Phương pháp tính toán chính xác các phần pin làm nóng

Điều kiện khí hậu ở hầu hết lãnh thổ của Nga đòi hỏi một hệ thống sưởi đáng tin cậy và hiệu quả để sống thoải mái trong một ngôi nhà hoặc căn hộ. Mặc dù có nhiều cách thay thế khác nhau để sưởi ấm căn phòng, chẳng hạn như sử dụng tấm nền ấm áp hoặc máy sưởi hồng ngoại, bộ tản nhiệt sưởi ấm truyền thống được lắp đặt dưới cửa sổ vẫn được ưa chuộng nhất. Để truyền nhiệt đáp ứng nhu cầu của người tiêu dùng và cung cấp nhiệt độ bình thường trong mùa đông, cần phải tính toán số lượng bộ phận tản nhiệt của lò sưởi, có tính đến một số tiêu chí cụ thể, bao gồm diện tích của phòng và nhiệt. thua.

Các khuyến nghị tính toán và các yêu cầu cơ bản

Bạn không nên mua bộ tản nhiệt với biên độ lớn hoặc một cách ngẫu nhiên. Nếu chúng không đủ mạnh, sẽ không thể duy trì nhiệt độ thoải mái trong phòng vào mùa đông, quá mạnh sẽ dẫn đến chi phí sưởi ấm cao.

Những điều chính cần xem xét:

• diện tích và chiều cao của căn phòng;
• vật liệu làm bộ tản nhiệt;
• số phần tối đa;
• truyền nhiệt của một phần.

Một phần của bộ tản nhiệt bằng gang cung cấp nhiệt truyền 160 W, nếu điều này là không đủ, nhiệt lượng có thể được tăng lên. Chúng bền, không bị ăn mòn, giữ ấm tốt. Tuy nhiên, chúng dễ vỡ, không chịu được các tác động từ đầu nhọn.

Khả năng tản nhiệt của bộ tản nhiệt bằng nhôm vào khoảng 200 watt, chúng có thể chịu được nhiệt độ khoảng 100 ° C và áp suất từ ​​6 đến 16 atm, nhưng dễ bị oxy ăn mòn. Vấn đề này được giải quyết bằng quá trình oxy hóa anot hóa.

Những chiếc lưỡng kim được làm bằng thép ở bên trong và nhôm ở bên trên, do đó chúng kết hợp các tính chất tích cực của cả hai kim loại: chịu mài mòn và truyền nhiệt cao.

Thép - giá cả phải chăng nhất, nhẹ và khá hấp dẫn trong thiết kế. Tuy nhiên, chúng nhanh chóng nguội đi, rỉ sét và không chịu được búa nước.

Dữ liệu tóm tắt cho các loại bộ tản nhiệt khác nhau được trình bày trong bảng:

Khi chọn một bộ tản nhiệt, hãy chắc chắn xem nó được làm bằng vật liệu gì. Tham số này có tác động đáng kể đến các tính toán. Ngoài ra, bạn cần chú ý đến tốc độ truyền nhiệt tối thiểu, vì chỉ có thể truyền nhiệt tối đa ở nhiệt độ tối đa của chất làm mát và điều này cực kỳ hiếm khi xảy ra.

Cách tính số phần tản nhiệt sưởi ấm

Giá trị cơ bản để tính toán công suất yêu cầu của bộ tản nhiệt là diện tích của căn phòng hoặc thể tích của nó. Nhưng các công thức đơn giản được sử dụng để tính toán khi căn phòng không có đặc thù. Trong các trường hợp khác, công thức trở nên phức tạp hơn nhiều.

Mỗi mét vuông

Nếu căn phòng có chiều cao trần tiêu chuẩn là 2,7 m và cũng không khác biệt về các đặc điểm kiến ​​trúc - diện tích lắp kính lớn, trần nhà cao, - bạn có thể sử dụng một công thức đơn giản chỉ tính đến diện tích:

Q = S × 100.

S trong công thức này - diện tích của căn phòng, thường được biết trước từ các tài liệu. Nếu không có dữ liệu này, có thể dễ dàng tính toán nó bằng cách nhân chiều dài của căn phòng với chiều rộng. 100 - số watt cần thiết để sưởi ấm 1 m2 phòng. Q - truyền nhiệt - giá trị thu được do phép nhân.

Sức mạnh của bộ tản nhiệt không tách rời được chỉ ra trong tài liệu. Bạn nên chọn thiết bị có công suất cao hơn một chút so với mức được tính toán. Công thức này phù hợp nếu công suất bộ tản nhiệt được tính cho một phòng trong tòa nhà nhiều tầng với chiều cao trần là 2,65. Cho diện tích của căn phòng này là 20 m2, khi đó nguồn điện của pin là 20 × 100 hoặc 2000 W. Nếu phòng có ban công, giá trị được tăng thêm 20%.

Nếu bạn muốn biết có bao nhiêu phần pin cần thiết trên một mét vuông, giá trị kết quả được chia cho công suất của một phần và số lượng phần cần thiết sẽ thu được để sưởi ấm hiệu quả cho một căn phòng cụ thể. Sử dụng giá trị đã được tính toán để xác định số phần của bộ tản nhiệt bằng gang, bạn nhận được 2000/160 = 12,5 phần. Con số này thường được làm tròn lên, có nghĩa là cần có bộ tản nhiệt bằng gang 13 phần.

Trong các phòng mà nhiệt thất thoát không lớn, cho phép làm tròn xuống. Nhà bếp, ví dụ, có một bếp nấu, đây sẽ là một phương tiện sưởi ấm bổ sung.

Bảng hiển thị các giá trị làm sẵn cho các phòng tiêu chuẩn có kích thước khác nhau:

Bởi âm lượng

Nếu trần nhà cao hơn đáng kể 2,7 m, ví dụ 3,5 m, nên sử dụng một công thức trong tính toán có tính đến chỉ số này ngoài diện tích của căn phòng. Người ta xác định rằng 34 W là cần thiết để sưởi ấm 1 m3 trong một ngôi nhà tấm và 41 W trong một ngôi nhà bằng gạch, vì vậy công thức có dạng sau:

Q = S × h × 41 (34)

Thay thế h thay thế chiều cao của trần nhà bằng mét, thay vì S - diện tích, tương tự như công thức trước. Q - công suất cần thiết của bộ tản nhiệt. Giả sử bạn cần thực hiện một phép tính cho một căn phòng 20 m2 với chiều cao trần là 3,5 m trong một ngôi nhà dạng tấm. Ta được: 20 × 3,5 × 34 = 2380 W. Chúng tôi chia công suất 160 W để tính số phần tản nhiệt sưởi ấm: 2380/160 = 14,875. Yêu cầu pin 15 cell.

Phòng không tiêu chuẩn

Các tính toán phức tạp hơn, có tính đến các thông số phụ, là cần thiết nếu các bức tường của căn phòng tiếp xúc với đường phố, cửa sổ hướng về phía bắc hoặc các bức tường không được cách nhiệt tốt. Ngoài ra, nhiều tham số khác được tính đến bằng một công thức có dạng:

Q = S × 100 × A × B × C × D × E × F × G × H × I × J

Cơ sở vẫn như cũ, nó là S × 100... Các thành phần khác của công thức là hệ số hiệu chỉnh tăng và giảm, tùy thuộc vào một số tính năng của căn phòng.

NHƯNG cho phép bạn tính đến sự mất nhiệt khi có các bức tường đường phố:

• nếu chỉ có một bức tường bên ngoài (đây là bức tường có cửa sổ) - k = 1;
• hai bức tường bên ngoài (phòng góc) - k = 1,2;
• ba bức tường tiếp xúc với đường phố - k = 1,3;
• Bốn bức tường - k = 1,4.

B được sử dụng để tính toán nhiệt năng, tùy thuộc vào phía nào của thế giới mà các cửa sổ của căn phòng hướng về phía thế giới. Khi cửa sổ mở ở phía bắc, mặt trời hoàn toàn không nhìn vào cửa sổ, căn phòng phía đông nhận được ít năng lượng mặt trời hơn, bởi vì các tia lúc mặt trời mọc chưa hoạt động đủ. Trong những trường hợp này k = 1,1... Đối với phòng phía Tây và phía Nam, hệ số này không được tính đến hoặc nó được coi là bằng một.

TỪ có tính đến khả năng giữ nhiệt của tường. Tường bằng hai viên gạch có lớp cách nhiệt bề mặt được lấy làm một đơn vị, ví dụ, có thể là các tấm polystyrene. Đối với tường, các đặc tính cách nhiệt, theo các tính toán ở trên, được sử dụng k = 0,85, cho những bức tường không có lớp cách nhiệt k = 1,27.

D cho phép bạn tính toán công suất của bộ tản nhiệt có tính đến khí hậu. Nhiệt độ trung bình của thập kỷ lạnh nhất trong tháng 1 được tính đến khi tính toán:

• nhiệt độ giảm xuống dưới -35 ° C, k = 1,5;
• dao động từ -35 ° C đến -25 ° C - k = 1,3;
• nếu nó giảm xuống -20 ° C và không thấp hơn - k = 1,1;
• không lạnh hơn -15 ° C - k = 0,9;
• không thấp hơn -10 ° C - k = 0,7.

E Là chiều cao của trần nhà. Đối với phòng có trần cao đến 2,7 m k = 1, I E. nó hoàn toàn không ảnh hưởng đến kết quả.Các giá trị khác được trình bày trong bảng:

F - một hệ số cho phép bạn tính đến loại phòng nằm ở trên trong các tính toán:

• tầng áp mái không có hệ thống sưởi hoặc bất kỳ phòng nào khác không có hệ thống sưởi - k = 1;
• tầng áp mái hoặc mái nhà cách nhiệt - k = 0,9;
• phòng có hệ thống sưởi - k = 0,8.

G thay đổi tổng giá trị theo loại kính:

• khung gỗ đôi tiêu chuẩn - k = 1,27;
• đơn vị kính tiêu chuẩn - k = 1;
• kính hai lớp - k = 0,85.

H - Có tính đến diện tích lắp kính. Nếu cửa sổ lớn, ánh nắng xuyên qua nhiều hơn, nó sẽ làm nóng các đồ vật và không khí trong phòng mạnh hơn. Trước tiên bạn phải chia S cửa sổ trên S phòng. Giá trị kết quả phải được đánh giá theo bảng:

Tôi xác định theo sơ đồ kết nối bộ tản nhiệt.

Kết nối đường chéo:

• đầu vào chất làm mát nóng từ phía trên, đầu ra chất làm mát được làm mát từ bên dưới - k-1;
• lối vào từ bên dưới và lối ra từ bên trên - k = 1,25.

Một phía:

• chất làm mát nóng từ bên trên, làm mát xuống - từ bên dưới - k = 1,03;
• nóng - từ bên dưới, nguội - từ bên trên - k = 1,28;
• nóng và lạnh từ bên dưới - k = 1,28.

Trên hai mặt: nước làm mát nóng và làm mát từ bên dưới - 1,1.

J - phải được sử dụng nếu bộ tản nhiệt bị che khuất một phần hoặc hoàn toàn bởi bệ cửa sổ hoặc màn hình:

• hoàn toàn mở - k = 0,9;
• bệ cửa sổ ở trên cùng - k = 1;
• trong ngách bê tông hoặc gạch - k = 1,07;
• có một ngưỡng cửa sổ ở trên cùng và ở mặt trước của màn hình - k = 1,12;
• được bao phủ bởi một màn hình ở tất cả các mặt - k = 1,2.

Nó vẫn là thay thế tất cả các số trong công thức và tính toán kết quả.

Giả sử bạn muốn tính toán công suất bộ tản nhiệt cho một căn phòng:

• trên tầng hai của một tòa nhà hai tầng với một tầng áp mái cách nhiệt trên cùng;
• diện tích 23 m2;
• diện tích lắp kính 11,2 m2;
• với kính hai lớp;
• với việc lắp hoàn toàn mở của bộ tản nhiệt;
• với hai bức tường bên ngoài;
• có cửa sổ hướng đông;
• với chiều cao trần 3,5 m;
• với những bức tường bằng hai viên gạch không có lớp cách nhiệt;
• với kết nối đáy một mặt cho bộ tản nhiệt;
• nhiệt độ trung bình của thập kỷ lạnh nhất của tháng Giêng là từ -25 ° C đến -35 ° C.

Thay thế các giá trị vào một công thức 23 x 100 x 1,2 x 1,1 x 1,27 x 1,3 x 1,1 x 0,9 x 0,85 x 1,2 x 1,28 x 0,9 = 5830,91 W. Hãy tính số phần 5831/160=36,44... Tốt hơn là chia số này thành hai hoặc ba pin, đảm bảo đặt ít nhất một viên ở bức tường bên ngoài, ngay cả khi không có cửa sổ.

Làm thế nào để tính đến sức mạnh hiệu quả

Công suất hiệu dụng và công suất định mức không giống nhau. Ngay cả khi các tính toán là chính xác, tản nhiệt có thể thấp hơn. Điều này là do sự chênh lệch nhiệt độ yếu. Công suất ấn định do nhà sản xuất công bố thường được chỉ định cho đầu nhiệt độ là 60 ° C, nhưng trong thực tế nó thường là 30-50 ° C. Điều này là do nhiệt độ thấp của chất làm mát trong mạch. Để xác định công suất hiệu dụng của pin, cần nhân truyền nhiệt của nó với chênh lệch nhiệt độ trong hệ thống, sau đó chia cho giá trị bảng tên.

Đầu nhiệt độ được xác định theo công thức T = 1/2 × (Tn + Tk) -TvnỞ đâu

• Tn - nhiệt độ của chất làm mát tại nguồn cung cấp;
• TC - nhiệt độ của chất làm mát ở đầu ra;
• Tvn - nhiệt độ trong phòng.

Nhà sản xuất cho Tn chấp nhận 90 ° C; mỗi TC - 70 ° C, cho Tvn - 20 ° C. Giá trị thực tế có thể khác rất nhiều so với giá trị ban đầu. Trong trường hợp nhiệt độ quá thấp, cần bổ sung 10-15% công suất.

Khuyến nghị cung cấp khả năng điều chỉnh thủ công hoặc tự động nguồn cung cấp chất làm mát cho mỗi bộ tản nhiệt. Điều này sẽ cho phép bạn điều chỉnh nhiệt độ trong tất cả các phòng mà không lãng phí năng lượng nhiệt dư thừa.

Các phương pháp hiệu chỉnh tính toán

Giá trị kết quả của công suất cần thiết của pin có thể và nên được điều chỉnh lên hoặc xuống, vì tổn thất nhiệt có thể tăng lên do sự hiện diện của ban công, hệ thống thông gió tự nhiên, tầng hầm bên dưới và được bù đắp bằng hệ thống sưởi ấm dưới sàn đã lắp đặt, tấm nền ấm , bếp lò hoặc giá hong khăn tắm.

Phương pháp tính toán chính xác

Một phương pháp tính toán khá chính xác, có tính đến hầu hết các thông số quan trọng, được thực hiện theo công thức đã trình bày ở trên. Tuy nhiên, bạn có thể tính toán công suất của bộ tản nhiệt thậm chí chính xác hơn bằng máy tính chuyên dụng. Nó đủ để thay thế các giá trị đã biết.

Tính toán gần đúng

Với các tính toán gần đúng, tổn thất nhiệt sẽ là:

• thông qua hệ thống sưởi ấm và thông gió tự nhiên - 20-25%;
• xuyên qua trần nhà tiếp giáp với mái nhà - 25-30%;
• xuyên tường - 10-15%;
• qua mố - 10-15%;
• qua tầng hầm - 10-15%;
• qua cửa sổ - 10-15%.

Hệ thống sưởi tự động hoạt động trong các ngôi nhà nhỏ kiểu nông thôn và nhà riêng hiệu quả hơn hệ thống sưởi tập trung.

Hiệu quả của hệ thống cũng phụ thuộc vào các tính năng của nó. Hệ thống hai ống hiệu quả hơn hệ thống một ống, vì trong hệ thống sau, mỗi bộ tản nhiệt tiếp theo nhận được nhiều hơn và nhiều chất làm mát được làm mát hơn. Ví dụ: nếu có sáu pin trong hệ thống, số phần ước tính cho pin cuối cùng sẽ cần phải tăng thêm 20%.

Các tính toán chính xác, có tính đến các yêu cầu của SNiP, được thực hiện bởi các chuyên gia. Các tùy chọn tính toán đơn giản có thể được thực hiện độc lập và điều này là khá đủ để xác định công suất cần thiết của pin sưởi ấm trong một ngôi nhà nhỏ hoặc một căn hộ riêng biệt. Điều quan trọng là phải kiểm tra cẩn thận tất cả các dữ liệu để tránh sai lầm.