Beräkning av värmeelement: hur man beräknar nödvändigt antal och effekt på radiatorer

En väl utformad värmeanläggning ger bostaden den nödvändiga temperaturen och det kommer att vara bekvämt i alla rum oavsett väder. Men för att överföra värme till luftrummet i bostadsrummen måste man veta det nödvändiga antalet element, eller hur?

Detta kan fastställas med en beräkning av värmeradiatorer, baserad på beräkningar av värmeeffekten som krävs från de installerade värmeapparaterna.

Har du aldrig gjort sådana beräkningar och är rädd för att göra fel? Vi hjälper dig att förstå formlerna – i artikeln presenteras en detaljerad beräkningsalgoritm, och värdena för de individuella koefficienterna som används i beräkningsprocessen förklaras.

För att göra det lättare för dig att förstå detaljerna i beräkningen har vi valt ut tematiska bildmaterial och användbara videoklipp som förklarar principen för beräkning av värmeapparaternas effekt.

Förenklad beräkning av värmeförlustkompensation

Alla beräkningar baseras på vissa principer. Grunden för beräkningar av erforderlig värmeeffekt från elementen är förståelsen att väl fungerande värmeapparater måste helt kompensera för de värmeförluster som uppstår under deras drift på grund av egenskaperna hos de uppvärmda rummen.

För vardagsrum i ett välisolerat hus som i sin tur ligger i en tempererad klimatzon, kan en förenklad beräkning av värmeförlustkompensation i vissa fall vara tillämplig.

För sådana rum baseras beräkningarna på en normativ effekt på 41 W som krävs för att värma 1 kubikmeter bostadsyta.

För att den värmeenergi som avges från värmeapparaterna ska riktas just mot uppvärmning av rummen, måste väggar, vindar, fönster och golv isoleras.

Formeln för att bestämma värmeeffekten från radiatorerna som krävs för att upprätthålla optimala boendeförhållanden i rummet är som följer:

Q = 41 × V

där V är volymen av det uppvärmda rummet i kubikmeter.

Det erhållna fyrsiffriga resultatet kan uttryckas i kilowatt, genom att förkorta det baserat på 1 kW = 1000 W.

Detaljerad formel för beräkning av värmeeffekt

Vid detaljerade beräkningar av antalet och storleken på värmeelement utgår man vanligtvis från en relativ effekt på 100 W som behövs för normal uppvärmning av 1 m² i ett standardrum.

Formeln för att bestämma den termiska effekt som krävs från värmeanordningarna är:

Q = ( 100 x S ) x R x K x U x T x H x W x G x X x Y x Z

Multiplikatorn S i beräkningarna är inget annat än arean av det uppvärmda rummet, uttryckt i kvadratmeter.

De övriga bokstäverna är olika korrektionsfaktorer, utan vilka beräkningen skulle vara begränsad.

Viktigast vid termiska beräkningar är att komma ihåg talesättet “värme bryter inte ben” och inte vara rädd för att göra fel åt det högre hållet.

Men även ytterligare beräkningsparametrar kan inte alltid återspegla all den specifika karaktären hos ett rum. Det rekommenderas att vid tveksamhet i beräkningarna välja de högre värdena.

Det är lättare att sedan sänka temperaturen på radiatorerna med hjälp av termostatreglerande enheter än att frysa på grund av brist på termisk effekt.

Därefter behandlas var och en av koefficienterna som ingår i formeln för beräkning av den termiska effekten av elementen i detalj.

I slutet av artikeln ges information om egenskaper hos demonterbara radiatorer av olika material, och ordningen för beräkning av erforderligt antal sektioner och själva elementen baserat på grundberäkningen behandlas.

Rummens orientering efter väderstreck

Även under de kallaste dagarna påverkar solens energi den termiska balansen inomhus.

Koefficienten 'R' i formeln för värmeeffektberäkning beror på rummens orientering.

1. Rum med fönster mot söder – R = 1,0. Under dagsljuset kommer det att få maximalt extra yttre värme jämfört med andra rum. Denna orientering anses vara baslinjen och tilläggsparametern är i detta fall minimal.
2. Fönster mot väster – R = 1,0 eller R = 1,05 (för områden med kort vinterdag). Detta rum hinner också få sin andel solljus. Solen kommer visserligen in mot kvällen, men läget är ändå bättre än öster och norr.
3. Rum orienterat mot öster – R = 1,1. Den uppgående vintersolen hinner knappast värma rummet ordentligt utifrån. För radiatoreffekten krävs extra watt. Därför lägger vi till en märkbar korrigering på 10% i beräkningen.
4. Fönster endast mot norr – R = 1,1 eller R = 1,15 (en boende på nordliga breddgrader gör inget misstag om man lägger till 15%). På vintern ser ett sådant rum inget direkt solljus alls. Därför rekommenderas att även korrigera beräkningen av den erforderliga värmeavgivningen från radiatorerna med 10% uppåt.

Om det i bostadsområdet dominerar vindar från ett visst håll, är det lämpligt att för rum på vindsidan öka R med upp till 20% beroende på vindstyrkan (x1,1÷1,2), och för rum med väggar parallella med kalla luftströmmar höja R-värdet med 10% (x1,1).

Rum med fönster mot norr och öster, samt rum på vindsidan, kommer att behöva kraftfullare uppvärmning

Hänsyn till ytterväggars påverkan

Förutom väggen med fönster eller fönster, kan andra väggar i rummet också ha kontakt med utomhuskylan.

Rummets ytterväggar bestämmer koefficienten 'K' i beräkningsformeln för radiatorernas värmeeffekt:

• Att ett rum har en yttervägg är standardfallet. Här är koefficienten enkel – K = 1,0.
• Två ytterväggar kräver 20% mer värme för rummet – K = 1,2.
• Varje ytterligare yttervägg lägger till 10% av den erforderliga värmeavgivningen i beräkningen. För tre ytterväggar – K = 1,3.
• Att ett rum har fyra ytterväggar lägger också till 10% – K = 1,4.

Beroende på rummets egenskaper, för vilket beräkningen utförs, måste man ta lämplig koefficient.

Radiatorens beroende av värmeisolering

Ett hem som är ordentligt och pålitligt isolerat från vinterkylan kan avsevärt minska budgeten för uppvärmning av inomhusutrymmet.

Graden av isolering av ytterväggar styrs av koefficienten «U», som minskar eller ökar den beräknade värmeeffekten för värmeelementen.

• U = 1,0 – för standard ytterväggar.
• U = 0,85 – om isolering av ytterväggar utfördes enligt särskild beräkning.
• U = 1,27 – om ytterväggarna inte är tillräckligt kylbeständiga.

Standard är väggar av material och tjocklek som är lämpliga för klimatet. Även reducerad tjocklek men med putsad yttre yta eller med ytlig extern värmeisolering.

Om rummets yta tillåter, kan man utföra invändig väggisolering. Och det finns alltid ett sätt att skydda väggarna från kyla utifrån.

Ett välisolerat hörnrum enligt särskild beräkning ger en betydande procentandel besparingar på uppvärmningskostnaderna för hela lägenhetens bostadsyta.

Klimat – en viktig faktor i aritmetiken

Olika klimatzoner har olika värden för minimalt låga utomhustemperaturer.

Vid beräkning av radiatorernas värmeavgivningseffekt för att ta hänsyn till temperaturskillnader finns koefficienten «T».

Låt oss titta på värdena för denna koefficient för olika klimatförhållanden:

• T = 1,0 upp till -20 °C.
• T = 0,9 för vintrar med frost ner till -15 °C
• T = 0,7 – upp till -10 °C.
• T = 1,1 för frost ner till -25 °C,
• T = 1,3 – upp till -35 °C,
• T = 1,5 – under -35 °C.

Som vi ser från listan ovan anses normalt vinterväder vara ner till -20 °C. För områden med den lägsta kylan tar man värdet 1.

För varmare regioner kommer denna beräkningskoefficient att sänka det totala resultatet. Men för områden med strängt klimat kommer den erforderliga mängden värmeenergi från värmeelementen att öka.

Särskilda egenskaper vid beräkning av höga rum

Det är uppenbart att av två rum med samma yta kommer det rum med högre tak att kräva mer värme. Koefficienten «H» hjälper till att ta hänsyn till korrigeringen för volymen av det uppvärmda utrymmet i beräkningarna av värmeeffekt.

I början av artikeln nämndes ett visst standardrum. Ett sådant rum anses ha tak på 2,7 meter eller lägre. För det tar man koefficientvärdet 1.

Låt oss titta på beroendet av koefficienten H på takhöjden:

• H = 1,0 – för tak på 2,7 meters höjd.
• H = 1,05 – för rum med höjd upp till 3 meter.
• H = 1,1 – för rum med tak upp till 3,5 meter.
• H = 1,15 – upp till 4 meter.
• H = 1,2 – behovet av värme för ett rum med högre takhöjd.

Som vi ser, för rum med höga tak ska man lägga till 5% för varje halvmeters höjd, från och med 3,5 m.

Enligt naturens lagar stiger varm uppvärmd luft uppåt. För att blanda hela dess volym måste värmarna arbeta ordentligt.

Vid samma area kan ett rum med större volym kräva ett extra antal radiatorer som ansluts till värmesystemet.

Beräkningsroll för tak och golv

Till minskningen av värmeeffekten hos elementen bidrar inte bara väl isolerade ytterväggar. Taket som gränsar till ett varmt rum kan också minimera värmeförlusterna vid uppvärmning av rummet.

Koefficienten «W» i beräkningsformeln är just för att ta hänsyn till detta:

• W = 1,0 – om det ovanför finns till exempel en ouppvärmd, oisolerad vind.
• W = 0,9 – för en ouppvärmd men isolerad vind eller annat isolerat utrymme ovanför.
• W = 0,8 – om rummet en våning upp är uppvärmt.

Indikatorn W kan justeras uppåt för rum på bottenvåningen om de ligger på mark, över en ouppvärmd källare eller sockelutrymme. Då blir siffrorna så här: golvet isolerat +20% (x1,2); golvet inte isolerat +40% (x1,4).

Kvaliteten på fönsterkarmarna – en garanti för värme

Fönster – en gång en svag punkt i värmeisoleringen av bostadsutrymmen. Moderna fönsterkarmar med isolerglas har avsevärt förbättrat skyddet av rum mot utomhuskylan.

Kvalitetsgraden hos fönster i formeln för beräkning av värmeeffekt beskrivs av koefficienten «G».

Beräkningen utgår från en standardkarm med enkelslits isolerglas, vars koefficient är 1.

Låt oss titta på andra tillämpningar av koefficienten:

• G = 1,0 – karm med enkelslits isolerglas.
• G = 0,85 – om ramen har två- eller trekammars isolerglas.
• G = 1,27 – om fönstret har en gammal träkarm.

Så om det finns gamla ramar i huset blir värmeförlusterna betydande. Därför kommer kraftfullare element att behövas. Helst bör sådana ramar bytas ut, eftersom det innebär extra uppvärmningskostnader.

Fönstrets storlek har betydelse

Logiskt sett kan man påstå att ju fler fönster i rummet och ju större deras fönsterarea, desto kännbarare är värmeläckaget genom dem. Koefficienten «X» i formeln för beräkning av den värmeeffekt som krävs från elementen återspeglar just detta.

I ett rum med enorma fönster bör även radiatorerna ha ett antal sektioner som motsvarar fönsterramarnas storlek och kvalitet.

Det är normalt att kvoten mellan fönsteröppningarnas area och rummets area ligger mellan 0,2 och 0,3.

Här följer grundvärdena för koefficienten X för olika situationer:

• X = 1,0 – när förhållandet är mellan 0,2 och 0,3.
• X = 0,9 – när areaförhållandet är mellan 0,1 och 0,2.
• X = 0,8 – när förhållandet är upp till 0,1.
• X = 1,1 – när areaförhållandet är mellan 0,3 och 0,4.
• X = 1,2 – när det är mellan 0,4 och 0,5.

Om fönsteröppningarnas area (till exempel i rum med panoramafönster) ligger utanför de angivna förhållandena, är det rimligt att lägga till 10 % till X‑värdet för varje ökning av areaförhållandet med 0,1.

En dörr i rummet som regelbundet används på vintern för att gå ut till en öppen balkong eller loggia påverkar värmebalansen. För ett sådant rum är det korrekt att öka X med ytterligare 30 % (x1,3).

Värmeförlusterna kan lätt kompenseras genom att installera en kompakt kanalvatten- eller elkonvektor under balkongingången.

Inverkan av elementets täckhet

Självklart avger den radiator som är mindre omgiven av olika konstgjorda och naturliga hinder värme bättre. För detta fall har formeln för beräkning av dess värmekraft utökats med koefficienten ”Y”, som tar hänsyn till radiatorns arbetsförhållanden.

Den vanligaste placeringen av radiatorer är under fönsterbrädan. Vid denna placering är värdet på koefficienten 1.

Här följer typiska situationer för radiatorplacering:

• Y = 1,0 – direkt under fönsterbrädan.
• Y = 0,9 – om radiatorn är helt öppen från alla sidor.
• Y = 1,07 – när radiatorn skyms av ett horisontellt väggutsprång.
• Y = 1,12 – om radiatorn under fönsterbrädan är täckt av en frontkåpa.
• Y = 1,2 – när radiatorn är blockerad från alla sidor.

Långa, täta gardiner som dras för kan också göra att rummet blir kallare.

Modern design av värmeradiatorer gör att de kan användas utan några dekorativa täckningar – vilket säkerställer maximal värmeavgivning.

Effektivitet vid anslutning av radiatorer

Effektiviteten hos en radiator beror direkt på hur den ansluts till rummets värmeledningssystem. Ofta offrar bostadsägare denna prestanda för rummets estetik. Formeln för att beräkna den erforderliga värmeeffekten tar hänsyn till detta genom koefficienten ”Z”.

Här följer värdena för denna koefficient för olika situationer:

• Z = 1,0 – när radiatorn ansluts till värmesystemets gemensamma krets med diagonalanslutning, vilket är det mest motiverade.
• Z = 1,03 – en annan anslutningsmetod, den vanligaste på grund av korta anslutningsledningar, är ”anslutning från sidan”.
• Z = 1,13 – den tredje metoden «underifrån från två sidor». Tack vare plaströr blev den snabbt populär inom nybyggnation, trots betydligt lägre effektivitet.
• Z = 1,28 – ytterligare en, mycket lågeffektiv metod «underifrån från en sida». Den förtjänar övervägande endast för att vissa radiatorer levereras med färdiga enheter för anslutning till en punkt för både framledning och retur.

Inbyggda luftavluftare i värmeelementen kan öka verkningsgraden, eftersom de i tid räddar systemet från att bli luftfyllt.

Innan du gömmer värmerören i golvet med ineffektiva batterianslutningar, bör du tänka på väggar och tak.

Funktionsprincipen för alla vattenburna värmeapparater bygger på den fysiska egenskapen att varm vätska stiger uppåt och efter avkylning rör sig nedåt.

Därför rekommenderas starkt att inte använda anslutningar där framledningsröret är nedtill och returröret upptill.

Praktiskt exempel på beräkning av värmeeffekt

Grunddata:

1. Hörnrum utan balkong på andra våningen i ett tvåvåningshus av slaggblock med puts, i ett vindstilla område i västra Sibirien.
2. Rummets längd 5,30 m x bredd 4,30 m = yta 22,79 kvm.
3. Fönsterbredd 1,30 m x höjd 1,70 m = yta 2,21 kvm.
4. Rumshöjd = 2,95 m.

Beräkningsordning:

Nedan följer en beskrivning av beräkningen av antal radiatorsektioner och erforderligt antal element. Den baseras på de erhållna resultaten av värmeeffekter med hänsyn till måtten på de planerade installationsplatserna för värmeapparaterna.

Oavsett resultat rekommenderas att i hörnrum förse inte bara fönsternischer utan även väggar nära blinda ytterväggar eller hörn som utsätts för störst nedkylning från utomhuskylan med radiatorer. Batterier bör installeras vid dessa platser.

Specifik värmeeffekt för batterisektioner

Innan den allmänna beräkningen av den erforderliga värmeeffekten för värmeapparaterna utförs, måste du bestämma vilket material de demonterbara batterierna i rummen ska vara tillverkade av.

Valet bör baseras på egenskaperna hos värmesystemet (inre tryck, värmevätskans temperatur). Glöm inte att kostnaderna för de köpta produkterna varierar kraftigt.

Om hur man korrekt beräknar det nödvändiga antalet olika radiatorer för uppvärmning, kommer vi att prata om härnäst.

Vid en värmebärare på 70 °C har standard 500 mm sektioner av radiatorer av olika material olika specifik värmekraft «q».

1. Gjutjärn – q = 160 Watt (specifik effekt för en gjutjärnssektion). Radiatorer av denna metall passar för alla värmesystem.
2. Stål – q = 85 Watt. Stål rörradiatorer kan arbeta under de tuffaste driftsförhållandena. Deras sektioner är vackra i sin metallglans men har den lägsta värmeavledningen.
3. Aluminium – q = 200 Watt. Lätta, estetiska aluminiumradiatorer ska endast installeras i autonoma värmesystem där trycket är mindre än 7 atmosfärer. Men när det gäller värmeavgivning har deras sektioner ingen motsvarighet.
4. Bimetall – q = 180 Watt. Insidan av bimetallradiatorer är gjord av stål, och värmeavledande yta är av aluminium. Dessa radiatorer tål alla tryck- och temperaturförhållanden. Den specifika värmeeffekten hos bimetallsektioner är också hög.

De angivna q-värdena är ganska ungefärliga och används för preliminär beräkning. Mer exakta siffror finns i specifikationerna för de inköpta värmeanordningarna.

Beräkning av antalet radiatorsektioner

Demonterbara radiatorer av vilket material som helst är bra eftersom man kan lägga till eller ta bort enskilda sektioner för att uppnå deras beräknade värmeeffekt.

För att bestämma det nödvändiga antalet «N» sektioner av radiatorer av det valda materialet används formeln:

N = Q / q,

Där:

• Q = den tidigare beräknade erforderliga värmeeffekten för apparaterna för att värma rummet,
• q = den specifika värmeeffekten för en enskild sektion av de radiatorer som planeras att installeras.

Efter att ha beräknat det totala antalet radiatorsektioner i rummet måste man förstå hur många radiatorer som behöver installeras totalt. Denna beräkning baseras på en jämförelse av måtten på de tänkta platserna för installation av värmeanordningar och radiatorernas storlek med hänsyn till röranslutningar.

Radiatorns element ansluts med nipplar med motsatt utvändig gänga med hjälp av en radiatorskruvnyckel, samtidigt sätts packningar i skarvarna.

För preliminära beräkningar kan du ta hjälp av uppgifter om bredden på olika radiators sektioner:

• gjutjärns = 93 mm,
• aluminium = 80 mm,
• bimetall = 82 mm.

Vid tillverkning av demonterbara radiatorer av stålrör håller sig tillverkarna inte till vissa standarder. Om du vill installera sådana radiatorer bör du närma dig frågan individuellt.

Du kan också använda vår kostnadsfria online-kalkylator för att beräkna antalet sektioner:

Ökning av värmeavgivningseffektivitet

När radiatorn värmer rumsluften sker även en intensiv uppvärmning av ytterväggen bakom radiatorn. Detta leder till ytterligare oberättigade värmeförluster.

För att öka radiatorns värmeavgivningseffektivitet föreslås att värmeelementet avskärmas från ytterväggen med en värme reflekterande skärm.

Marknaden erbjuder många moderna isoleringsmaterial med värme reflekterande folieyta. Folien skyddar den varma luften som värmts av radiatorn från kontakt med den kalla väggen och leder den in i rummet.

För korrekt funktion måste den installerade reflektorns gränser överskrida radiatorns dimensioner och sticka ut 2-3 cm på varje sida. Mellanrummet mellan värmeelementet och värmeskyddsytan bör vara 3-5 cm.

För tillverkning av en värme reflekterande skärm kan man rekommendera izospan, penofol, alufom. Av den inköpta rullen skärs en rektangel i lämplig storlek ut och fästs på väggen där radiatorn ska installeras.

Fäst skärmen som reflekterar värme från värmeelementet på väggen bäst med silikonlim eller med flytande spik.

Det rekommenderas att separera isoleringsskivan från ytterväggen med ett litet luftspalt, till exempel med hjälp av ett tunt plastgaller.

Om reflektorn består av flera delar av isoleringsmaterial måste fogarna på foliesidan tejpas med metalliserad tejp.

Slutsatser och användbar video om ämnet

Små filmer visar den praktiska tillämpningen av några tekniska råd i vardagen. I följande video kan du se ett praktiskt exempel på beräkning av värmeelement:

Ändring av antalet sektioner på radiatorer visas i den här videon:

Nästa video berättar om hur man monterar en reflektor under elementet:

De förvärvade färdigheterna i att beräkna termisk effekt för olika typer av värmeradiatorer hjälper hemmafixaren att korrekt utforma värmesystemet. Och hemmafruar kan kontrollera riktigheten i installationsprocessen av batterier av tredje parts specialister.

Har du ägnat dig åt att självständigt beräkna effekten av värmeelementen för ditt hem? Eller har du stött på problem som uppstått till följd av installation av underdimensionerade värmeenheter? Berätta om dina erfarenheter för våra läsare – lämna gärna kommentarer nedan.