Calcolo dei radiatori di riscaldamento: come calcolare il numero e la potenza richiesti delle batterie

Un sistema di riscaldamento ben progettato fornirà all'abitazione la temperatura richiesta e tutte le stanze saranno confortevoli con qualsiasi tempo.Ma per trasferire il calore nello spazio aereo dei locali residenziali, è necessario conoscere il numero richiesto di batterie, giusto?

Il calcolo dei radiatori di riscaldamento, basato sui calcoli della potenza termica richiesta dai dispositivi di riscaldamento installati, aiuterà a scoprirlo.

Non hai mai fatto calcoli del genere e hai paura di sbagliare? Ti aiuteremo a comprendere le formule: l'articolo discute un algoritmo di calcolo dettagliato e analizza i valori dei singoli coefficienti utilizzati nel processo di calcolo.

Per facilitare la comprensione delle complessità del calcolo, abbiamo selezionato materiali fotografici tematici e video utili che spiegano il principio del calcolo della potenza dei dispositivi di riscaldamento.

Calcolo semplificato della compensazione della perdita di calore

Tutti i calcoli si basano su determinati principi. I calcoli della potenza termica richiesta delle batterie si basano sulla consapevolezza che i dispositivi di riscaldamento ben funzionanti devono compensare completamente le perdite di calore che si verificano durante il loro funzionamento a causa delle caratteristiche dei locali riscaldati.

Per i soggiorni situati in una casa ben isolata, situata, a sua volta, in una zona climatica temperata, in alcuni casi è adatto un calcolo semplificato della compensazione della dispersione di calore.

Per tali locali, i calcoli si basano su una potenza standard di 41 W necessaria per riscaldare 1 metro cubo. spazio vitale.

Affinché l'energia termica emessa dai dispositivi di riscaldamento sia indirizzata specificamente al riscaldamento dei locali, è necessario isolare pareti, solai, finestre e pavimenti

La formula per determinare la potenza termica dei radiatori necessaria per mantenere condizioni di vita ottimali in una stanza è la seguente:

Q = 41 x V,

Dove V – volume dell'ambiente riscaldato in metri cubi.

Il risultato a quattro cifre risultante può essere espresso in kilowatt, riducendolo alla velocità di 1 kW = 1000 W.

Formula dettagliata per il calcolo della potenza termica

Quando si effettuano calcoli dettagliati sul numero e sulle dimensioni dei radiatori di riscaldamento, è consuetudine partire dalla potenza relativa di 100 W necessaria per il riscaldamento normale di 1 m² di una determinata stanza standard.

La formula per determinare la potenza termica richiesta dai dispositivi di riscaldamento è la seguente:

Q = ( 100 x S ) x R x K x U x T x A x L x G x X x Y x Z

Fattore S nei calcoli, niente più che la superficie della stanza riscaldata, espressa in metri quadrati.

Le restanti lettere rappresentano vari fattori di correzione, senza i quali il calcolo sarà limitato.

La cosa principale quando si eseguono calcoli termici è ricordare il detto "il calore non rompe le ossa" e non aver paura di commettere un grosso errore

Ma anche i parametri di progettazione aggiuntivi non possono sempre riflettere tutte le specificità di una particolare stanza. In caso di dubbi sui calcoli, si consiglia di dare la preferenza agli indicatori con valori elevati.

È più semplice quindi ridurre la temperatura dei radiatori utilizzando dispositivi di controllo della temperaturache congelare quando la loro potenza termica è insufficiente.

Successivamente, verrà discusso in dettaglio ciascuno dei coefficienti coinvolti nella formula per il calcolo della potenza termica delle batterie.

Alla fine dell'articolo vengono fornite informazioni sulle caratteristiche dei radiatori pieghevoli realizzati con materiali diversi e viene discussa la procedura per calcolare il numero richiesto di sezioni e le batterie stesse in base al calcolo di base.

Orientamento delle stanze secondo le direzioni cardinali

E nelle giornate più fredde, l’energia del sole influisce comunque sull’equilibrio termico all’interno dell’abitazione.

Il coefficiente “R” della formula per il calcolo della potenza termica dipende dall'orientamento dei locali in una direzione o nell'altra.

1. Camera con finestra a sud - R = 1,0. Durante le ore diurne riceverà il massimo calore esterno aggiuntivo rispetto alle altre stanze. Questo orientamento è considerato quello di base e il parametro aggiuntivo in questo caso è minimo.
2. La finestra è rivolta a ovest - R = 1,0 O R = 1,05 (per zone con giornate invernali corte). Anche questa stanza avrà il tempo di ricevere la sua porzione di luce solare. Anche se il sole apparirà lì nel tardo pomeriggio, la posizione di una stanza del genere è ancora più favorevole di quella orientale e settentrionale.
3. La stanza è orientata ad est - R = 1,1. È improbabile che il luminare invernale nascente abbia il tempo di riscaldare adeguatamente una stanza del genere dall'esterno. La potenza della batteria richiederà watt aggiuntivi. Di conseguenza, aggiungiamo al calcolo una modifica significativa del 10%.
4. Fuori dalla finestra c'è solo il nord - R = 1.1 O R = 1,15 (un residente alle latitudini settentrionali non si sbaglierà se prenderà un ulteriore 15%). In inverno, una stanza del genere non vede affatto la luce solare diretta. Si consiglia pertanto di correggere del 10% in più i calcoli della potenza termica richiesta ai radiatori.

Se nella zona in cui vivi prevalgono venti di una certa direzione, è consigliabile per ambienti con lati sopravvento aumentare R fino al 20% a seconda della forza del soffio (x1,1÷1,2), e per ambienti con pareti parallelamente alle correnti fredde, aumentare il valore di R del 10% (x1,1).

Le stanze con finestre rivolte a nord e ad est, così come le stanze sul lato sopravvento, richiederanno un riscaldamento più potente

Tenendo conto dell'influenza delle pareti esterne

Oltre alla parete su cui sono incassate una o più finestre, anche altre pareti della stanza possono entrare in contatto con il freddo esterno.

Le pareti esterne della stanza determinano il coefficiente “K” della formula di calcolo della potenza termica dei radiatori:

• Un caso tipico è la presenza di un muro stradale in prossimità di una stanza. Qui tutto è semplice con il coefficiente - K = 1,0.
• Due pareti esterne richiederanno il 20% di calore in più per riscaldare la stanza - K = 1,2.
• Ogni parete esterna successiva aggiunge ai calcoli il 10% del trasferimento di calore richiesto. Per tre muri stradali - K = 1,3.
• Anche la presenza di quattro pareti esterne in una stanza aggiunge il 10% - K = 1,4.

A seconda delle caratteristiche della stanza per la quale si esegue il calcolo, è necessario prendere il coefficiente appropriato.

Dipendenza dei radiatori dall'isolamento termico

Un alloggio adeguatamente e affidabile isolato dal freddo invernale consente di ridurre il budget per il riscaldamento dello spazio interno e in modo significativo.

Il grado di isolamento delle pareti stradali è soggetto al coefficiente “U”, che riduce o aumenta la potenza termica calcolata dei dispositivi di riscaldamento:

• U=1,0 - per pareti esterne standard.
• U = 0,85 - se l'isolamento dei muri stradali è stato effettuato secondo un calcolo speciale.
• U = 1,27 - se le pareti esterne non sono sufficientemente resistenti al freddo.

Le pareti realizzate con materiali e spessori adatti al clima sono considerate standard. E anche di spessore ridotto, ma con superficie esterna intonacata o con superficie isolamento termico esterno.

Se l'area della stanza lo consente, puoi farlo isolamento delle pareti dall'interno. E c'è sempre un modo per proteggere le pareti dal freddo esterno.

Una stanza d'angolo ben isolata secondo calcoli speciali fornirà una percentuale significativa di risparmio sui costi di riscaldamento per l'intero spazio abitativo dell'appartamento

Il clima è un fattore importante in aritmetica

Diverse zone climatiche hanno temperature esterne minime diverse.

Nel calcolo della potenza di trasferimento del calore dei radiatori viene fornito un coefficiente “T” per tenere conto delle differenze di temperatura.

Consideriamo i valori di questo coefficiente per varie condizioni climatiche:

• T=1,0 fino a -20°C.
• T=0,9 per inverni con gelate fino a -15 °C
• T=0,7 – fino a -10 °C.
• T=1,1 per gelate fino a -25 °C,
• T=1,3 – fino a -35 °C,
• T=1,5 – sotto i -35°C.

Come possiamo vedere dall'elenco sopra, il clima invernale fino a -20 °C è considerato normale. Per le aree meno fredde viene preso il valore 1.

Per le regioni più calde, questo fattore di calcolo ridurrà il risultato complessivo del calcolo. Ma per le aree con climi rigidi, la quantità di energia termica richiesta dai dispositivi di riscaldamento aumenterà.

Caratteristiche del calcolo delle stanze alte

È chiaro che di due stanze con la stessa superficie, quella con il soffitto più alto avrà bisogno di più calore. Il coefficiente “H” aiuta a tenere conto della correzione per il volume dello spazio riscaldato nel calcolo della potenza termica.

All'inizio dell'articolo si parlava di alcune premesse normative. Questa è considerata una stanza con un soffitto di 2,7 metri o inferiore. Per questo, prendi un valore di coefficiente pari a 1.

Consideriamo la dipendenza del coefficiente H dall'altezza dei soffitti:

• H=1,0 - per soffitti alti 2,7 metri.
• H=1,05 - per ambienti alti fino a 3 metri.
• H = 1,1 - per una stanza con un soffitto fino a 3,5 metri.
• H = 1,15 – fino a 4 metri.
• H = 1,2 - fabbisogno di calore per una stanza più alta.

Come puoi vedere, per stanze con soffitti alti, per ogni mezzo metro di altezza va aggiunto al calcolo il 5%, a partire da 3,5 m.

Secondo la legge della natura, l'aria calda e riscaldata si precipita verso l'alto. Per mescolare l'intero volume, i dispositivi di riscaldamento dovranno lavorare sodo.

A parità di superficie, un ambiente più grande può richiedere un numero aggiuntivo di radiatori collegati all'impianto di riscaldamento

Ruolo progettuale del soffitto e del pavimento

Ridurre la potenza termica delle batterie non è solo positivo pareti esterne coibentate. Il soffitto a contatto con l'ambiente caldo consente inoltre di ridurre al minimo le perdite durante il riscaldamento dell'ambiente.

Il coefficiente “W” nella formula di calcolo serve proprio a questo:

• L=1,0 - se al piano superiore è presente, ad esempio, una mansarda non riscaldata e non isolata.
• W=0,9 - per una mansarda non riscaldata ma isolata o altro locale isolato sovrastante.
• W=0,8 - se la stanza al piano superiore è riscaldata.

L'indicatore W può essere regolato verso l'alto per i locali al primo piano se si trovano al piano terra, sopra un seminterrato o un seminterrato non riscaldato. Quindi i numeri saranno i seguenti: il pavimento è isolato +20% (x1,2); il pavimento non è isolato +40% (x1,4).

La qualità dei telai è la chiave del calore

Un tempo le finestre rappresentavano un punto debole nell’isolamento termico di uno spazio abitativo. I moderni infissi con finestre a doppi vetri hanno notevolmente migliorato la protezione degli ambienti dal freddo della strada.

Il grado di qualità della finestra nella formula per il calcolo della potenza termica è descritto dal coefficiente “G”.

Il calcolo si basa su un telaio standard con finestra a doppio vetro a camera singola, il cui coefficiente è pari a 1.

Consideriamo altre opzioni per l'utilizzo del coefficiente:

• G=1.0 - telaio con serramenti in vetrocamera monocamera.
• Sol=0,85 - se il telaio è dotato di finestra con doppio vetro a due o tre camere.
• Sol = 1,27 - se la finestra ha un vecchio telaio in legno.

Quindi, se la casa ha vecchi telai, la perdita di calore sarà significativa. Pertanto saranno necessarie batterie più potenti. Idealmente, è consigliabile sostituire tali telai, poiché si tratta di costi di riscaldamento aggiuntivi.

Le dimensioni della finestra contano

Seguendo la logica, si può sostenere che quanto maggiore è il numero di finestre nella stanza e quanto più ampia è la loro visuale, tanto più sensibile è la perdita di calore attraverso di esse. Il fattore "X" nella formula per il calcolo della potenza termica richiesta dalle batterie riflette questo.

In una stanza con finestre enormi, i radiatori dovrebbero avere un numero di sezioni corrispondente alla dimensione e alla qualità dei telai

La norma è il risultato della divisione dell'area delle aperture delle finestre per l'area della stanza pari a 0,2-0,3.

Ecco i principali valori del coefficiente X per varie situazioni:

• X = 1,0 - con un rapporto da 0,2 a 0,3.
• X = 0,9 - per il rapporto d'area da 0,1 a 0,2.
• X = 0,8 - con un rapporto fino a 0,1.
• X = 1,1 - se il rapporto delle aree è compreso tra 0,3 e 0,4.
• X = 1,2 - quando è compreso tra 0,4 e 0,5.

Se la metratura delle aperture delle finestre (ad esempio, in stanze con finestre panoramiche) va oltre i rapporti proposti, è ragionevole aggiungere un altro 10% al valore X quando il rapporto delle aree aumenta di 0,1.

La porta della stanza, che in inverno viene regolarmente utilizzata per accedere a un balcone o una loggia aperta, apporta le proprie modifiche al bilancio termico.Per una stanza del genere sarebbe corretto aumentare X di un altro 30% (x1,3).

Le perdite di energia termica possono essere facilmente compensate mediante l'installazione compatta di un convettore ad acqua canalizzata o elettrico sotto l'ingresso del balcone.

Impatto della batteria chiusa

Naturalmente il radiatore meno circondato da vari ostacoli artificiali e naturali emetterà calore meglio. In questo caso, la formula per calcolare la sua potenza termica è stata ampliata grazie al coefficiente “Y”, che tiene conto delle condizioni operative della batteria.

La posizione più comune per i dispositivi di riscaldamento è sotto il davanzale della finestra. In questa posizione, il valore del coefficiente è 1.

Consideriamo le situazioni tipiche per il posizionamento dei radiatori:

• Y=1,0 - proprio sotto il davanzale della finestra.
• Y = 0,9 - se all'improvviso la batteria risulta essere completamente aperta su tutti i lati.
• Y = 1,07 - quando il radiatore è oscurato da una proiezione orizzontale della parete
• Y = 1,12 - se la batteria posizionata sotto il davanzale è coperta da un involucro anteriore.
• Y=1,2 - quando il dispositivo di riscaldamento è bloccato da tutti i lati.

Inoltre le lunghe tende oscuranti abbassate fanno sì che la stanza diventi più fredda.

Il design moderno dei radiatori da riscaldamento ne consente l'utilizzo senza rivestimenti decorativi, garantendo così il massimo trasferimento di calore

Efficienza del collegamento del radiatore

L'efficienza del suo funzionamento dipende direttamente dal metodo di collegamento del radiatore al cablaggio del riscaldamento interno. I proprietari di case spesso sacrificano questo indicatore per il bene della bellezza della stanza. La formula per il calcolo della potenza termica richiesta tiene conto di tutto ciò attraverso il coefficiente “Z”.

Ecco i valori di questo indicatore per varie situazioni:

• Z=1,0 - collegare il radiatore al circuito generale dell'impianto di riscaldamento utilizzando il metodo “diagonale”, che è il più giustificato.
• Z = 1,03 - un'altra, più comune a causa della ridotta lunghezza del rivestimento, è la possibilità di collegamento “lateralmente”.
• Z = 1,13 - il terzo metodo è “dal basso su entrambi i lati”. Grazie ai tubi di plastica, ha rapidamente messo radici nelle nuove costruzioni, nonostante la sua efficienza molto inferiore.
• Z = 1,28 - un altro metodo "dal basso da un lato" molto inefficace. Merita considerazione solo perché alcuni modelli di radiatori sono dotati di unità già pronte con tubi di alimentazione e di ritorno collegati a un punto.

Le prese d'aria installate al loro interno contribuiranno ad aumentare l'efficienza dei dispositivi di riscaldamento, salvando tempestivamente il sistema dalla "messa in onda".

Prima di nascondere i tubi del riscaldamento nel pavimento, utilizzando collegamenti inefficaci della batteria, vale la pena ricordare le pareti e il soffitto

Il principio di funzionamento di qualsiasi dispositivo di riscaldamento dell'acqua si basa sulle proprietà fisiche del liquido caldo di salire verso l'alto e, dopo il raffreddamento, di spostarsi verso il basso.

Pertanto si consiglia vivamente di non utilizzare collegamenti dell'impianto di riscaldamento a radiatori in cui il tubo di mandata è in basso e il tubo di ritorno è in alto.

Esempio pratico di calcolo della potenza termica

Dati iniziali:

1. Una stanza d'angolo senza balcone al secondo piano di una casa a due piani intonacata di blocchi di calcestruzzo in una regione senza vento della Siberia occidentale.
2. Lunghezza locale 5,30 m X larghezza 4,30 m = superficie 22,79 mq.
3. Larghezza finestra 1,30 m X altezza 1,70 m = superficie 2,21 mq.
4. Altezza della stanza = 2,95 m.

Sequenza di calcolo:

Di seguito è riportata una descrizione del calcolo del numero di sezioni del radiatore e del numero richiesto di batterie. Si basa sui risultati ottenuti della potenza termica, tenendo conto delle dimensioni dei luoghi di installazione proposti dei dispositivi di riscaldamento.

Indipendentemente dai risultati, si consiglia di dotare di radiatori non solo le nicchie dei davanzali delle finestre nelle stanze d'angolo. Le batterie devono essere installate vicino a pareti esterne “cieche” o vicino ad angoli soggetti al gelo maggiore sotto l'influenza del freddo stradale.

Potenza termica specifica delle sezioni di batteria

Anche prima di eseguire un calcolo generale del trasferimento di calore richiesto dai dispositivi di riscaldamento, è necessario decidere da quale materiale verranno installate le batterie pieghevoli nei locali.

La scelta dovrebbe basarsi sulle caratteristiche dell'impianto di riscaldamento (pressione interna, temperatura del liquido di raffreddamento). Allo stesso tempo, non dimenticare i costi molto variabili dei prodotti acquistati.

Come calcolare correttamente il numero richiesto di batterie diverse per il riscaldamento verrà discusso ulteriormente.

Ad una temperatura del liquido di raffreddamento di 70 °C, le sezioni standard di 500 mm dei radiatori realizzati in materiali diversi hanno una potenza termica specifica “q” diversa.

1. Ghisa - q = 160 Watt (potenza specifica di una sezione in ghisa). Radiatori da questo metallo adatto a qualsiasi impianto di riscaldamento.
2. Acciaio - q = 85 Watt. Acciaio radiatori tubolari può funzionare nelle condizioni operative più difficili. Le loro sezioni sono belle nella loro lucentezza metallica, ma hanno la potenza termica più bassa.
3. Alluminio - q = 200 Watt. Leggero, estetico radiatori in alluminio deve essere installato solo in impianti di riscaldamento autonomi in cui la pressione è inferiore a 7 atmosfere. Ma le loro sezioni non hanno eguali in termini di trasferimento di calore.
4. Bimetallo - q = 180 Watt. Viscere radiatori bimetallici realizzato in acciaio e la superficie di dissipazione del calore è in alluminio. Queste batterie resistono a tutte le condizioni di pressione e temperatura. Elevato è anche il potere termico specifico dei profilati bimetallici.

I valori indicati di q sono piuttosto arbitrari e vengono utilizzati per calcoli preliminari. Cifre più precise sono contenute nei passaporti dei dispositivi di riscaldamento acquistati.

Calcolo del numero di sezioni del radiatore

I radiatori pieghevoli realizzati con qualsiasi materiale sono buoni perché per ottenere la potenza termica calcolata è possibile aggiungere o sottrarre singole sezioni.

Per determinare il numero richiesto “N” di sezioni della batteria dal materiale selezionato, si segue la formula:

N=Q/q,

Dove:

• Q = potenza termica richiesta precedentemente calcolata dei dispositivi per il riscaldamento dell'ambiente,
• Q = potenza termica specifica di una sezione separata di batterie proposte per l'installazione.

Dopo aver calcolato il numero totale richiesto di sezioni del radiatore nella stanza, è necessario capire quante batterie devono essere installate. Questo calcolo si basa sul confronto delle dimensioni delle località proposte installazione di dispositivi di riscaldamento e le dimensioni della batteria tenendo conto dei collegamenti.

Gli elementi della batteria sono collegati da nippli con filettatura esterna multidirezionale utilizzando una chiave per radiatore e contemporaneamente vengono installate guarnizioni sui giunti

Per i calcoli preliminari, puoi armarti di dati sulla larghezza delle sezioni di diversi radiatori:

• ghisa = 93 mm,
• alluminio = 80 millimetri,
• bimetallico = 82 mm.

Quando realizzano radiatori pieghevoli con tubi di acciaio, i produttori non aderiscono a determinati standard. Se desideri installare tali batterie, dovresti affrontare il problema individualmente.

Puoi anche utilizzare il nostro calcolatore online gratuito per calcolare il numero di sezioni:

Maggiore efficienza di trasferimento del calore

Quando il radiatore riscalda l'aria interna della stanza, si verifica anche un intenso riscaldamento della parete esterna nella zona dietro il radiatore.Ciò porta a ulteriori perdite di calore ingiustificate.

Per aumentare l'efficienza del trasferimento di calore dal radiatore, si propone di recintare il dispositivo di riscaldamento dalla parete esterna con uno schermo termoriflettente.

Il mercato offre molti materiali isolanti moderni con una superficie in lamina termoriflettente. La lamina protegge l'aria calda riscaldata dalla batteria dal contatto con la parete fredda e la convoglia all'interno della stanza.

Per un corretto funzionamento, i limiti del riflettore installato devono superare le dimensioni del radiatore e sporgere di 2-3 cm su ciascun lato. Lo spazio tra il dispositivo di riscaldamento e la superficie di protezione termica deve essere lasciato di 3-5 cm.

Per realizzare uno schermo termoriflettente possiamo consigliare isospan, penofol, alufom. Dal rotolo acquistato viene ritagliato un rettangolo delle dimensioni richieste e fissato al muro nel punto in cui è installato il radiatore.

È preferibile fissare lo schermo che riflette il calore del dispositivo riscaldante alla parete con colla siliconica o chiodi liquidi

Si consiglia di separare il foglio isolante dalla parete esterna con una piccola intercapedine d'aria, ad esempio utilizzando una sottile griglia di plastica.

Se il riflettore è unito da più parti di materiale isolante, le giunzioni lato lamina dovranno essere sigillate con nastro adesivo metallizzato.

Conclusioni e video utile sull'argomento

I cortometraggi presenteranno l'implementazione pratica di alcuni suggerimenti ingegneristici nella vita di tutti i giorni. Nel video seguente potete vedere un esempio pratico di calcolo dei radiatori per il riscaldamento:

La modifica del numero di sezioni del radiatore viene discussa in questo video:

Il seguente video ti spiegherà come montare il riflettore sotto la batteria:

Le competenze acquisite nel calcolo della potenza termica di diversi tipi di radiatori per riscaldamento aiuteranno l'artigiano domestico nella progettazione competente dell'impianto di riscaldamento. E le casalinghe potranno verificare la correttezza del processo di installazione della batteria da parte di specialisti di terze parti.

Hai calcolato autonomamente la potenza delle batterie di riscaldamento per la tua casa? Oppure hai riscontrato problemi derivanti dall'installazione di dispositivi di riscaldamento a bassa potenza? Racconta ai nostri lettori la tua esperienza: lascia commenti qui sotto.