Как посчитать секции радиатора по объему помещения

Подсчитывая количество секций батареи для обогрева помещения по площади, стоит учитывать, что чем больше площадь комнаты, тем больше радиаторов необходимо в ней установить. Если в квартире индивидуальная система отопления, потребуется учитывать и то, что чем больше батарей вы установите, тем большее количество теплоносителей будет циркулировать в системе.

Следовательно, у вас будут большие финансовые затраты на поддержание комфортной температуры в доме. Если же речь идет о центральной системе отопления, которые встречаются в городских квартирах, этот показатель можно не учитывать.

Просчитав тепловые потребности помещения, можно легко рассчитать число необходимых батарей.

В паспорте отопительного прибора обязательно должен указываться объем тепла, который он способен обеспечить.

Получившийся показатель необходимого количества секций можно округлить до меньшего или большего значения. Если комната находится между другими помещениями, показатель округляется к меньшему значению, если помещение является угловым или в нем расположено огромное окно, показатель округляется до большего значения.

Как показывает практика, люди просчитывают количество секций батарей по формуле 100 Ватт на 1 кв.м. Несмотря на то, что данная система довольно простая, у нее есть свои недостатки. Не все учитывают толщину стен постройки, высоту потолков, утеплено здание или нет, и множество других факторов.

Также стоит учесть и то, что если жилая постройка располагается в регионе с холодным климатом в зимнее время, то на 1 кв. м требуется большее количество энергии — от 150 и до 200 Вт. Данный метод расчета можно считать условным, а для более точного значения вносятся определенные корректировки.

Ориентируясь на данную методику расчета, следует учесть все показатели площади с учетом высоты потолков. Это позволит более точно определить, какое количество тепла необходимо для помещения, чтобы прогреть воздух до подходящей температуры. Согласно нормам СНиПа, расчет отопительного оборудования определяет оптимальное количество тепла, отталкиваясь от следующих факторов:

• На 1 кубический метр воздуха в помещениях панельного типа необходимо 41 Вт.
• Для кирпичных построек этот показатель составляет 34 Вт.

Корректировка результатов

Чтобы получить точный результат, потребуется учесть все факторы, влияющие на увеличение или уменьшение потерь тепла. К этим факторам относятся:

• Толщина и используемый материал при строительстве стен.
• Размеры окон.
• Утеплен дом или нет.
• Тип остекления помещения.
• Количество торцевых стен.

Все значения потерь тепла необходимо умножить на определенные коэффициенты.

В зависимости от размеров окон и типа, их остекления теплопотери варьируется в пределах — 15-35% тепловой энергии. В связи с этим предусматривается два коэффициента:

1. Остекление по стандартным нормам — двойные рамы — 1, 27, двухкамерные стеклопакеты — 1,0, трехкамерные стеклопакеты — 0, 85.
2. Соотношения площади окон и пола: 50% — 1,2, 40% — 1,1, 30% — 1,2.

Что касается теплопотерь через стены, то они составляют 20-30%. Здесь при расчете потребуется выяснить степень из теплоизоляции, количество внешних стен, материалы их изготовления. Для этого применяют такие коэффициенты:

• Степень теплоизоляции: хорошая — 0,8, отсутствующая (недостаточная) — 1, 27, нормой считается кирпичная стена, сооруженная в 2 кирпича.
• Количество внешних стен: 3 — 1,3. 2-1,2, 1-1,1.

Также на потерю тепла влияет и то, отапливается или нет помещение, расположенное сверху. Здесь применяются следующие коэффициенты:

1. При наличии неотапливаемого чердака — 1.
2. При отапливаемом чердаке — 0,9.
3. При наличии отапливаемом помещении сверху (квартира соседа) — 0,7.

Рассчитывая количество секций батарей, учитываются специфические параметры помещения и климатические особенности региона, в которых располагается дом или квартира.

Если проводить расчет по площади комнаты с потолками нестандартной высотой, необходимо использовать пропорциональное увеличение или уменьшение коэффициента: фактическую высоту потолка необходимо поделить на стандартную высоту 2,7 м.

Если теплопотери здания рассчитывать через фундамент, чердак или кровлю, получившийся результат следует увеличить на 50%.

Также подкорректировать расчет можно, исходя из климатических условий в зимнее время года:

• -30 градусов тепла — 1,5.
• -25 градусов тепла — 1,3.
• -20 градусов тепла — 1,1.
• -15 градусов тепла — 0,9.
• -10 градусов тепла — 0,7

Благодаря вышеперечисленным корректировкам можно максимально точно рассчитать нужное количество батарей для помещения, которые обеспечат комфортные условия проживания.

Расчет разных типов радиаторов

При планировании установки стандартных секционных радиаторов, определить их число не составит особого труда, так как вам будут известны технические характеристики выбранных отопительных приборов и их тепловая мощность.

Если в паспорте изделия вместо мощности производитель укажет расход жидкости теплопотери, рассчитывается мощность: 1 литр теплоносителя равен 1 кВт мощности.

Если вы еще не определились, какие батареи будете устанавливать в доме, потребуется учесть, что большое значение имеет материал изготовления. Следовательно, у продукции, изготовленной из чугуна, алюминия или стали, будет разная тепловая мощность. Одна секция стандартного по размерам радиатора будет излучать такое количество тепла:

1. Чугунные батареи — 145 Вт.
2. Биметаллические радиаторы — 185 Вт.
3. Алюминиевые — 190 ВТ.

При выборе нестандартных габаритов, необходимо будет внести коррективы. При этом стоит учитывать, что чем меньше высота прибора, тем ниже у него мощность.

Зависимость мощности радиаторов от подключения и места расположения

Также мощность отопительных приборов напрямую зависит и от типа подключения батареи. Идеальным вариантом является диагональный тип подключения радиатора. В таком случае потери тепловой мощности будут отсутствовать. А при боковом подключении теплопотери будут достигать 22%. У остальных типов подключения будут наблюдаться средние потери тепла.

Важно: мощность батареи будет уменьшаться при наличии загромождающих конструкций (подоконников, сетчатых экранов).

Определение количества радиаторов для однотрубных систем

Все вышеперечисленные примеры относись к батареям, подключенным к двухтрубной системе отопления. Расчет количества батарей для однотрубной системы будет немного отличаться. Мощность прибора в обеих системах отопления рассчитывается одинаково.

В однотрубных системах число и размеры батарей стоит увеличивать, учитывая их отдаленность от места входа в систему теплоносителя.

Подводя итоги, стоит отметить, что приблизительный расчет количества радиаторов для отопительной системы рассчитать можно довольно легко. При этом необходимо учитывать все влияющие факторы: вид подключения, размеры комнат, другие специфические характеристики. При правильном подсчете нужного количества батарей, в вашем доме всегда будет тепло и уютно — даже в самую стуженую зиму.

Расчет количества секций радиаторов отопления

Скорее всего Вы уже решили для себя Какие радиаторы отопления лучше, но необходим расчет количества секций. Как его выполнить безошибочно и точно, учесть все погрешности и теплопотери?

Существует несколько вариантов расчета:

• по площади помещения

• и полный расчет включающий все факторы.

Рассмотрим каждый из них

Расчет количества секций радиаторов отопления по объему

Чаще всего используется значение, рекомендованное СНиП, для домов панельного типа на 1 куб. метр объема требуется 41 Вт тепловой мощности.

Если у Вас квартира в современном доме, со стеклопакетами, утепленными наружными стенами и откосами из гипсокартона, то для расчета уже используется значение тепловой мощности 34вт на 1куб.метр объема.

Пример расчета количества секций:

Комната 4*5м, высота потолка 2,65м

Получаем 4*5*2,65=53 куб.м Объем комнаты и умножаем на 41вт. Итого, требуемая тепловая мощность для обогрева: 2173Вт.

Исходя из полученных данных, не трудно рассчитать количество секций радиаторов. Для этого необходимо знать теплоотдачу одной секции, выбранного Вами радиатора.

Допустим:
Чугунный МС-140, одна секция 140Вт
Global 500,170Вт
Sira RS, 190Вт

Тут следует заметить, что производитель или продавец, часто указывает завышенную теплоотдачу, рассчитанную при повышенной температуре теплоносителя в системе. Поэтому ориентируйтесь на меньшее значение, указанное в паспорте на изделие.

Продолжим расчет: 2173 Вт делим на теплоотдачу одной секции 170Вт, получаем 2173Вт/170Вт=12,78 секций. Округляем в сторону целого числа, и получаем 12 или 14 секций.

Некоторые продавцы предлагают услугу по сборке радиаторов с необходимым числом секций, то есть 13. Но это уже будет не заводская сборка.

Этот метод, как и следующий является приблизительным.

Расчет количества секций радиаторов отопления по площади помещения

Является актуальным для высоты потолков помещения 2,45-2,6 метра. Принимается равным, что для обогрева 1кв.метра площади достаточно 100Вт.

То есть для комнаты 18 кв.метров, требуется 18кв.м*100Вт=1800Вт тепловой мощности.

Делим на теплоотдачу одной секции: 1800Вт/170Вт=10,59, то есть 11 секций.

В какую сторону лучше округлить результаты расчетов?

Комната угловая или с балконом, то к расчетам добавляем 20%
Если батарея будет устанавливаться за экраном или в нишу, то потери тепла могут достигать 15-20%

Но в то же время, для кухни, можно смело округлить в меньшую сторону, до 10 секций.
Кроме того, на кухне, очень часто монтируется электрический теплый пол. А это минимум 120 Вт тепловой помощи с одного квадратного метра.

Точный расчет количества секций радиаторов

Определяем требуемую тепловую мощность радиатора по формуле

Qт= 100ватт/м2 х S(помещения)м2 х q1 х q2 х q3 х q4 х q5 х q6 х q7

Где учитываются следующие коэффициенты:

Вид остекления (q1)

• Тройной стеклопакет q1=0,85

• Двойной стеклопакет q1=1,0

• Обычное(двойное) остекленение q1=1,27

Теплоизоляция стен (q2)

• Качественная современная изоляция q2=0,85

• Кирпич (в 2 кирпича) или утеплитель q3= 1,0

• Плохая изоляция q3=1,27

Отношение площади окон к площади пола в помещении (q3)

Минимальная температура  снаружи помещения (q4)

Количество наружных стен (q5)

• Одна (обычно) q5=1,1

• Две (угловая квартира) q5=1,2

Тип помещения над расчетным (q6)

• Обогреваемое помещение q6=0,8

• Отапливаемый чердак q6=0,9

• Холодный чердак q6=1,0

Высота потолков (q7)

Пример расчета:

100 вт/м2*18м2*0,85 (тройной стеклопакет)*1 (кирпич)*0,8
(2,1 м2 окно/18м2*100%=12%)*1,5(-35)*
1,1(одна наружная)*0,8(обогреваемое,квартира)*1(2,7м)=1616Вт

Плохая теплоизоляция стен увеличит это значение до 2052 Вт!

количество секций радиатора отопления: 1616Вт/170Вт=9,51 (10 секций)

Мы рассмотрели 3 варианта расчета требуемой тепловой мощности и на основании этого получили возможность расчета необходимого количества секций радиаторов отопления. Но тут следует отметить, что для того чтобы радиатор выдал паспортную мощность его следует правильно установить. Как это сделать правильно или проконтролировать не всегда грамотных работников ЖЭКа, читайте в следующих статьях на официальном сайте Школы ремонта Remontofil

Как рассчитать количество секций радиаторов отопления

Тепло и уют в доме — мечта каждого человека. Современные отопительные системы позволяют сохранять оптимальную температуру в любое время года. Но только при грамотном их использовании. Чтобы в вашем жилище климатические условия в холодный период оставались комфортными, перед установкой батарей нужно узнать количество секций радиаторов.

Выделяют такие методики:

• расчёт по площади помещения;
• расчёт с использованием объёма.

Давайте подробнее разберёмся в каждой из них.

Используем площадь

Данные СНиПа говорят, что в наших погодных условиях нужно примерно 100 Вт тепла на квадратный метр. Берём калькулятор и перемножаем площадь на мощность для 1 м². То есть для постройки размером в 20 м² расчёт будет выглядеть так: Это значит, что общая мощность обогрева должна быть 2000 Вт.

При вычислении мощности таким способом следует понимать, что, сколько ни считай площадь — а греть придётся объём. Такой метод подсчёта может быть корректным для квартир и домов с типичной высотой потолка в 2,7 м. А что же делать, если эта самая высота не соответствует стандартам?

Используем объём

Чтобы найти объём, перемножаем площадь и высоту. После чего снова смотрим в нормативные документы и выясняем, что для кирпичных построек норма составляет 34, а для бетонных — 41 Вт на м³.

Дальнейшие действия аналогичны предыдущему методу расчёта. Только вместо площади подставляем значение объёма. Допустим, что высота у нас 3,2 м. При площади 20 м² — объём такого помещения составит 64 м³ ( ). И если наша комната построена из кирпича, то: Именно эту мощность должен обеспечивать радиатор в постройке с заданными характеристиками.

Расчёт количества секций радиаторов отопления также напрямую зависит от радиатора, который будет установлен и его мощности. Поэтому прежде чем производить расчёт, желательно выяснить какие бывают радиаторы.

Современные радиаторы

Каждый из них имеет свою специфику применения и мощность. Но обо всём по порядку.

Радиаторы из металла

Подразделяются на два вида — трубчатые и панельные. Панельные могут быстро нагреваться, но и охлаждаются тоже быстро. Поэтому нуждаются в постоянном притоке тепла, что делает их применение в автономной системе отопления невыгодным.

Трубчатые радиаторы разогреваются дольше, соответственно, дольше держат тепло. Это значительно расширяет возможности их использования. Хотя стоит учитывать, что они не подходят для систем с высоким давлением.

Мощность одной батареи такого типа колеблется от 670 до 6500 Вт.

Радиаторы из алюминия

Выделяются высокой экономичностью, что делает их довольно популярными.

Одна из основных особенностей — высокая требовательность к качеству теплоносителя. Для систем централизованного отопления это скорее недостаток, а вот для индивидуального — вполне логичное решение при выборе.

Одна секция может обеспечить 190 Вт.

Радиаторы из чугуна

С появлением свежих дизайнерских решений в их исполнении обрели новую актуальность.

Хотя и технические показатели батарей такого типа довольно высокие. Основными их достоинствами считаются надёжность и неприхотливость. При качественной установке могут служить долго и исправно.

Правда, мощность довольно небольшая — одна секция обеспечивает 145 Вт.

Биметаллические радиаторы

Состоят из двух компонентов: внутри — алюминий, снаружи — сталь.

Привлекательная внешность, простота в установке и эксплуатации, а также высокая мощность сделали их лидерами по популярности среди всех типов батарей. Но и у них есть недостаток — используются только при высоком давлении.

Мощность одной секции — 185 Вт.

Алгоритм расчёта

Алгоритм, по которому выполняется расчёт количества секций радиаторов отопления, один. Он предполагает деление общей мощности на мощность секции. Итог желательно округлять в большую сторону, чтобы создать небольшой запас тепла.

Для примера проведём расчёт для комнаты тех же размеров что и раньше.

По площади

При таком подсчёте общая мощность в нашем примере была равна 2000 Вт. Согласно алгоритму её нужно разделить на нормативное количество тепла одной секции — для алюминиевого типа это 190 Вт. Считаем: . Округляем в сторону увеличения и получаем 11 секций.

По объёму

При высоте в 3,20 м необходимая мощность составила 2176 Вт. Считаем: . После округления — 12 секций радиатора.

Такой способ подсчёта избавляет нас от необходимости выяснять, сколько нужно секций радиаторов на 1 м² и даёт возможность провести расчёт сразу для всего помещения.

Важно

Необходимо подчеркнуть, что все данные предоставлены для секций стандартного размера, межосевое расстояние которых составляет 50 см. Оно соответствует расстоянию между центрами отверстий для подачи и вывода теплоносителя.

Если межосевое расстояние батареи отличается от стандарта — придётся провести коррекцию расчёта. Для этого нужно определить коэффициент соотношения между двумя размерами радиаторов — фактическим и стандартным. А потом применить его к результату.

Возвращаемся к нашему примеру. Мы установили, что для комнаты площадью 20 м² с обычной высотой необходимо 11 алюминиевых секций со стандартным расстоянием. Давайте пересчитаем их количество для расстояния 40 см. Первым делом находим коэффициент: . А после корректируем результат: . Округлённый результат — 14.

Как видим, чем меньшей будет площадь батарей — тем больше их понадобится. И это не единственный фактор, который требует доводки результатов. Существуют и другие нюансы, влияющие на расчёт секций. Действуют они все по-разному, но тем не менее требуют внесения поправок в базовые вычисления. Коррекция по любому из них проводится путём умножения изначального результата на необходимый коэффициент.

Поправка на стены

В этом вопросе важную роль играет количество стен, которые непосредственно выходят на улицу, тем самым увеличивая теплопотерю. Для комнат с одной внешней стеной коэффициент будет 1,1, с двумя — 1,2, с тремя — 1,3.

Также вносит свои коррективы толщина и качество наружных стен. При плохом утеплении или вообще без него коэффициент 1,27.

Поправка на окна

Именно на них приходится 15–35% от общих теплопотерь. Для окон тоже используют два коэффициента — на размер, и на качество. Размер окна в этом случае приводится в виде соотношения между площадями окна и комнаты:

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

Поправка на крышу и подвал

Важным фактором считается температура в помещении, которое располагается над вами. Для жилой комнаты уточняющий коэффициент составляет 0,7. Тёплый чердак даёт значение 0,9, а не отапливаемый — 1.

В частном доме коэффициент уточнения будет равен 1,5, все результаты увеличатся на 50%.

Поправка на расположение

От места, где будет установлена батарея, тоже зависит качество её работы. Например, защитный экран может забрать от 7 до 25% мощности. Установка в нише снижает продуктивность на 7%, подоконник — на 3–5%.

Особенности температурных режимов

Отдельно стоит обратить внимание на разные температурные режимы отопительных систем. Паспортные данные приводятся для режима, предполагающего температуру 90/70 при подаче и обратке соответственно. Расчётная температура воздуха в комнате — 20 °C.

Но, сейчас такой режим практически не используется. Гораздо чаще можно встретить показатели 75/65/20 или 55/45/20. Поэтому необходимо будет выяснить, какой режим используется у вас, и пересчитать показатели под него.

Сам по себе расчёт количества секций радиаторов отопления довольно простой. Но количество корректировок может немного испугать или как минимум озадачить. В таком случае можно использовать онлайн-калькуляторы, расположенные ниже. В него достаточно внести все исходные данные, и на выходе вы получите искомое количество секций. И помните, любые сложности при подсчётах с лихвой окупятся комфортным теплом в вашем доме.

Калькулятор количества секций радиаторов

Калькулятор отопления частного дома

Видео о том, как рассчитать количество секций радиатора:

(0 голосов, среднее: 0 из 5)

Как подключить стальной радиаторо отопления, схемы подключения

Перед покупкой и установкой секционных радиаторов отопления (как правило это алюминиевые и биметаллические) у многих возникает вопрос — какое количество секций должно быть в радиаторе и как рассчитать это количество.

Более правильным, всегда будет расчет теплопотерь помещения. Однако в нем используется такое количество коэффициентов, что в результате может получиться, что-то завышенное или наоборот. Поэтому в большинстве случаев пользуются упрощенными способами.

Некоторые ЖЭКи не разрешают самостоятельно рассчитывать количество секций, и делают это для жителей на коммерческой основе. Это связано с тем, что дома во первых новые, и нельзя нарушать балансировку системы, а во вторых при регулировании температуры теплоносителя мощность радиатора сильно меняется. А если в новом доме температура теплоносителя, даже в самые холода, не превышает 70 °С, то стандартный расчет в данном случае не подходит.

Стандартный расчет для многоэтажного дома

Согласно «Строительным нормам и правилам» для компенсации теплопотерь пощения, на один квадратный метр площади требуется 100 Вт мощности радиатора отопления.

Этот расчет справедлив для любых радиаторов, в том числе алюминиевых и биметаллических.

В таком варианте требуемое количество секций вычисляется по формуле:

N = S*100/P, где S = площадь помещения, P = мощность одной секции радиатора отопления.

Пример, мощность одной секции радиатора GLOBAL STYLE PLUS 500 равняется 185 Вт, а площадь комнаты — 20 м.кв., в таком случае:

N=20*100/185=10,8.

Принимаем округление в большую сторону, и получаем 11 секций биметаллического радиатора GLOBAL STYLE PLUS 500.

Для высотных домов, часто пользуется еще более простым методом — делят площадь помещения на 2, и получают необходимое количество секций. В нашем примере их бы получилось 10. Но это не значит, что люди будут замерзать. В высотном доме соседи греют друг друга, и в реальной жизни 100 Вт на метр квадратный даже много.

Для торцевых и угловых комнат желательно ввести добавочный коэффициент 1,1 — 1,2, в этом случае необходимое количество секций для 20 метровой комнаты составит 12-13.

Характеристики радиатора GLOBAL STYLE PLUS 500

Зависимость мощности радиатора от теплового потока

Как видно из таблицы, при температурном напоре 70 °С мощность радиатора 185 Вт, при 50 — 114 Вт.

Температурный напор в 70 °С можно создать только в центральной системе отопления со стальными трубами, в частном же доме с пластиковым трубопроводом и настенным котлом, максимальный напор составляет 50 °С. Поэтому упрощенная формула «1 секция радиатора на 2 кв. метра» в частном доме не подходит.

Если же у вас в частном доме радиаторы посчитаны по упрощенной формуле, зимой при продолжительных низких температурах за окном (от -25 °С) в доме может быть прохладно.

Расчет количества секций в частном загородном доме

Если для квартир в многоэтажном доме, действует правило — на один квадратный метр площади требуется 100 Вт мощности радиатора отопления, то для частного дома не совсем так.

Для первого отапливаемого этажа эта мощность составляет 110 — 120 Вт (в зависимости от утепления пола), для второго и следующих этажей эта мощность составляет примерно 80 — 90 Вт. Поэтому многоэтажные дома всегда более экономичны (тепло поднимается на верх).

Тогда, для расчета количества секций радиаторов в частном доме, в формуле N = S*100/P, вместо 100 необходимо подставлять соответствующую мощность (120-80 Вт).

Наш совет — в частный дом лучше взять чуть больше секций (с запасом), это не значит, что от этого у вас в доме будет жарко, просто, как видно из рисунка выше, чем шире радиатор, тем меньше температуру нужно подавать на радиатор. Чем ниже температура теплоносителя — тем дольше прослужит вся система — и трубы и сам котел.

Чугунные радиаторы дороже в эксплуатации?

Чугунные радиаторы могут быть очень красивыми и доступны в большом количестве разной высоты, ширины, дизайна, эффектов окраски и, как таковые, обычно стоят больше, чем их современные стальные эквиваленты. Они также очень тяжелые, и каждая часть отлита вручную, поэтому характеристики могут немного отличаться. Неуверенные клиенты часто спрашивают нас, являются ли чугунные радиаторы более дорогими в эксплуатации из-за объема воды, который они могут удерживать и насколько они тяжелы.

Простой ответ: они не дороже в эксплуатации, чем любые другие металлические радиаторы, например, из алюминия или стали, однако они не работают одинаково из-за различий в материалах и размерах, и эти различия должны быть имейте в виду перед покупкой и установкой их.

Чугунный радиатор следует рассматривать как паковочную массу — если он выглядит уставшим, а краска тусклая, вы можете перекрасить его. Однако стальной радиатор, скорее всего, будет брошен, когда краска начнет отслаиваться и обесцвечиваться, поскольку он считается одноразовым.Чугунные радиаторы также должны повысить ценность и привлекательность вашего дома, как и любые качественные приспособления и аксессуары — они действительно являются инвестиционным вложением и даже будут стоить чего-то из вторых рук, если вы захотите позже их продать.

Чугунный радиатор нагревается медленнее, чем его стальной эквивалент, но когда он нагревается, он дольше остается теплым, что означает, что он идеально подходит для мест, где требуется низкое отопление большую часть времени, таких как отели, рестораны , пабы и дома. Это намного быстрее и требует меньше энергии для нагрева радиатора, если ему никогда не позволять полностью остыть.

Если ваш чугунный радиатор находится в месте, где его не нужно включать в течение длительного времени, например, в офисе на выходных, мы рекомендуем вам использовать термостатический радиаторный клапан и установить его на низкий уровень, оставляя отопление. таким образом, чтобы поддерживать низкий уровень фонового тепла в здании, с возможностью повышения температуры на термостате, когда вам нужно дополнительное тепло.

Использование чугунных радиаторов может означать меньший износ вашего котла, поскольку при понижении температуры не потребуется много времени, чтобы вернуться к температуре, установленной на термостате, как в стальной версии, где температура будет падать быстрее . Котел не любит многократно выключаться на полную мощность, и чем тяжелее должен работать ваш котел, тем выше вероятность его выхода из строя и необходимости в ремонте или замене. Если вы отсутствуете весь день и отопление не требуется, вы можете установить термостат на низкое значение, чтобы вашему котлу не приходилось работать слишком много, и вы не тратили впустую энергию.Вы также можете выключить котел на ночь, так как ваши чугунные радиаторы сохранят остаточное тепло и не будут полностью остывать в течение многих часов. Время от времени давая котлу перерыв, он продлит его жизнь.

Основным фактором, определяющим, насколько дорого стоит тот или иной источник отопления, является количество потерь тепла из-за плохой теплоизоляции в здании и сквозняков в дверях и окнах. Защита от сквозняков и двойное остекление в сочетании с изоляцией на крыше и стенах помогут гарантировать минимальные потери тепла и эффективное использование счета за отопление.

Как упоминалось ранее, чугунный радиатор более привлекателен, чем стальные версии, и имеет большую площадь поверхности по сравнению с радиаторами аналогичного размера. Стальной радиатор из-за его непривлекательного внешнего вида может быть расположен там, где он спрятан за мебелью или крышкой радиатора. Чугунный радиатор — это красивый объект, который владелец с гордостью выставит на всеобщее обозрение и, следовательно, будет находиться на более видном месте. Таким образом, одно только это расположение означает, что он находится в лучшем месте в комнате, чтобы нагревать воздух вокруг тех, кто проводит время в комнате.

Чугунный радиатор какого размера мне нужен?

Чтобы определить, какого размера чугунный радиатор вам нужен, вы можете использовать калькулятор BTU для вашей комнаты, такой как этот. При этом будут учтены различные факторы, такие как высота потолка, тип конструкции стен, площадь окон, этаж, на котором находится ваша комната, и так далее, чтобы рассчитать, сколько БТЕ или Ватт вам нужно для обогрева комнаты. После того, как у вас есть показатель BTU, которого нужно придерживаться, вам нужно подумать о положении вашего радиатора. Если он находится под окном, это даст вам максимальную высоту.У вас также будет максимальная ширина в зависимости от положения радиатора, поскольку это будет зависеть от длины стен, дверных проемов, окон и т. Д. И если он находится в коридоре, вы также можете иметь значение максимальной глубины. Все эти факторы будут определять размер нужного вам чугунного радиатора. Всегда убедитесь, что вы покупаете чугунный радиатор, по крайней мере, с показателями BTU, указанными на калькуляторе BTU, поскольку радиаторы всегда можно выключить до значения ниже их максимального значения, когда они вам не нужны при полном нагреве, но не выше.

Использование чугунных радиаторов может означать меньший износ вашего котла, поскольку при понижении температуры не потребуется много времени, чтобы вернуться к температуре, установленной на термостате, как в стальной версии, где температура будет падать быстрее . Котел не любит многократно выключаться на полную мощность, и чем тяжелее должен работать ваш котел, тем выше вероятность его выхода из строя и необходимости в ремонте или замене. Если вы отсутствуете весь день и отопление не требуется, вы можете установить термостат на низкое значение, чтобы вашему котлу не приходилось работать слишком много, и вы не тратили впустую энергию. Вы также можете выключить котел на ночь, так как ваши чугунные радиаторы сохранят остаточное тепло и не будут полностью остывать в течение многих часов. Время от времени давая котлу перерыв, он продлит его жизнь.

Типы комнатных единиц

Агрегаты прямого действия, радиаторы и охлаждающие потолки могут быть добавлены в помещения для обогрева и / или охлаждения. Комнатные блоки могут быть добавлены в помещения, содержащиеся в зонах HVAC, а также непосредственно в помещения в незонированной модели.Рекомендуется, чтобы пользователи работали с компонентами помещения в ApHVAC, а не с компонентами зоны, когда необходимо реализовать большое количество комнатных модулей, поскольку редактирование модулей будет более быстрым и эффективным.

Нагреватель / охладитель прямого действия

Нагреватели прямого действия предназначены для обозначения любого комнатного устройства с незначительной тепловой мощностью. В отличие от радиаторов, блоки прямого действия можно использовать для обогрева или охлаждения помещения.Охлаждение достигается путем ввода отрицательного значения для выхода (соответствующего минимальному или максимальному обнаруженному сигналу) в диалоговом окне контроллера комнатного модуля.

Диалоговое окно «Нагреватели прямого действия» позволяет создать набор типов нагревателей прямого действия для размещения в здании. Нагреватели прямого действия могут использовать ТЭЦ для обеспечения базовой нагрузки.

Рис. 5-1: Перечень нагревателей прямого действия

Рисунок 5-2: Диалоговое окно нагревателя прямого действия

Номер ссылки

Введите описание компонента.Ссылка ограничена 100 символами. Он предназначен для использования при выборе, организации и ссылках на любой компонент или контроллеры в диалоговых окнах других компонентов и контроллеров и в дереве обозревателя компонентов. Эти ссылки могут быть полезны при организации системы и навигации по ней, а также при повторном использовании модели системы в другом проекте или передаче другому разработчику моделей. Таким образом, ссылочные наименования должны быть информативными в отношении различения аналогичного оборудования, компонентов и контроллеров.

Лучистая фракция

Введите лучистую долю тепла, излучаемого (или охлаждающего эффекта) от устройства. См. Таблицу 13 в руководстве по таблицам Apache для получения типичных значений.

КПД

Введите КПД для нагревателя прямого действия.

Использует ТЭЦ?

Отметьте это поле, чтобы указать, что нагреватель может принимать тепловую энергию от системы ТЭЦ (если есть).

Порядок ранжирования

Ранжирование последовательности определяет последовательность, в которой нагрузки на различные источники тепла будут обрабатываться теплом, поставляемым ТЭЦ.Нагрузки, назначенные источникам тепла с низкими значениями этого параметра, первыми в очереди получат тепло от ТЭЦ. Если два источника тепла имеют одинаковое ранжирование по порядку, они будут обслуживаться одновременно, при этом ввод ТЭЦ будет обеспечивать одинаковую долю тепловой нагрузки для обоих.

Радиаторы горячей воды

В ApacheHVAC термин «радиаторы» охватывает широкий спектр устройств водяного отопления, размещаемых непосредственно в кондиционируемых помещениях. Обычно это чугунные радиаторы, излучающие панельные обогреватели, ребристые конвекторы и т. Д.Будь то в основном радиационные или чисто конвективные нагревательные блоки, общая черта заключается в том, что все комнатные блоки не зависят от сети и компонентов контролируемой зоны; они напрямую взаимодействуют только с кондиционированным помещением и заводским оборудованием.

Радиаторные блоки также можно использовать в качестве гидравлического контура в зоне обогреваемой плиты, но в таких случаях следует проявлять осторожность, чтобы надлежащим образом определить «тип» с использованием параметров, которые будут представлять свойства только гидравлического контура внутри плиты.

Диалог Радиаторы (типы) поддерживает определение типов радиаторов для размещения в здании. Каждый раз, когда определенный тип помещается в компонент комнаты, это создает дополнительный экземпляр этого типа. Любая данная комната может иметь более одного типа и может иметь более одного экземпляра определенного типа. Однако имейте в виду, что для каждого экземпляра требуется отдельный контроллер. Поэтому часто стоит ограничить количество экземпляров одним или двумя на зону, представляя ряд сгруппированных наборов излучателей с типами, которые представляют их совокупную мощность и связанные характеристики.

используются те же алгоритмы расчета, что и в модуле холодного потолка. Изменение конвективной теплопередачи в зависимости от температуры радиатора моделируется с помощью уравнений Аламдари и Хаммонда.

ApacheHVAC позволяет моделировать радиаторы как TRV, так и модулируемые радиаторы с регулируемой температурой. Программа использует простую параметрическую модель, которая включает тепловую массу и коэффициент конвективной теплопередачи, который изменяется в зависимости от дельта-T температуры от радиатора к температуре в помещении.

Рисунок 5 — 3: Диалоговое окно типов радиаторов с предварительно определенным иллюстративным набором конвективных нагревателей плинтуса с ребристыми трубами, выбранных в настоящее время.

Рисунок 5 — 5: Диалоговое окно редактирования с предварительно определенной масштабируемой панелью верхнего лучистого отопления блока 4 кВт (мощность 4 кВт согласована в условиях, указанных в Справочнике, с предварительно определенной масштабируемой панелью охлаждения мощностью 1 кВт).

Номер ссылки

Введите описание компонента. Ссылка ограничена 100 символами. Он предназначен для использования при выборе, организации и ссылках на любой компонент или контроллеры в диалоговых окнах других компонентов и контроллеров и в дереве обозревателя компонентов. Эти ссылки могут быть полезны при организации системы и навигации по ней, а также при повторном использовании модели системы в другом проекте или передаче другому разработчику моделей. Таким образом, ссылочные наименования должны быть информативными в отношении различения аналогичного оборудования, компонентов и контроллеров.

Ориентация

Выберите ориентацию, чтобы описать ориентацию радиатора. Стандартные радиаторы ориентированы вертикально, что приводит к увеличению коэффициента конвективной теплопередачи в общем расчете теплопередачи. Используйте горизонтальную ориентацию при моделировании потолочной излучающей панели или системы водяного теплого пола.

Вертикальные радиаторы или панели в основном конвективные, а горизонтальные радиаторы или панели в основном излучающие.Таким образом, выбранный параметр влияет на долю излучения по умолчанию в следующей ячейке. Он также используется в качестве параметра для уравнений коэффициента конвективной теплопередачи Аламдари и Хаммонда при определении изменения коэффициента конвективной теплопередачи в зависимости от температуры радиатора / панели.

Лучистая фракция

Введите лучистую долю тепла, излучаемого устройством. Типичные значения см. В Таблице 13: Доля излучения теплового излучателя в Руководстве пользователя Apache Tables.

Разница эталонных температур

В данных производителей обычно указывается тепловая мощность радиатора при заданной разнице эталонных температур между блоком и помещением. Введите эталонную разницу температур в эту ячейку. Например, данные для радиатора могут указывать, что тепловая мощность составляет 2,5 кВт при разнице температур 60 ° C.

Мощность нагрева при разнице эталонных температур

Введите в эту ячейку эталонную тепловую мощность.В примере, приведенном выше, тепловая мощность составляет 2,5 кВт при эталонной разнице температур 60 ° C.

Программа использует эти данные для расчета эффективной площади для использования при расчете конвективной теплопередачи следующим образом:

Стандартный коэффициент конвективной теплопередачи HCIs сначала рассчитывается для стандартной разницы температур между радиатором и помещением, ΔTu, с использованием уравнений Аламдари и Хаммонда:

HCIs = F_HCIs (ORI, T _su , T _sr , CHARL)

где

T _sr — стандартная комнатная температура (установлена ​​на 20ºC)

T _su — стандартная температура агрегата (= T _sr + ΔTu)

ORI Ориентация

CHARL — характеристическая длина (установлена ​​на 0.1 м)

F_HCIs — это функция, реализующая уравнения.

Эффективная площадь A _eff рассчитывается как:

A _eff = Q _std x (1 — rf)

_______________

HCI x (Tbs — Trs)

где

Q _std — стандартная тепловая мощность при ΔTu, а rf — доля излучения.

Обратите внимание, что уравнения Аламдари и Хаммонда используются для определения формы изменения коэффициента конвективной теплопередачи при изменении температуры радиатора и помещения, а не для вычисления абсолютных значений из первых принципов.Когда разница между радиатором и помещением равна ΔTu, конвективная тепловая мощность от блока составляет Q _std x (1 — rf).

Максимальная мощность от источника тепла

Введите максимальную мощность от источника тепла, обслуживающего радиатор. Из-за того, как в программе рассчитываются нагрузки источника тепла, максимальная мощность источника тепла не может быть указана. Вместо этого необходимо назначить максимум для каждого излучателя тепла, змеевика и т. Д. Сумма максимальных мощностей для всех устройств в цепи источника тепла должна равняться максимальной мощности источника тепла.

Расход распределительного насоса

Этот элемент включен для включения электрических насосов во вторичном распределительном контуре. Каждый раз, когда контроллер включения / выключения расхода включен, независимо от фактического расхода, будет применяться полная электрическая мощность, указанная здесь. Это позволяет моделировать зональное управление распределением горячей воды к радиаторам.

Материал

Выберите материал, из которого изготовлены панели охлаждающего потолка или пассивные охлаждающие балки (сталь или алюминий).Материал используется вместе с «общим весом» и влагоемкостью для расчета общей теплоемкости радиатора.

Вес радиатора

Введите вес радиатора или панели, исключая вес воды в системе. Эти данные используются для расчета теплоемкости радиатора или панельного устройства.

Примечание: при использовании системы нагревательных панелей для приближения к нагретой плите важно, чтобы этот вес отражал массу бетонной плиты, в которую заделаны трубы; однако этот метод моделирования охлаждающей плиты не следует использовать в случае охлаждаемого пола, который подвергается воздействию прямого солнечного излучения, поскольку объект охлаждаемой панели не может напрямую «видеть» солнце.Для получения дополнительной информации см. Ошибка! Справочный источник не найден. .

Объем воды

Введите водоемкость радиатора или панели. Эти данные также используются при расчете теплоемкости радиатора.

Модуль «Холодные потолки» позволяет создавать набор типов охлаждаемых потолков для размещения в здании, а затем управлять каждым экземпляром определенного типа, используя скорость потока, заданные значения и другие параметры управления, специфичные для каждой конкретной зоны.

могут использоваться для моделирования преимущественно излучающих охлаждающих потолочных панелей, в основном конвективных пассивных охлаждающих балок или чего-либо промежуточного. Гидравлический контур охлаждения в охлажденной бетонной плите также можно смоделировать с использованием типа холодного потолка для представления только встроенного водяного контура; однако следует позаботиться о том, чтобы соответствующим образом изменить входные значения.

Активные охлаждающие балки, которые пропускают смесь первичного приточного воздуха и нагнетаемого комнатного воздуха через охлаждающий змеевик, как правило, обладают в основном конвективной теплопередачей и относительно небольшими эффектами лучистого охлаждения.Поэтому активные охлаждающие балки следует моделировать в воздушной сети с использованием охлаждающего змеевика и индуцированного воздушного контура, при этом скорость потока регулируется пропорционально потоку первичного воздуха. Это предусмотрено для предварительно определенной системы «Активные охлаждающие балки 11b [EWC chlr — HW blr]» в Системной библиотеке ApacheHVAC.

Модуль холодного потолка позволяет моделировать поток холодной воды и устройства с регулируемой температурой. Программа использует простую параметрическую модель, которая включает тепловую массу и переменную теплопередачу с температурой холодного потолка.

Модель охлаждающей панели в целом

Мощность охлаждающего потолка рассчитывается по разнице температур между металлической поверхностью и комнатной температурой. Программное обеспечение использует уравнения Аламдари и Хаммонда для настройки формы изменения коэффициента теплопередачи при изменении температуры охлаждаемой панели и температуры в помещении. Таким образом, мощность зависит от разницы температур между панелью и комнатой. В этом расчете комнатная температура представляет собой среднее значение температуры воздуха и излучения, взвешенное с помощью коэффициентов конвективной и лучистой теплоотдачи, которые меняются со временем в зависимости от условий в помещении.

Для характеристики устройства излучающей панели и для целей расчета конструкции предполагается, что температура воздуха в помещении и излучаемая температура одинаковы и равны температуре металла плюс эталонная разница температур. Во время последующего моделирования температура воздуха в помещении и лучистая температура не будут равны: в то время как летом все поверхности в помещении с воздушной системой охлаждения будут несколько теплее, чем воздух в помещении, при лучистом охлаждении. задействован, большинство внутренних поверхностей, которые могут «видеть» излучающую панель, будут холоднее, чем температура воздуха в помещении; однако некоторые поверхности, такие как оконное стекло, нагретое прямым солнечным излучением, все же могут быть значительно теплее, чем температура воздуха.Таким образом, ситуация будет в некоторой степени отличаться от предполагаемых расчетных условий. То, насколько он отличается, зависит от усиления помещения, динамики помещения и динамики водной системы и элементов управления. Эти факторы нельзя полностью предвидеть заранее, поэтому возможны некоторые отклонения от предполагаемого поведения конструкции. Однако это можно исправить, отрегулировав расчетную разницу температур в свете результатов моделирования в периоды высокой нагрузки — например, для пространства с высокой долей излучающих нагрузок и охлаждающих панелей, которые также имеют высокую долю радиационного излучения для их охлаждения. Эффект, установив соответствующую долю излучения устройства в диалоговом окне Chilled Ceiling Types и уменьшив разницу эталонных температур, усилит охлаждающий эффект.

Рис. 5-6: Перечень (типы) холодных потолков

Рисунок 5-7: Диалоговое окно редактирования для предварительно определенной масштабируемой (блок 1 кВт) потолочной излучающей панели охлаждения (мощность 1 кВт согласована в условиях, указанных в Справочнике, с предварительно определенной масштабируемой панелью нагрева мощностью 4 кВт) .

Номер ссылки

Введите описание компонента. Ссылка ограничена 100 символами.Он предназначен для использования при выборе, организации и ссылках на любой компонент или контроллеры в диалоговых окнах других компонентов и контроллеров и в дереве обозревателя компонентов. Справочные названия должны быть информативными в отношении различения аналогичного оборудования, компонентов и контроллеров.

Ориентация панели

Выберите ориентацию панелей: горизонтальную для преимущественно горизонтальных панелей, т.е. большая часть охлажденной поверхности обращена к полу; вертикальный для настенных панелей или панелей, поверхность которых в основном перпендикулярна полу и потолку.

Вертикальные балки или панели в основном являются конвективными, а горизонтальные балки или панели в основном излучают по своему охлаждающему эффекту. Таким образом, выбранный параметр влияет на долю излучения по умолчанию в следующей ячейке. Он также используется в качестве параметра для уравнений коэффициента конвективной теплопередачи Аламдари и Хаммонда при определении изменения коэффициента конвективной теплопередачи в зависимости от температуры балки.

Горизонтальная ориентация панели Вертикальная ориентация панели

Лучистая фракция

Введите лучистую долю тепла, излучаемого устройством.См. Некоторые типичные значения в Таблице 13 руководства Apache Tables.

Разница эталонных температур

В данных производителя обычно указывается мощность охлаждения устройства при эталонной разнице температур. Введите эталонную температуру в эту ячейку. Например, в данных может быть указано, что мощность охлаждения составляет 2,5 кВт при разнице температур между блоком и помещением в 6 ° K, то есть когда охлаждающая поверхность блока на 6 ° K ниже температуры воздуха в помещении.

Мощность охлаждения при разнице эталонных температур

В данных производителя обычно указывается мощность охлаждения для данной разницы температуры в помещении. Введите эту эталонную мощность охлаждения в эту ячейку. Например, в данных может быть указано, что мощность охлаждения составляет 2,5 кВт при разнице температур 6 К. В этом случае введите 2,5 в эту ячейку.

Программа использует эти данные для расчета эффективной площади для использования при расчете конвективной теплопередачи следующим образом:

Стандартный коэффициент конвективной теплопередачи HCIs сначала рассчитывается для стандартной разницы температур между панелью и помещением, ΔTb, с использованием уравнений Хаммонда и Аламдари:

HCI = F_HCI (ORI, Tsb, Tsr, CHARL)

где

Tsr — стандартная комнатная температура (установлена ​​на 22 ° C)

Tsb — стандартная температура пучка (= Tsr — ΔTb)

ORI Ориентация

CHARL — характеристическая длина (установлена ​​на 0.1 м)

F_HCIs — это функция, реализующая уравнения

Эффективная площадь A _eff рассчитывается как:

A _eff = Q _std x (1 — rf)

_______________

HCI x (Tbs — Trs)

где

Qstd — стандартная тепловая мощность в Tbs, а rf — доля излучения.

Обратите внимание, что уравнения Аламдари и Хаммонда используются для определения формы изменения коэффициента конвективной теплопередачи при изменении температуры балки и помещения, а не для расчета абсолютных значений из первых принципов.Когда луч находится на Tbs, а комната находится на Trs, конвективное тепловыделение от блока составляет Qstd x (1 — rf).

Максимальное охлаждение от чиллера

Введите максимальный ввод от чиллера. В реальных условиях это будет ограничиваться температурой воды и расходом.Параметры также можно контролировать и, таким образом, ограничивать (см. Раздел «Контроллеры комнатных блоков»), однако эти параметры позволяют установить жесткое ограничение в отношении доступной холодопроизводительности.

Из-за способа, которым нагрузки чиллера рассчитываются в программе, максимальная мощность чиллера не может быть указана. Вместо этого должен быть назначен максимальный предел для каждого охлаждающего потолка, охлаждающего змеевика и т. Д. За исключением случаев, когда ожидается значительное разнообразие охлаждающих нагрузок, сумма всех максимальных мощностей всех устройств в контуре охлаждения должна равняться максимальной мощности чиллер.

Расход распределительного насоса

Этот элемент включен для включения электрических насосов во вторичном (или третичном) гидравлическом контуре на уровне зоны. Каждый раз, когда контроллер включения / выключения расхода включен, независимо от фактического расхода, предполагается, что применяется полная электрическая мощность, указанная здесь. Это позволяет моделировать зональное регулирование распределения холодной воды к охлаждаемым потолкам с помощью локальных насосов постоянной скорости. В качестве альтернативы, например, когда на уровне контура зоны используются только клапаны, а не насосы, мощность насоса может быть включена во вторичный контур охлажденной воды на уровне моделирования системы.

Материал панели

Выберите материал, из которого изготовлены панели охлаждающего потолка или пассивные охлаждающие балки (сталь или алюминий). Материал используется вместе с «общим весом» и «вместимостью воды» для расчета общей теплоемкости балки.

Вес панели

Введите вес только панелей или пассивных охлаждающих балок, исключая вес воды. Эти данные используются для расчета теплоемкости.

Примечание. При использовании системы охлаждаемых панелей для приближения к охлажденной плите важно, чтобы этот вес отражал массу бетонной плиты, в которую заделаны трубы; однако этот метод моделирования охлаждающей плиты не следует использовать в случае охлаждаемого пола, который подвергается воздействию прямого солнечного излучения, поскольку объект охлаждаемой панели не может напрямую «видеть» солнце.

Водоемкость панели

Введите водоемкость панелей или пассивных балок.Это используется для расчета теплоемкости.

Практическая поддержка для оценки коэффициентов эффективности системы отопления помещений в холодном климате

В этом разделе объясняется методология, используемая для оценки тепловых потерь в оболочке здания и для расчета коэффициентов эффективности между различными жидкостными панельными радиаторами. В частности, в разделе «Метод расчета коэффициентов эффективности для свободной поверхности нагрева (радиатора) в соответствии с EN 15316-1,2-1 (2007) под названием ‘‘ German Method» »объясняется, как рассчитать тепловые потери и КПД радиаторов.В разделе «Переходная модель жидкостного панельного радиатора» представлена ​​переходная модель жидкостного панельного радиатора, используемая в моделировании. В разделе «Проверка модели жидкостного панельного радиатора» описывается проверка модели жидкостного панельного радиатора в сравнении с имеющимися экспериментальными измерениями. Раздел «Испытание на скачкообразную характеристику между жидкостными панельными радиаторами с различным расположением соединительных труб: сравнение выделяемого тепла» описывает испытание на скачкообразную реакцию между жидкостными радиаторами с различным расположением соединительных труб.Раздел «Краткий обзор имитационной модели здания» представляет собой краткий обзор имитационной модели здания. В разделе «План моделирования» описан план моделирования для исследуемого случая.

Метод расчета коэффициентов эффективности для свободной поверхности нагрева (радиатора) в соответствии с EN 15316-1,2-1 (2007) под названием

Метод эффективности, объясненный в EN 15316-1 ( 2007), стандартизирует подвод тепла и тепловые потери на ограждающую конструкцию здания для системы отопления помещений.Тепловые потери необходимы для расчета КПД системы отопления помещения. Изменение тепловых потерь из-за климата, типа системы отопления и типа конструкции здания обсуждается позже в разделе «План моделирования». Тепловые потери в оболочку здания следующие: потери тепла из-за неравномерного распределения внутренней температуры Q _{и м , с т р} и потери тепла из-за стратегии управления Q _{и м , в т р л} , как показано на Рис.3а. Q _{и м , с т р} разделяется между тепловыми потерями, что приводит к повышению / понижению внутренней температуры вблизи границ рассматриваемого контрольного объема (помещения) Q _{и м , с т r 1} , а тепловые потери из-за положения излучателя Q _{и м , с т р 2} .

Тепловые потери. a Control. b Стратификация

Q _{и м , с т р} относится к теплопотерям у потолка Q _{и м , в e и} , где на температуру в помещении влияет эффект расслоения.В этом контексте в техническом стандарте рассматриваются также потери тепла при расслоении, потери тепла через окна Q _{и м , ширина и n} , где на температуру в помещении влияют холодные поверхности. Q _{и м , с т r 2} относится к потере тепла в направлении задней стенки радиатора, учитываемой как конвекция и излучение, как показано на рис.3b.

Для обоих условий Q _{и м , с т r 1 a n d 2} , техническая норма определяет, как их рассчитать, применяя общее уравнение для потерь тепла при передаче, как показано в уравнении.1.

$$ \ mathrm {Q_ {em, str, i}} = \ mathrm {\ Sigma A_ {i}} \ cdot \ mathrm {U_ {inc, i}} \ cdot \ mathrm {(T_ {air, inc , i} — T_ {out, i})} \ cdot \ mathrm {\ Delta \ theta} $$

(1)

Технические стандарты учитывают потери передачи, потому что механизм конвекции между объемом воздуха и внутренними поверхностями, а также излучение между внутренними поверхностями помещения происходит внутри анализируемого контрольного объема. Пример контрольного объема можно найти на рис.3b. Уравнение 1 учитывает локальное повышение / понижение температуры в помещении T _{и n т , и n c} , и локально увеличенный / уменьшенный коэффициент теплопередачи, рассчитанный от изоляционного материала к внутренней поверхности U _{и n c} .Скорее всего, уравнение. 1 может применяться к результатам моделирования помещений, разработанных с помощью программного обеспечения вычислительной гидродинамики. Неочевидно рассчитать локальное повышение / понижение температуры в помещении с помощью программного обеспечения для моделирования энергопотребления здания. По этой причине T _{с e и} и T _{w и n} , температура внутренней поверхности потолка и окна, заменить T _{a и r , и n c} в уравнении.1 с использованием того же коэффициента теплопередачи U _и рассматриваемой структуры. Особое внимание следует уделять повышению температуры в помещении около потолка. Согласно Приложению A.2 стандарта EN 15316-1 (2007), коэффициент полезного действия при перегреве около потолка составляет 0,95% с кривой нагрева 55/45 ℃ и ΔT = 30 K для радиаторов. Повышение температуры в помещении около потолка считается постоянным в течение всего времени моделирования.

Потери тепла из-за контроля температуры в помещении Q _{с т р л} относится к невозвратному теплу, превышающему заданную температуру в помещении. Неидеальный контроль вызывает отклонения и отклонения от предварительно заданной заданной температуры из-за физических характеристик системы управления, самой системы нагрева и расположения датчика.В этой статье, чтобы упростить задачу, датчик определяет только поведение температуры воздуха.

Согласно стандарту EN (EN 15316-2-1 2007), коэффициенты эффективности для расслоения η _{и м , с т r , 1 a n d 2} и контроль η _{и м , в т р} может быть определен количественно с помощью отношения между тепловыми потерями, рассчитанными с идеальной системой отопления, и тепловыми потерями в реальном случае, как показано в формуле.2а и б. В идеальном случае рассчитывается потребность в энергии для обогрева жилого помещения в соответствии с EN 13790 (2008). Температура в помещении поддерживается постоянной (или приблизительно постоянной) в течение всего периода обогрева. Помещение оборудовано как идеальным контролем, так и идеальной системой отопления. Это означает, что система отопления не учитывает возможные задержки в управлении, тепло, накопленное в тепловом излучателе, и тепло, выделяемое из распределительных труб. Приток тепла от солнца, людей, электроприборов, освещения и механической вентиляции одинаков как для реальных, так и для идеальных случаев.

$$ \ mathrm {\ eta _ {\ mathrm {em, str1 / 2}}} = \ mathrm {\ frac {Q _ {\ mathrm {em, ideal, str1 / 2}}} {Q _ {\ mathrm {em , str1 / 2}}}} $$

(2а)

$$ \ mathrm {\ eta _ {\ mathrm {em, ctrl}}} = \ mathrm {\ frac {Q _ {\ mathrm {em, ideal, ctrl}}} {Q _ {\ mathrm {em, ctrl}}} } $$

(2b)

Общий коэффициент полезного действия системы отопления помещений можно рассчитать, используя выражение в формуле.3, как указано в разделе 7.2 EN (EN 15316-2-1 2007).

$$ \ mathrm {\ eta_ {em}} = \ mathrm {\ frac {1} {4 — (\ eta_ {em, str} + \ eta_ {em, ctr} + \ eta_ {em, embed}) }} $$

(3)

η _{и м , и м б e d} имеет значение 1, поскольку радиатор не имеет труб, встроенных в конструкцию здания.Член η _{и м , с т р} — среднее значение между η _{и м , с т r 1} и η _{и м , с т р 2} .

Переходная модель радиатора жидкостной панели

Модель разработана совместно с IDA ICE. Радиаторы моделируются как изотермическая поверхность, сообщающаяся с моделью зоны посредством границы раздела температур и теплового потока. Следовательно, одна поверхность моделируется как средняя температура всего металла. Это упрощение связано с относительно высокой теплопроводностью металла по сравнению с теплопроводностью жидкости. Однако для получения динамических характеристик жидкость радиатора моделируется несколькими элементами, соединенными последовательно.Тепловые характеристики радиатора (номинальная мощность, мощность n и т. Д.) Указаны в техническом каталоге. Тепло, излучаемое радиатором, оценивается на основе тепловых характеристик радиатора с использованием температуры воздуха и температуры перепада воды. Наконец, температура поверхности получается на основе разницы между расчетным выделенным теплом и общим теплопереносом на границе раздела модели.

Линия подачи расположена в верхнем углу T _{с u п.} , а выхлопная линия расположена в противоположном нижнем углу T _{и х ч} .Температура приточного потока элемента i-го — это температура выхлопа элемента (i-1) -го . Когда i = 1, T _{эт d , 0} — это T _{с u п.} в радиатор. Таким образом, тепловой поток, подаваемый на каждую емкость \ (\ dot {\ mathrm {Q}} _ {\ mathrm {{sup, i}}} \), можно определить следующим образом:

$$ \ dot {Q} _ {\ mathrm {sup, i}} (\ theta) = \ dot {\ mathrm {m}} _ {\ text {fld}} \ cdot \ mathrm {c_ {fld} } \ cdot \ mathrm {\ left (T_ {fld, i-1} (\ theta) -T_ {fld, i} (\ theta) \ right)} $$

(4)

где \ (\ dot {\ mathrm {m}} _ {\ text {fld}} \) — массовый расход жидкости, подаваемой в радиатор, c _{эт d} — удельная теплоемкость и температура жидкости T _{эт d , i} при разной i-й ёмкости .

Модель рассчитывает температуру каждой жидкости, емкость T _{эт d , i} как разность между тепловым потоком, подаваемым \ (\ dot {\ mathrm {Q}} _ {\ mathrm {sup, i}} \) к каждой емкости, и теплотой, исходящей от каждой емкости жидкости \ (\ dot {\ mathrm { Q}} _ {\ mathrm {fld, i}} \), как показано в уравнении. 5.

$$ \ mathrm {\ frac {C_ {fld}} {nCap}} \ cdot \ mathrm {\ frac {dT_ {fld, i} (\ theta)} {d \ theta}} = \ dot {\ mathrm {Q}} _ {sup, i} (\ theta) — \ dot {\ mathrm {Q}} _ {fld, i} (\ theta) $$

(5)

где C _{эт d} = M _{эт d} ⋅ c _{эт d} — это общая емкость жидкости внутри радиатора, а nCap — это количество емкостей.

Модель вычисляет потери тепла из жидкости \ (\ dot {\ mathrm {Q}} _ {\ mathrm {fld, i}} \), как показано в уравнении. 6.

$$ \ dot {\ mathrm {Q}} _ {\ mathrm {fld, i}} (\ theta) = \ mathrm {\ frac {K_ {tot}} {nCap}} \ cdot \ mathrm {\ left (T_ {fld, i} (\ theta) -T_ {air} (\ theta) \ right)} $$

(6)

где общий / эквивалентный коэффициент теплопередачи радиатора K _{т или т} соответствует формуле.{n}} {L \ cdot H \ cdot \ left | \ left (T_ {fld, i} (\ theta) -T_ {air} (\ theta) \ right) \ right |} $$

(7)

L и H — геометрические параметры, длина и высота радиатора, а \ (\ dot {\ mathrm {Q}} _ {\ mathrm {N}} \) — общее количество тепла, излучаемого радиатором жидкостной панели в номинальных условиях.

Логарифмическая разница температур в уравнении. 7 вычисляется в формуле. 8.

$$ \ mathrm {\ Delta T_ {ln, i} (\ theta)} = \ frac {\ mathrm {T_ {fld, i} (\ theta)} — \ mathrm {T_ {fld, i + 1} (\ theta)}} {ln \ frac {\ mathrm {T_ {fld, i} (\ theta)} — \ mathrm {T_ {air} (\ theta)}} {\ mathrm {T_ {fld, i + 1 } (\ theta)} — \ mathrm {T_ {air} (\ theta)}}} $$

(8)

Уравнение 8 не может быть решено, если отношение разностей температур жидкость-воздух равно 1.Таким образом, уравнение. 8 необходимо заменить арифметической разностью температур, как показано в формуле. 9.

$$ \ mathrm {\ Delta T_ {i}} = \ frac {\ mathrm {T_ {fld, i} (\ theta)} + \ mathrm {T_ {fld, i + 1} (\ theta)}} {2} — \ mathrm {T_ {air} (\ theta)} $$

(9)

Логарифмическая разница температур при номинальных условиях Δ T _{л н. , н.} вычисляется как в формуле.{nCap}} \ dot {\ mathrm {Q}} _ {\ mathrm {fld, i}} (\ theta) \: — \ dot {Q} _ {\ text {tot}} (\ theta) $$

(10)

где C _{м e т} — емкость металлической части радиатора гидронной панели, а Тл _{с u р f} — средняя температура поверхности излучателя тепла.

Модель радиатора вычисляет общую теплопередачу от поверхности к окружающей среде \ (\ dot {\ mathrm {Q}} _ {\ text {tot}} \) в сочетании с моделью зоны, выраженной как в формуле. 11. Граница раздела между моделями — это длинноволновое излучение, передаваемое между поверхностью радиатора и окружающими поверхностями, и конвекция на поверхности радиатора с узлом температуры воздуха в помещении. {n}} $$

(11)

Общее количество тепла, выделяемого в термическую зону, делится на три компонента, как показано на рис.4 тепло к задней стене \ (\ dot {\ mathrm {Q}} _ {\ mathrm {back-wall}} \), конвективное тепло \ (\ dot {\ mathrm {Q}} _ {\ text {conv }} \) и тепло к зоне \ (\ dot {\ mathrm {Q}} _ {\ text {front}} \). Уравнение 12 показывает этот тепловой баланс.

$$ \ dot {\ mathrm {Q}} _ {\ text {conv}} (\ theta) = \ dot {\ mathrm {Q}} _ {\ text {tot}} (\ theta) — \ dot {\ mathrm {Q}} _ {\ text {front}} (\ theta) — \ dot {\ mathrm {Q}} _ {\ mathrm {back-wall}} (\ theta) $$

(12)

Схема радиатора с соединительными патрубками на противоположной стороне

Тепло к задней стенке вызывается излучением и конвекцией. В этой статье мы аппроксимируем потерю тепла с помощью механизма естественной конвекции. Механизм передачи тепла естественной конвекцией к задней стенке радиатора зависит от температуры задней стенки T _{б a c к — w a л л} , температура воздуха в канале, размер канала b и его высота H.{\ beta}} $$

(13)

Оценка коэффициента теплопередачи за счет конвекции между радиатором и его задней стенкой показана в формуле. 14.

$$ \ mathrm {h_ {back-wall}} = \ text {Nu} \ cdot \ mathrm {\ frac {\ lambda_ {air}} {b}} $$

(14)

где λ _{a и р} — теплопроводность воздуха.

Средние значения температуры задней стенки, температуры воздуха, толщины и длины канала дают средний коэффициент теплопередачи за счет конвекции к задней стенке радиатора 3 Вт м ⁻² К ^-1 . Коэффициент теплопередачи за счет конвекции предполагается постоянным на протяжении всего моделирования. Потери тепла к задней стенке рассчитываются, как показано в формуле. 15.

$$ \ dot {\ mathrm {Q}} _ {\ mathrm {back-wall}} (\ theta) \, = \, \ mathrm {h_ {back-wall}} \ cdot \ mathrm {A} \ cdot \ mathrm {\ left (T_ {surf} (\ theta) \, — \, T_ {back-wall} (\ theta) \ right)} $$

(15)

Конвективное тепло \ (\ dot {\ mathrm {Q}} _ {\ text {conv}} \) — это тепло, выделяемое водяным панельным радиатором в помещении за счет конвективного механизма циркуляции воздуха в помещении.Внутренний воздух циркулирует в помещении, попадает в канал между радиатором и его задней стенкой, а затем поднимается к потолку.

\ (\ dot {\ mathrm {Q}} _ {\ text {conv}} \) вычисляется как разница между другими известными членами уравнения. 12, поскольку \ (\ dot {\ mathrm {Q}} _ {\ text {front}} \) вычисляется в модели зоны.

Валидация модели водяного панельного радиатора

Валидация модели водяного панельного радиатора выполняется путем сравнения смоделированной температуры выхлопного потока во время фазы зарядки и тепла, выделяемого при достижении устойчивого состояния, с имеющимися экспериментальными измерениями Стефан (1991).

Стефан (1991) провел испытание на скачкообразную реакцию радиатора с жидкостной панелью, подвергшегося внезапному увеличению массового расхода. Эксперимент проводится в кабине, которая соответствует техническим характеристикам, перечисленным в стандарте DIN 4704, который в настоящее время заменен на EN 442-2 (2014). Технический стандарт направлен на измерение тепловой мощности водяного панельного радиатора путем определения лабораторных условий и методов испытаний.

Для измерения тепловой мощности водяного панельного радиатора температура воздуха в помещении поддерживается постоянной на протяжении всего испытания за счет соблюдения стационарных условий.Чтобы обеспечить постоянный профиль воздуха в помещении, кабина оборудована системой охлаждения, встроенной в каждую поверхность кабины. Интегрированная система охлаждения позволяет контролировать температуру каждой поверхности кабины (кроме поверхности на задней стенке радиатора), соблюдая установившиеся условия испытания.

Конструкция каждой будки выполнена из сэндвич-панелей. Сэндвич-панель состоит из трех слоев: стальной панели со встроенной системой охлаждения, изоляционной пены (толщиной 80 мм с термическим сопротивлением 2.5 м ² К Вт ^-1 ) и внешний стальной лист. Стена за радиатором гидронной панели имеет такую ​​же сэндвич-панель, но без системы охлаждения. Система охлаждения должна быть спроектирована так, чтобы ограничивать разницу температур между охлаждаемыми внутренними поверхностями в диапазоне ± 0,5 К. Для этого каждая панель должна поставляться с массовым расходом не менее 80 кг ч ^-1 за каждые м ² поверхности.Кабина имеет два отверстия в стенах, чтобы гарантировать водное и электрическое соединение между водяным панельным радиатором и за пределами помещения. На рисунке 5 показана схема камеры и системы охлаждения, взятая из стандарта EN 442-2 (2014).

Камера и система охлаждения. Изображение взято из EN 442-2

Метод оценки тепла, излучаемого радиатором жидкостной панели, — это метод взвешивания. Метод взвешивания заключается в вычислении разницы энтальпий между подачей (входом) и возвратом (выходом) жидкости, умноженной на массовый расход.Энтальпия жидкости при давлении и температуре, измеренная в ходе испытания, известна по табличным значениям.

Радиатор с жидкостной панелью, рассмотренный в эксперименте Стефана (1991), имеет номинальные параметры, перечисленные в Таблице 1, с соединительными трубами, расположенными на противоположной стороне.

Модель жидкостного панельного радиатора имеет те же технические характеристики, которые указаны в таблице 1. Экспериментальные измерения и результаты моделирования сравниваются на рис.6 по температуре выхлопного потока от времени.

Сравнение экспериментальных измерений, сделанных Стефаном (1991), и результатов моделирования для воды на выходе

Разница в количестве выделяемого тепла между экспериментальными измерениями и результатами моделирования составляет 3,75% при достижении установившегося состояния.

Испытание на скачкообразный переход между жидкостными панельными радиаторами с разным расположением соединительных труб: сравнение выделяемого тепла

Гидравлический панельный радиатор размещается в помещении с постоянной наружной температурой, поддерживаемой на уровне -15 ° C в течение всего времени моделирования.Выбор поддержания температуры наружного воздуха на уровне –15 ° C является случайным; Фактически, можно выбрать другое значение (как правило, меньшее, чем значение температуры, подаваемой в радиатор), но оно должно быть стабильным на протяжении всего времени моделирования, чтобы избежать нарушений в системе. Тепловые поступления от электроприборов, освещения, присутствия людей, интенсивности ветра и солнца во время испытания отключаются. Массовый расход увеличен до 0,01484 кг с ⁻¹ в момент моделирования 𝜃 = 0.До этого массовый расход составлял 2 × 10 ⁻⁴ кг с ^-1 , а температура подаваемого потока поддерживалась постоянной на уровне 83 ℃ .

Такое же испытание было проведено на том же типе водяного панельного радиатора с соединительными трубками, расположенными на той же стороне. Предполагается, что емкость жидкости рядом с соединительными трубами имеет массовый расход на 10% выше, чем емкость, наиболее удаленная от соединительных труб.Этот тип водяного радиатора имеет температуру выхлопного потока; средневзвешенное значение температуры выхлопных газов, заданное разными потоками в каждом элементе.

На рисунке 7 показана схема радиатора, когда соединительные трубы расположены с одной стороны.

Схема радиатора с соединительными трубками, расположенными на той же стороне

Общее количество тепла, излучаемого радиатором жидкостной панели при различном расположении соединительных трубок, показано на Рис.Можно заметить, что радиаторы с соединительными трубками на одной стороне выделяют немного больше тепла, чем радиаторы с соединительными трубками, расположенными на противоположной стороне. Это означает, что радиаторы с соединительными трубками, расположенными на одной стороне, быстрее реагируют на изменение подаваемого массового расхода по сравнению с радиаторами с соединительными трубками, расположенными на противоположной стороне. В конечном итоге оба тепла, выделяемые двумя растворами, достигают одного и того же значения.

Сравнение тепла, выделяемого радиаторами с различным расположением трубных соединений

Краткий обзор имитационной модели здания

Имитационная модель состоит из комнаты, смежной с другими отапливаемыми комнатами.В идеале тепло не передается в другие кондиционируемые помещения, поэтому для всех внутренних стен, потолка и пола задано адиабатическое граничное условие. Характеристики конструкции, окон, системы отопления, вентиляции и кондиционирования указаны в таблице 2. Помещение имеет чистую площадь пола 10 м ² с постоянным расходом приточного воздуха при температуре 16 ° C. Еженедельные графики занятости, освещения и электроприборов являются стандартными; комната занята каждый день с 07.С 00:00 до 08:00 и с 17:00. до 20.00 в отопительный период.

Помещение оборудовано системой механической вентиляции, в которой поток приточного вентиляционного воздуха смешивается с воздухом в помещении, обеспечивая примерно однородную температуру всего объема воздуха. Были произведены расчеты размера труб для распределительной системы, мощности, необходимой для циркуляционных насосов, а также мощности, требуемой от радиатора, и мощности, необходимой для установки кондиционирования воздуха.Радиатор подключен к системе хранения, которая состоит из многослойного резервуара для горячей воды. Электрический резистор внутри резервуара гарантирует требуемую температуру подаваемой жидкости в соответствии с погодозависимой кривой нагрева. Циркуляционные насосы работают согласно постоянной кривой нагрузки. Распределительные трубы предполагается изолированными и интегрированными в ограждающую конструкцию здания. Схема имитационной модели здания и системы отопления, вентиляции и кондиционирования представлена ​​на рис.9.

Имитационная модель помещения

План моделирования

В следующем разделе объясняется, как моделирование планируется, чтобы учесть вероятные изменения тепловых потерь из-за различных технических решений здания.План моделирования состоит из анализа чувствительности к местоположению здания, наружной оболочке здания и характеристикам системы отопления.

Первый анализ чувствительности был проведен путем размещения здания в четырех различных климатических условиях Швеции: северный, северо-центральный, южно-центральный и южный. Климат влияет на соотношение свободного тепла и тепловых потерь в помещении; таким образом, обогрев может быть уменьшен для удовлетворения требований комфорта для пассажиров, как показано Bianco et al. (2016). В этом сценарии влажность воздуха также играет роль, как объяснил Menghao (2011), потому что она влияет на микроклимат в помещении и, следовательно, на конструкцию системы HVAC. Файл погоды, используемый в программном обеспечении моделирования здания, представляет собой синтетический файл погоды, полученный за один час на основе значений внешней температуры по сухому термометру T _{или u т} , относительная влажность воздуха ϕ, сила ветра в направлениях x и y и процент облачности%.Значения прямого D и рассеянного d солнечного излучения рассчитываются по модели Чжан-Хуанга. Синтетический файл погоды записывается в базу данных ASHRAE (2001) и используется в коммерческой программе моделирования зданий IDA ICE vers. 4.7. На рисунках 10 и 11 показана среднемесячная температура наружного воздуха и прямая солнечная радиация для каждого выбранного населенного пункта.

Среднемесячная наружная температура

Среднее за месяц прямое солнечное излучение на горизонтальную поверхность

Второй анализ чувствительности был проведен путем изменения активной тепловой массы.Активная тепловая масса — это первый слой материала, контактирующий с воздухом в помещении, учитывая также все слои материала до изоляции, как показано в Brembilla et al. (2015b). Активная тепловая масса накапливает тепловую энергию, которая выделяется в помещении. Многие авторы рассматривали преимущества и недостатки изменения тепловой массы здания. Горейши и Али (2013) утверждают, что тяжелая тепловая масса может сглаживать резкие колебания температуры в помещении, обеспечивая стабильную температуру в помещении.Во время отопительного сезона накопленное тепло будет выделяться в кондиционируемое пространство; тогда как в период похолодания ночная вентиляция рассеивает накопленное тепло. Masy et al. (2015) утверждают, что активная тепловая масса также имеет положительный эффект за счет переключения нагрузки используемой электроэнергии. Автор статьи изменил внутренний слой внешней стены из кирпича ( ρ _{б р и c к} = 1500 кг м ⁻³ , с _{б р и c к} = 1000 Дж г ^-1 К ⁻¹ ) в древесину ( ρ _{w или или d} = 600 кг м ⁻³ , с _{w или или d} = 700 Дж г ^-1 К ^-1 ), регулируя толщину деревянного слоя, чтобы иметь одинаковый коэффициент теплопередачи как для тяжелой, так и для легкой конструкции.Такое же изменение произошло для кирпичного слоя адиабатических стен, прилегающих к кондиционируемым помещениям, и для бетонного слоя в полу и потолке ( ρ _{с или n} = 2300 кг м ⁻³ , с _{с или n} = 880 Дж г ^-1 К ^-1 ).

Третий анализ чувствительности сосредоточен на местном управлении радиатором. Местное управление переключалось между P (зона пропорциональности с ΔT = 1 K сначала, а затем с ΔT = 2 K) и PI-регулированием. P-регулирование обеспечивает пропорциональную регулировку расхода при изменении температуры в помещении, когда она выходит за пределы диапазона пропорциональности. ПИ-регулирование также гарантирует время интегрирования, которое снижает отклик системы и стабилизирует колебания температуры в помещении, как указано в Sanchis et al.(2010) и Ку и Захируддин (2004).

Последний анализ чувствительности проводился путем изменения местоположения соединительных труб. Соединительные патрубки сначала располагаются на той же стороне радиатора, а затем на противоположной стороне. Весь анализ чувствительности учитывает 48 реальных случаев и 8 идеальных случаев. Для каждого анализируемого климата и для тяжелой, и для легкой активной тепловой массы устанавливаются идеальные случаи.

Радиатор какого размера мне выбрать?

28 февраля 2019 г. Paul

Выбор радиатора подходящего размера может существенно повлиять на комфорт вашего дома.

Слишком часто домовладельцы переплачивали по счетам за электроэнергию или были недовольны своими решениями в области отопления. Рассмотрение базовой информации о вашей ситуации и ее требованиях может сэкономить много хлопот.

Наш гид поможет вам выбрать радиатор идеального размера. Самый рентабельный и энергоэффективный вариант — это простой расчет.