторов отопления по площади.

После определения всего количества тепла, необходимого для обогрева, становится возможным узнать количество секций.Сопроводительная документация на любой отопительный прибор содержит информацию о выделяемом им тепле. Для подсчета секций необходимо общее количество необходимого тепла разделить на емкость батареи. Чтобы увидеть, как это происходит, можно обратиться к уже приведенному выше примеру, где в результате расчетов необходимый объем для обогрева помещения площадью 15 м2 — 1500 Вт.

Возьмем мощность одной секции 160 Вт: получается, что количество секций будет равно 1500: 160 = 9.375. Выбор способа округления зависит от пользователя. Обычно учитывается наличие косвенных источников обогрева помещения и степень его утепления. Например, на кухне воздух во время готовки тоже нагревается бытовой техникой, так что там его можно округлить в меньшую сторону.

Методика расчета сечений батарей отопления по площади отличается значительной простотой, однако из поля зрения исчезнет ряд серьезных факторов. К ним относятся высота помещения, количество дверных и оконных проемов, уровень утепления стен и т. Д.Поэтому методику расчета количества секций радиатора по СНиП можно назвать приблизительной: чтобы получить результат без ошибок, без поправок не обойтись.

Объем помещения

Этот метод расчета также предполагает, что учитывается высота потолков. обогреву подлежит весь объем воздуха в жилище.

Используемая методика расчета очень похожа — сначала определяется объем, после чего руководствуются следующими нормами:

Для панельных домов на обогрев 1 м3 воздуха требуется 41 Вт.
Для кирпичного дома требуется 34 Вт / м3.

Для наглядности можно рассчитать отопительные батареи одного помещения в 15м2 и сравнить результаты. Берем высоту жилища 2,7 м: в итоге объем получится 15х2,7 = 40,5.

Подсчет по разным постройкам:

Панельный дом. Для определения тепла, необходимого для отопления 40,5м3х41 Вт = 1660,5 Вт. Для расчета необходимого количества секций 1660,5: 170 = 9.76 (10 шт.).
Кирпичный дом. Общий тепловой объем 40,5м3х34 Вт = 1377 Вт. Счетные радиаторы — 1377: 170 = 8,1 (8 шт.).

Получается, что для обогрева кирпичного дома требуется гораздо меньше секций. Когда производился расчет секций радиатора на площадь, результат был средний — 9 шт.

Установочные индикаторы

Для более удачного решения вопроса, как рассчитать количество радиаторов на комнату, необходимо учитывать некоторые дополнительные факторы, способствующие увеличению или уменьшению теплопотерь.Существенное влияние оказывает материал стен и уровень их теплоизоляции. Также немаловажную роль играет количество и размер окон, тип используемого для них остекления, внешние стены и т. Д. Для упрощения процедуры расчета радиатора для комнаты введены специальные коэффициенты.

Окно

Около 15-35% тепла теряется через оконные проемы: это зависит от размера окон и степени их теплоизоляции. Это объясняет наличие двух коэффициентов.

Соотношение окна к полу:

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

По типу остекления:

3-х камерные стеклопакеты или 2-х камерные стеклопакеты с аргоном — 0,85;
стандартный 2-х камерный стеклопакет — 1,0;
простые двойные рамы — 1,27.

Стены и крыша

Выполняя точный расчет батарей отопления на площадь, не обойтись без учета материала стен, степени их теплоизоляции.Для этого тоже есть коэффициенты.

Уровень изоляции:

Кирпичные стены в два кирпича принимаются за норму — 1,0.
Малый (отсутствует) — 1,27.
Хорошо — 0,8.

Наружные стены:

Нет в наличии — без потерь, коэффициент 1.0.
1 стена — 1.1.
2 стены — 1.2.
3 стены — 1.3.

Уровень теплопотерь тесно связан с наличием или отсутствием жилого чердака или второго этажа.При наличии такого помещения коэффициент будет пониженным на 0,7 (для отапливаемого чердака — 0,9). Как данность, предполагается, что степень влияния на температуру в помещении нежилого чердака нейтральна (коэффициент 1,0).

В тех ситуациях, когда при расчете сечений радиаторов отопления по площади приходится иметь дело с нестандартной высотой потолка (стандартом считается 2,7 м), используются понижающие или повышающие коэффициенты. Для их получения доступная высота делится на стандартную 2.7 мес. Возьмем пример с высотой потолка 3 м: 3,0 м / 2,7 м = 1,1. Далее показатель, полученный при расчете сечений радиатора по площади помещения, возводят в степень 1,1.

При определении вышеуказанных норм и коэффициентов за точку отсчета брались квартиры. Чтобы узнать уровень теплопотерь в частном доме со стороны крыши и подвала, добавьте к результату еще 50%. Таким образом, этот коэффициент будет равен 1,5.

Климат

Также есть поправка на средние зимние температуры:

10 и выше градусов — 0.7
-15 градусов — 0,9
-20 градусов — 1,1
-25 градусов — 1,3
-30 градусов — 1,5

После внесения всех возможных корректировок в расчет алюминиевых радиаторов по площади получается более объективный результат. Однако приведенный выше список факторов не будет полным без упоминания критериев, влияющих на мощность нагрева.

Тип радиатора

Если система отопления оснащена секционными радиаторами, у которых осевое расстояние имеет высоту 50 см, то расчет секций радиатора отопления не вызовет особых затруднений.Как правило, у известных производителей есть собственные сайты с техническими данными (включая тепловую мощность) всех моделей. Иногда вместо мощности может указываться расход теплоносителя: преобразовать его в мощность очень просто, ведь расход теплоносителя 1 л / мин соответствует примерно 1 кВт. Для определения осевого расстояния необходимо измерить расстояние между центрами подающей трубы до обратной.

Чтобы облегчить задачу, многие сайты оснащены специальной программой расчета.Все, что нужно для расчета батареи для комнаты, — это ввести ее параметры в указанные строки. При нажатии на поле «Enter» вывод мгновенно отображает количество секций выбранной модели. Принимая решение о типе отопительного прибора, учитывают разницу тепловой мощности радиатора отопления по площади в зависимости от материала изготовления (при прочих равных).

Простейший пример расчета секций биметаллического радиатора, где учитывается только площадь помещения, облегчит понимание сути вопроса.Определяя количество биметаллических ТЭНов со стандартным межосевым расстоянием 50 см, отправной точкой является возможность обогрева одной секции 1,8 м2 жилища. В этом случае для комнаты 15 м2 потребуется 15: 1,8 = 8,3 шт. После округления получаем 8 штук. Аналогичным образом проводится расчет чугунных и стальных батарей.

Для этого потребуются следующие коэффициенты:

Для биметаллических радиаторов — 1,8 м2.
Для алюминия — 1.9-2,0 м2.
Для чугуна — 1,4-1,5 м2.

Эти параметры подходят для стандартного межосевого расстояния 50 см. В настоящее время выпускаются радиаторы, где это расстояние может варьироваться от 20 до 60 см. Есть даже т.н. «Бордюрные» модели высотой менее 20 см. Понятно, что мощность этих аккумуляторов будет разной, что потребует внесения определенных корректировок. Иногда эта информация указывается в сопроводительной документации, в других случаях потребуется самостоятельный расчет.

Учитывая, что площадь поверхности нагрева напрямую влияет на тепловую мощность устройства, несложно догадаться, что по мере уменьшения высоты радиатора этот показатель будет падать. Поэтому поправочный коэффициент определяется соотношением высоты выбранного изделия к эталону в 50 см.

Например, рассчитаем алюминиевый радиатор. Для помещения площадью 15 м2 расчет секций радиатора отопления по площади помещения дает результат 15: 2 = 7.5 шт. (округляем до 8 шт.) Планировалась эксплуатация небольших устройств высотой 40 см. Во-первых, вам нужно найти соотношение 50:40 = 1,25. После корректировки количества секций получится 8х1,25 = 10 штук.

Учет системы отопления

В сопроводительной документации на радиатор обычно содержится информация о его максимальной мощности. Если используется высокотемпературный режим работы, то теплоноситель в подающем патрубке нагревается до +90 градусов, а в обратном — до +70 градусов (маркировка 90/70).При этом температура жилища должна быть +20 градусов. Такой режим работы в современных системах отопления практически не используется. Чаще встречается средняя (75/65/20) или низкая (55/45/20) мощность. Этот факт требует корректировки при расчете мощности отопительных батарей по площади.

Для определения режима работы схемы учитывается показатель температурного напора системы: так называется разница температур между воздухом и поверхностью радиатора.За температуру нагревателя принимается среднее арифметическое между показателями подающей и обратной линии.

Для лучшего понимания произведем расчет чугунных аккумуляторов стандартным сечением 50 см в высокотемпературном и низкотемпературном режимах. Площадь помещения такая же — 15 м2. Обогрев одной чугунной секции в высокотемпературном режиме предусмотрен на 1,5 м2, поэтому общее количество секций составит 15: 1,5 = 10. В схеме планируется использовать низкотемпературный режим.

Определение температурного напора для каждого из режимов:

Высокая температура — 90/70 / 20- (90 + 70): 20 = 60 градусов;
Низкая температура — 55/45/20 — (55 + 45): 2-20 = 30 градусов.

Получается, что для обеспечения нормального обогрева помещения при низких температурах количество секций радиатора нужно увеличивать вдвое. В нашем случае на комнату площадью 15 м2 нужно 20 секций: это предполагает наличие довольно широкой чугунной батареи.Именно поэтому чугунные приборы не рекомендуется использовать в низкотемпературных системах.

Также можно учесть желаемую температуру воздуха. Если цель — поднять его с 20 до 25 градусов, тепловой напор рассчитывается с этой поправкой, вычисляя желаемый коэффициент. Рассчитаем мощность батарей отопления по площади того же чугунного радиатора, введя корректировку в параметры (90/70/25). Расчет разницы температур в этой ситуации будет выглядеть так: (90 + 70): 2-25 = 55 градусов.Теперь посчитаем соотношение 60: 55 = 1,1. Для обеспечения температурного режима 25 градусов понадобится 11 шт х1,1 = 12,1 радиаторов.

Влияние типа и места установки

Наряду с уже упомянутыми факторами, степень теплоотдачи от нагревателя также зависит от того, как он был подключен. Наиболее эффективным считается переключение по диагонали с верхней подачей, что снижает уровень теплопотерь практически до нуля. Боковое подключение показывает наибольшие потери тепловой энергии — почти 22%.Для других типов установки характерен средний КПД.

Различные барьеры также помогают снизить реальную мощность аккумулятора: например, свисающий сверху подоконник снижает теплоотдачу почти на 8%. Если радиатор перекрывается не полностью, потери снижаются до 3-5%. Частично сетчатые декоративные экраны провоцируют падение теплоотдачи на уровне выступающего подоконника (7-8%). Если таким экраном полностью накрыть аккумулятор, то его эффективность снизится на 20-25%.

Как рассчитать количество радиаторов для однотрубной схемы

Следует учитывать, что все вышесказанное касается двухтрубных схем отопления, предполагая подачу одинаковой температуры на каждый из радиаторов отопления. Рассчитать сечения радиатора отопления в однотрубной системе на порядок сложнее, потому что каждая последующая батарея по направлению движения теплоносителя нагревается на порядок меньше. Поэтому расчет для однотрубного контура предполагает постоянный пересмотр температуры: эта процедура требует много времени и сил.

В качестве упрощения процедуры используется такая методика, когда проводится расчет отопления на квадратный метр, как для двухтрубной системы, а затем с учетом падения тепловой мощности участки увеличиваются в увеличении теплопередача контура в целом. Например, возьмем схему однотрубного типа с 6 радиаторами. После определения количества участков, как для двухтрубной сети, вносим определенные корректировки.

Первый из нагревательных приборов по направлению движения теплоносителя снабжен полностью нагретым теплоносителем, поэтому его не нужно считать.Температура подачи ко второму устройству уже ниже, поэтому нужно определить степень снижения мощности, увеличив количество секций на полученное значение: 15кВт-3кВт = 12кВт (процент снижения температуры 20%). Итак, для восполнения теплопотерь потребуются дополнительные секции — если сначала их нужно было 8 штук, то после добавления 20% получаем окончательное количество — 9 или 10 штук.

Выбирая способ округления, учитывайте функциональное назначение помещения.Если речь идет о спальне или детской, округление проводится в сторону увеличения. При расчете гостиной или кухни лучше округлить в меньшую сторону. Также имеет свою долю влияния, с какой стороны расположена комната — южная или северная (северные комнаты обычно округляются вверх, а южные — вниз).

Этот метод расчета не идеален, так как он предполагает увеличение последнего радиатора в линии до действительно гигантских размеров. Также следует понимать, что удельная теплоемкость подаваемого теплоносителя практически никогда не равна его мощности.Из-за этого котлы для оборудования однотрубных контуров подбираются с определенным запасом. Оптимизируется ситуация наличием запорной арматуры и переключением аккумуляторов через байпас: благодаря этому достигается возможность регулировки теплоотдачи, что несколько компенсирует снижение температуры теплоносителя. Однако даже эти приемы не освобождают от необходимости увеличивать размеры радиаторов и количество их секций с удалением от котла при использовании однотрубной схемы.

Для решения вопроса о том, как рассчитать радиаторы отопления по площади, не потребуется много времени и сил. Другое дело — скорректировать полученный результат с учетом всех характеристик жилища, его габаритов, способа включения и расположения радиаторов: эта процедура достаточно трудоемкая и трудоемкая. Однако именно так можно получить наиболее точные параметры системы отопления, которые обеспечат тепло и комфорт помещения.

Батареи.

Но для того, чтобы все помещения были достаточно теплыми, нужно еще определиться с точным количеством секций, исходя из квадратуры помещения и возможных тепловых потерь.

Перед тем, как рассчитать количество батарей или секций радиатора отопления на квадратный метр на площадь определенного помещения в частном доме или квартире, убедитесь, что выбор прибора был правильным, и он действительно подходит для вашего случая. Кратко рассмотрим их виды.

Алюминий

Алюминиевые радиаторы могут изготавливаться из первичного или вторичного сырья.Последние заметно уступают по качеству, но стоят дешевле. Основные преимущества алюминиевых аккумуляторов:

Высокая теплоотдача,
Легкий вес,
Простая универсальная конструкция,
Устойчивость к высоким давлениям,
Низкая инертность (быстро нагревается и остывает, что позволяет быстро регулировать температуру в помещении),
Доступная цена (300-500 руб за секцию).

Алюминий чувствителен к щелочам в составе теплоносителя, поэтому сердечник часто покрывается слоем полимеров, что увеличивает срок службы изделия.Основная часть моделей изготавливается методом литья, гораздо меньше представлены экструзионные (экструдированные) секции. Популярные производители : Sira, Global, Rifar и Thermal.

Биметаллический

Компенсация тепловых потерь

Для того, чтобы мощности аккумуляторов хватило на обогрев помещения, нужно внести некоторые корректировки:

Округлить дробные значения … Лучше оставить некоторый запас мощности, а желаемый уровень температуры регулировать с помощью термостата.
Если в комнате два окна, то нужно рассчитанное количество секций разделить на два и установить их под каждым из окон. Тепло будет подниматься, создавая тепловую завесу для холодного воздуха, поступающего в квартиру через стеклопакет.
Несколько секций необходимо добавить, если две стены в комнате выходят на улицу или высота потолка превышает 3 м.

Дополнительно стоит учесть особенности системы отопления.Автономное или индивидуальное отопление намного эффективнее центральных систем в многоэтажных домах. Если по патрубкам потечет уже остывший теплоноситель, радиаторы не смогут работать на полную мощность.

Можно ли сэкономить?

Точная математика в процессе выбора мощности радиаторов и количества секций позволяет сделать комнату достаточно теплой и комфортной для проживания. У такого подхода есть и финансовые преимущества : можно сэкономить, не переплачивая за лишнее оборудование.Еще более впечатляющая экономия получается при использовании современных пластиковых окон (при условии их правильной установки) и наличии теплоизоляции стен.

Все о стальных радиаторах отопления: расчет мощности (таблица), определение с учетом теплопотерь, процент увеличения и расчет по площади помещения, а также как выбрать панельные батареи.

От того, насколько правильно и грамотно был произведен расчет мощности стального радиатора, столько тепла от него можно ожидать.

В этом случае необходимо учитывать совпадение технических параметров системы отопления и нагревателя.

Расчет по площади помещения

Для максимальной теплоотдачи стальных радиаторов можно использовать расчет их мощности исходя из размеров помещения.

Если взять для примера комнату площадью 15 м2 и высотой потолков 3 м, то, рассчитав ее объем (15×3 = 45) и умножив на количество необходимых W (по СНиП — 41 Вт / м3 для панельных домов и 34 Вт / м3 для кирпичных) получается, что потребляемая мощность равна 1845 Вт (панельный дом) или 1530 Вт (кирпич).

После этого достаточно убедиться, что расчет мощности стальных радиаторов отопления (вы можете проверить таблицу, предоставленную производителем) соответствует полученным параметрам. Например, при покупке обогревателя типа 22 нужно отдать предпочтение конструкции высотой 500 мм и длиной 900 мм, которая характеризуется мощностью 1851 Вт.

Если необходимо заменить старые батареи на новые или перестроить всю систему отопления, то следует внимательно ознакомиться с требованиями СНиП.Это убережет вас от возможных недостатков и нарушений при проведении монтажных работ.

Радиаторы отопления стальные: расчет мощности (таблица)

Определение мощности с учетом теплопотерь

Помимо показателей, относящихся к материалу, из которого построен многоквартирный дом, и указанных в СНиП, в расчетах могут использоваться температурные параметры наружного воздуха. Этот метод основан на учете теплопотерь в помещении.

Для каждой климатической зоны определяется коэффициент по холодным температурам:

при -10 ° С — 0,7;
-15 ° С — 0,9;
при — 20 ° С — 1,1;
-25 ° С — 1,3;
до — 30 ° C — 1,5.

Теплоотдачу стальных радиаторов отопления (таблица предоставляется производителем) необходимо определять с учетом количества наружных стен. Так что если в комнате всего один, то результат, полученный при расчете стальных радиаторов отопления по площади, нужно умножить на коэффициент 1.1, если их два-три, то он равен 1,2 или 1,3.

Например, если температура за окном 25 ° С, то при расчете стального радиатора типа 22 и необходимой мощности 1845 Вт (панельный дом) в помещении с 2-мя внешними стенами вы получите следующий результат:

1845×1,2×1,3 = 2878,2 Вт. Данный показатель соответствует панельным конструкциям 22-го типа высотой 500 мм и длиной 1400 мм мощностью 2880 Вт.

Так подбираются радиаторы панельного отопления (расчет по площади с учетом коэффициента теплопотерь).Такой подход к выбору мощности батареи панели обеспечит максимальную производительность батареи.

Чтобы было проще рассчитать стальные радиаторы отопления по площади, онлайн-калькулятор сделает это за считанные секунды, достаточно ввести в него необходимые параметры.

Увеличение мощности в процентах

Учесть теплопотери можно не только на стенах, но и на окнах.

Например, перед тем, как выбрать стальной радиатор отопления, расчет площади необходимо увеличить на определенный процент, в зависимости от количества окон в комнате:

Учет таких нюансов перед установкой стальных панельных аккумуляторов позволяет правильно выбрать модель.Это позволит сэкономить на его эксплуатации с максимальной теплоотдачей.

Поэтому следует не только задуматься о том, как выбрать стальные радиаторы отопления по площади помещения, но и учесть их теплопотери и даже расположение окон. Такой комплексный подход позволяет учесть все факторы, влияющие на температуру в квартире или доме.

Поделитесь статьей с друзьями:

Легкие материалы для автомобилей и грузовиков

Современные материалы необходимы для повышения топливной экономичности современных автомобилей при сохранении безопасности и производительности.Поскольку для ускорения более легкого объекта требуется меньше энергии, чем для более тяжелого, легкие материалы обладают большим потенциалом для повышения эффективности транспортного средства. Снижение веса автомобиля на 10% может привести к увеличению экономии топлива на 6-8%. Замена чугуна и традиционных стальных компонентов легкими материалами, такими как высокопрочная сталь, магниевые (Mg) сплавы, алюминиевые (Al) сплавы, углеродное волокно и полимерные композиты, может напрямую снизить вес кузова и шасси автомобиля до 50. процентов и, следовательно, снизить расход топлива автомобилем.Использование легких компонентов и высокоэффективных двигателей с использованием современных материалов в одной четверти парка США может сэкономить более 5 миллиардов галлонов топлива ежегодно к 2030 году.

Благодаря использованию легких конструкционных материалов автомобили могут нести дополнительные передовые системы контроля выбросов, безопасность устройств и интегрированных электронных систем без увеличения общего веса автомобиля. Хотя в любом транспортном средстве можно использовать легкие материалы, они особенно важны для гибридных электромобилей, подключаемых к сети гибридных электромобилей и электромобилей.Использование легких материалов в этих транспортных средствах может компенсировать вес систем питания, таких как батареи и электродвигатели, повышая эффективность и увеличивая их полностью электрический диапазон. В качестве альтернативы, использование легких материалов может привести к необходимости меньшего размера и более дешевой батареи при сохранении постоянного запаса хода электромобилей с подзарядкой от сети.

Исследования и разработки в области легких материалов необходимы для снижения их стоимости, повышения их способности к вторичной переработке, обеспечения возможности их интеграции в транспортные средства и максимизации их экономии топлива.

Управление автомобильных технологий (VTO) работает над улучшением этих материалов четырьмя способами:

Улучшение понимания самих материалов посредством моделирования и компьютерного материаловедения
Улучшение их свойств (таких как прочность, жесткость и пластичность)
Улучшение их производства (стоимость материалов, производительность или выход)
Разработка сплавов современных материалов

В краткосрочной перспективе замена тяжелых стальных компонентов такими материалами, как высокопрочная сталь, алюминий или полимерные композиты, армированные стекловолокном может снизить вес компонентов на 10-60 процентов.Ученые уже понимают свойства этих материалов и связанные с ними производственные процессы. Исследователи работают над снижением их стоимости и улучшением процессов соединения, моделирования и переработки этих материалов.

Узнайте больше об исследованиях, которые VTO поддерживает в краткосрочных прикладных исследованиях в области высокопрочных сталей и алюминия.

В долгосрочной перспективе современные материалы, такие как композиты, армированные магнием и углеродным волокном, могут снизить вес некоторых компонентов на 50-75 процентов.Офис работает над расширением наших знаний о химических и физических свойствах этих материалов и снижением их стоимости.

Узнайте больше об исследованиях, которые VTO поддерживает в долгосрочных прикладных исследованиях магния и углеродного волокна.

Инструменты для исследований

Дальнейшая разработка современных материалов требует углубленного понимания их состава и морфологии. В то время как в прошлых исследованиях использовались физические эксперименты, чтобы лучше понять обычную сталь и алюминий, вычислительное материаловедение может ускорить этот процесс, моделируя эксперименты.Вычислительное материаловедение должно выводить на рынок современные материалы, такие как магний, намного быстрее, чем материалы в прошлом. Исследователи также могут использовать вычислительные подходы для создания конструкций транспортных средств, максимально раскрывающих потенциал этих материалов.

Чтобы улучшить эти инструменты, VTO работает с Инициативой по геному материалов, межведомственной инициативой, которая способствует сокращению времени, необходимого для разработки современных материалов и структур за счет интегрированных вычислений, экспериментов и данных.Работа, поддерживаемая VTO, позволила разработать вычислительные инструменты, которые позволили усовершенствовать методы соединения, предотвращения коррозии и прогнозных моделей.

Партнерства, цели и результаты

VTO также работает с национальными лабораториями Министерства энергетики США, Управлением перспективного производства EERE и через ряд других межсекторальных партнерских отношений между правительствами и промышленностью в области легких материалов:

Эти исследования и разработки направлены на достижение следующих целей.