Cálculo de radiadores de calefacción: cómo calcular la cantidad requerida y la potencia de las baterías.

Un sistema de calefacción bien diseñado proporcionará a la vivienda la temperatura necesaria y todas las habitaciones serán cómodas en cualquier clima.Pero para transferir calor al espacio aéreo de las viviendas, es necesario saber la cantidad necesaria de baterías, ¿verdad?

Esto ayudará a calcular los radiadores de calefacción, basándose en los cálculos de la potencia térmica requerida por los dispositivos de calefacción instalados.

¿Nunca has hecho esos cálculos y tienes miedo de cometer errores? Le ayudaremos a comprender las fórmulas: el artículo analiza un algoritmo de cálculo detallado y analiza los valores de los coeficientes individuales utilizados en el proceso de cálculo.

Para que le resulte más fácil comprender las complejidades del cálculo, hemos seleccionado materiales fotográficos temáticos y videos útiles que explican el principio de calcular la potencia de los dispositivos de calefacción.

Cálculo simplificado de compensación de pérdida de calor.

Cualquier cálculo se basa en ciertos principios. Los cálculos de la potencia térmica requerida de las baterías se basan en el entendimiento de que los dispositivos de calefacción que funcionan bien deben compensar completamente las pérdidas de calor que se producen durante su funcionamiento debido a las características de las instalaciones con calefacción.

Para salas de estar ubicadas en una casa bien aislada, ubicada, a su vez, en una zona de clima templado, en algunos casos es adecuado un cálculo simplificado de compensación por fugas de calor.

Para tales locales, los cálculos se basan en la potencia estándar de 41 W necesaria para calentar 1 metro cúbico. espacio vital.

Para que la energía térmica emitida por los dispositivos de calefacción se dirija específicamente a calentar el local, es necesario aislar paredes, áticos, ventanas y suelos.

La fórmula para determinar la potencia térmica de los radiadores necesaria para mantener las condiciones óptimas de vida en una habitación es la siguiente:

Q = 41xV,

Dónde V – volumen de la habitación calentada en metros cúbicos.

El resultado resultante de cuatro dígitos se puede expresar en kilovatios, reduciéndolo a razón de 1 kW = 1000 W.

Fórmula detallada para calcular la potencia térmica.

Al realizar cálculos detallados del número y tamaño de los radiadores de calefacción, se acostumbra partir de la potencia relativa de 100 W necesaria para calentar normalmente 1 m² de una determinada habitación estándar.

La fórmula para determinar la potencia térmica requerida de los dispositivos de calefacción es la siguiente:

Q = ( 100 x S ) x R x K x U x T x Alto x An x G x X x Y x Z

Factor S en los cálculos, nada más que el área de la habitación con calefacción, expresada en metros cuadrados.

Las letras restantes son varios factores de corrección, sin los cuales el cálculo será limitado.

Lo principal a la hora de hacer cálculos térmicos es recordar el dicho “el calor no rompe los huesos” y no tener miedo de cometer un gran error.

Pero incluso los parámetros de diseño adicionales no siempre pueden reflejar todas las características específicas de una habitación en particular. En caso de duda sobre los cálculos, se recomienda dar preferencia a indicadores con valores grandes.

Entonces es más fácil reducir la temperatura de los radiadores utilizando dispositivos de control de temperaturaque congelarse cuando su potencia térmica es insuficiente.

A continuación, se comenta detalladamente cada uno de los coeficientes que intervienen en la fórmula para calcular la potencia térmica de las baterías.

Al final del artículo, se brinda información sobre las características de los radiadores plegables hechos de diferentes materiales, y se analiza el procedimiento para calcular el número requerido de secciones y las baterías en sí, basándose en el cálculo básico.

Orientación de las habitaciones según los puntos cardinales.

Y en los días más fríos, la energía del sol todavía influye en el equilibrio térmico del interior del hogar.

El coeficiente "R" de la fórmula para calcular la potencia térmica depende de la orientación de las habitaciones en una dirección u otra.

1. Habitación con ventana al sur - R = 1,0. Durante las horas del día, recibirá el máximo calor externo adicional en comparación con otras habitaciones. Esta orientación se toma como básica y el parámetro adicional en este caso es mínimo.
2. La ventana mira al oeste - R = 1,0 o R = 1,05 (para zonas con días cortos de invierno). Esta habitación también tendrá tiempo de recibir su porción de luz solar. Aunque el sol aparecerá allí al final de la tarde, la ubicación de dicha habitación es aún más favorable que las del este y del norte.
3. La habitación está orientada al este - R = 1,1. Es poco probable que la luminaria invernal en ascenso tenga tiempo de calentar adecuadamente una habitación así desde el exterior. La energía de la batería requerirá vatios adicionales. En consecuencia, añadimos una modificación significativa del 10% al cálculo.
4. Fuera de la ventana solo hay norte - R = 1,1 o R = 1,15 (un residente de las latitudes del norte no se equivocará si toma un 15% adicional). En invierno, una habitación así no recibe luz solar directa en absoluto. Por lo tanto, se recomienda ajustar los cálculos de la producción de calor requerida de los radiadores en un 10% hacia arriba.

Si en la zona donde vives predominan vientos de cierta dirección, es recomendable para habitaciones con lados de barlovento aumentar R hasta un 20% dependiendo de la fuerza del golpe (x1,1÷1,2), y para habitaciones con paredes En paralelo a las corrientes frías, aumentar el valor de R en un 10% (x1,1).

Las habitaciones con ventanas orientadas al norte y al este, así como las habitaciones del lado de barlovento, necesitarán una calefacción más potente.

Teniendo en cuenta la influencia de las paredes exteriores.

Además de la pared con ventana o ventanas integradas, otras paredes de la habitación también pueden tener contacto con el frío exterior.

Las paredes exteriores de la habitación determinan el coeficiente "K" de la fórmula de cálculo de la potencia térmica de los radiadores:

• La presencia de una pared de calle cerca de una habitación es un caso típico. Aquí todo es simple con el coeficiente - K = 1,0.
• Dos paredes exteriores requerirán un 20% más de calor para calentar la habitación. K = 1,2.
• Cada pared exterior posterior agrega a los cálculos el 10% de la transferencia de calor requerida. Por tres paredes de la calle - K = 1,3.
• La presencia de cuatro paredes exteriores en una habitación también añade un 10%. K = 1,4.

Dependiendo de las características de la habitación para la que se realiza el cálculo, se debe tomar el coeficiente adecuado.

Dependencia de los radiadores del aislamiento térmico.

Una vivienda aislada de forma adecuada y fiable del frío invernal permite reducir significativamente el presupuesto para calentar el espacio interior.

El grado de aislamiento de las paredes de la calle está sujeto al coeficiente "U", que reduce o aumenta la potencia térmica calculada de los dispositivos de calefacción:

• U=1,0 - para paredes exteriores estándar.
• U = 0,85 - si el aislamiento de las paredes de la calle se realizó según un cálculo especial.
• U = 1,27 - si las paredes exteriores no son lo suficientemente resistentes al frío.

Las paredes fabricadas con materiales y espesores apropiados para el clima se consideran estándar. Y también de espesor reducido, pero con la superficie exterior enlucida o con una superficie aislamiento térmico exterior.

Si el área de la habitación lo permite, entonces puedes hacer aislamiento de paredes desde el interior. Y siempre hay una manera de proteger las paredes del frío exterior.

Una habitación de esquina bien aislada según cálculos especiales proporcionará un importante ahorro porcentual en los costos de calefacción para todo el espacio habitable del apartamento.

El clima es un factor importante en la aritmética.

Las diferentes zonas climáticas tienen diferentes temperaturas mínimas exteriores.

Al calcular la potencia de transferencia de calor de los radiadores, se proporciona un coeficiente "T" para tener en cuenta las diferencias de temperatura.

Consideremos los valores de este coeficiente para diversas condiciones climáticas:

• T=1,0 hasta -20 ºC.
• T=0,9 para inviernos con heladas de hasta -15 °C
• T=0,7 – hasta -10 °C.
• T=1,1 para heladas de hasta -25 °C,
• T=1,3 – hasta -35 °C,
• T=1,5 – por debajo de -35 °C.

Como podemos ver en la lista anterior, un clima invernal de hasta -20 °C se considera normal. Para áreas con menos frío, se toma un valor de 1.

Para las regiones más cálidas, este factor de cálculo reducirá el resultado general del cálculo. Pero en áreas de climas severos, aumentará la cantidad de energía térmica requerida por los dispositivos de calefacción.

Características del cálculo de habitaciones altas.

Está claro que de dos habitaciones de la misma superficie, la que tenga el techo más alto necesitará más calor. El coeficiente "H" ayuda a tener en cuenta la corrección por el volumen del espacio calentado al calcular la potencia térmica.

Al principio del artículo se mencionó unas determinadas premisas regulatorias. Se considera una habitación con un techo de 2,7 metros o menos. Para ello, tome un valor de coeficiente igual a 1.

Consideremos la dependencia del coeficiente H de la altura de los techos:

• Alto=1,0 - para techos de 2,7 metros de altura.
• Alto=1,05 - para habitaciones de hasta 3 metros de altura.
• H = 1,1 - para una habitación con un techo de hasta 3,5 metros.
• H = 1,15 – hasta 4 metros.
• H = 1,2 - necesidad de calor para una habitación más alta.

Como ves, para habitaciones con techos altos se debe añadir al cálculo un 5% por cada medio metro de altura, a partir de 3,5 m.

Según la ley de la naturaleza, el aire caliente y caliente se eleva hacia arriba. Para mezclar todo su volumen, los dispositivos de calefacción tendrán que trabajar duro.

Con la misma superficie de local, una habitación más grande puede requerir una cantidad adicional de radiadores conectados al sistema de calefacción.

Papel de diseño del techo y el suelo.

Reducir la potencia térmica de las baterías no sólo es bueno paredes exteriores aisladas. El techo en contacto con la habitación cálida también permite minimizar las pérdidas al calentar la habitación.

El coeficiente "W" en la fórmula de cálculo es precisamente para prever esto:

• W=1,0 - si en el piso de arriba hay, por ejemplo, un ático sin calefacción ni aislamiento.
• P=0,9 - para un ático sin calefacción pero aislado u otra habitación aislada arriba.
• P=0,8 - si la habitación del piso superior tiene calefacción.

El indicador W se puede ajustar hacia arriba para las habitaciones del primer piso si están ubicadas en el suelo, sobre un sótano sin calefacción o un sótano. Entonces los números serán los siguientes: el suelo está aislado +20% (x1,2); el suelo no está aislado +40% (x1,4).

La calidad de las monturas es la clave de la calidez.

Las ventanas alguna vez fueron un punto débil en el aislamiento térmico de una vivienda. Los marcos modernos con ventanas de doble acristalamiento han mejorado significativamente la protección de las habitaciones contra el frío de la calle.

El grado de calidad de la ventana en la fórmula para calcular la potencia térmica se describe mediante el coeficiente "G".

El cálculo se basa en un marco estándar con una ventana de doble acristalamiento de una sola cámara, cuyo coeficiente es igual a 1.

Consideremos otras opciones para usar el coeficiente:

• G=1,0 - marco con ventanas de doble acristalamiento de una sola cámara.
• G=0,85 - si el marco está equipado con una unidad de doble acristalamiento de dos o tres cámaras.
• G = 1,27 - si la ventana tiene un marco de madera antiguo.

Entonces, si la casa tiene marcos viejos, la pérdida de calor será significativa. Por tanto, se necesitarán baterías más potentes. Idealmente, es aconsejable reemplazar dichos marcos, ya que suponen costes de calefacción adicionales.

El tamaño de la ventana importa

Siguiendo la lógica, se puede argumentar que cuanto mayor sea el número de ventanas en una habitación y cuanto más amplia sea su vista, más sensible será la fuga de calor a través de ellas. El factor "X" en la fórmula para calcular la potencia térmica requerida de las baterías refleja esto.

En una habitación con grandes ventanales, los radiadores deben tener un número de secciones correspondiente al tamaño y calidad de los marcos.

La norma es el resultado de dividir el área de las aberturas de las ventanas por el área de la habitación, igual a 0,2 a 0,3.

A continuación se muestran los principales valores del coeficiente X para diversas situaciones:

• X = 1,0 - en una proporción de 0,2 a 0,3.
• X = 0,9 - para relación de área de 0,1 a 0,2.
• X = 0,8 - con una proporción de hasta 0,1.
• X = 1,1 - si la relación de área es de 0,3 a 0,4.
• X = 1,2 - cuando es de 0,4 a 0,5.

Si el metraje de las aberturas de las ventanas (por ejemplo, en habitaciones con ventanas panorámicas) va más allá de las proporciones propuestas, es razonable agregar otro 10% al valor X cuando la proporción del área aumenta en 0,1.

La puerta de la habitación, que en invierno se utiliza habitualmente para acceder a un balcón o logia abierta, realiza sus propios ajustes en el equilibrio térmico.Para una habitación así, sería correcto aumentar X en otro 30% (x1,3).

Las pérdidas de energía térmica se pueden compensar fácilmente mediante la instalación compacta de un convector eléctrico o de agua corriente debajo de la entrada al balcón.

Impacto de la batería cerrada

Por supuesto, el radiador que esté menos rodeado de diversos obstáculos artificiales y naturales desprenderá mejor el calor. En este caso, la fórmula para calcular su potencia térmica se ha ampliado gracias al coeficiente “Y”, que tiene en cuenta las condiciones de funcionamiento de la batería.

La ubicación más común para los dispositivos de calefacción es debajo del alféizar de la ventana. En esta posición, el valor del coeficiente es 1.

Consideremos situaciones típicas para la colocación de radiadores:

• Y=1,0 - justo debajo del alféizar de la ventana.
• Y = 0,9 - si de repente la batería está completamente abierta por todos lados.
• Y = 1,07 - cuando el radiador queda oculto por una proyección horizontal de la pared
• Y = 1,12 - si la batería situada debajo del alféizar de la ventana está cubierta con una carcasa frontal.
• Y=1,2 - cuando el dispositivo de calefacción está bloqueado por todos lados.

Las cortinas opacas largas bajadas también hacen que la habitación se enfríe.

El diseño moderno de los radiadores de calefacción permite su uso sin revestimientos decorativos, garantizando así la máxima transferencia de calor.

Eficiencia de conexión del radiador

La eficiencia de su funcionamiento depende directamente del método de conexión del radiador al cableado de calefacción interior. Los propietarios a menudo sacrifican este indicador por la belleza de la habitación. La fórmula para calcular la potencia térmica requerida tiene todo esto en cuenta mediante el coeficiente “Z”.

A continuación se muestran los valores de este indicador para diversas situaciones:

• Z=1,0 - conectar el radiador al circuito general del sistema de calefacción mediante la técnica “diagonal”, que es la más justificada.
• Z = 1,03 - otra, más común debido a la corta longitud del revestimiento, es la opción de conectar “desde el lateral”.
• Z = 1,13 - el tercer método es "desde abajo por ambos lados". Gracias a los tubos de plástico, se arraigó rápidamente en las nuevas construcciones, a pesar de su eficiencia mucho menor.
• Z = 1,28 - otro método muy ineficaz "desde abajo, por un lado". Merece consideración solo porque algunos diseños de radiadores están equipados con unidades prefabricadas con tuberías de suministro y retorno conectadas a un punto.

Las salidas de aire instaladas en ellos ayudarán a aumentar la eficiencia de los dispositivos de calefacción, lo que evitará rápidamente que el sistema se "ventile".

Antes de esconder las tuberías de calefacción en el suelo mediante conexiones de batería ineficaces, conviene recordar las paredes y el techo.

El principio de funcionamiento de cualquier dispositivo para calentar agua se basa en las propiedades físicas del líquido caliente de ascender y, después de enfriarse, descender.

Por lo tanto, se recomienda encarecidamente no utilizar conexiones del sistema de calefacción a radiadores en las que el tubo de suministro esté en la parte inferior y el tubo de retorno en la parte superior.

Ejemplo práctico de cálculo de potencia térmica.

Datos iniciales:

1. Una habitación esquinera sin balcón en el segundo piso de una casa revocada de bloques de hormigón de dos pisos en una región tranquila de Siberia occidental.
2. Longitud de la habitación 5,30 m X ancho 4,30 m = área 22,79 m2.
3. Ancho de ventana 1,30 m X alto 1,70 m = área 2,21 m2.
4. Altura de la habitación = 2,95 m.

Secuencia de cálculo:

A continuación se muestra una descripción del cálculo de la cantidad de secciones del radiador y la cantidad requerida de baterías. Se basa en los resultados obtenidos de la potencia térmica, teniendo en cuenta las dimensiones de los lugares de instalación propuestos para los dispositivos de calefacción.

Independientemente de los resultados, se recomienda equipar no solo los nichos de los alféizares de las ventanas con radiadores en las habitaciones de las esquinas. Las baterías deben instalarse cerca de paredes exteriores "ciegas" o cerca de esquinas expuestas a fuertes heladas bajo la influencia del frío de la calle.

Potencia térmica específica de las secciones de la batería.

Incluso antes de realizar un cálculo general de la transferencia de calor requerida de los dispositivos de calefacción, es necesario decidir de qué material se instalarán las baterías plegables en las instalaciones.

La elección debe basarse en las características del sistema de calefacción (presión interna, temperatura del refrigerante). Al mismo tiempo, no se olvide de los costos muy variables de los productos adquiridos.

Se discutirá más a fondo cómo calcular correctamente la cantidad requerida de diferentes baterías para calefacción.

A una temperatura del refrigerante de 70 °C, las secciones estándar de 500 mm de radiadores fabricados con materiales diferentes tienen una potencia térmica específica “q” desigual.

1. Hierro fundido - q = 160 vatios (potencia específica de una sección de hierro fundido). Radiadores de este metal Apto para cualquier sistema de calefacción.
2. Acero - q = 85 vatios. Acero radiadores tubulares Puede funcionar en las condiciones de funcionamiento más duras. Sus secciones son hermosas con su brillo metálico, pero tienen la menor transferencia de calor.
3. Aluminio - q = 200 vatios. Ligero, estético radiadores de aluminio debe instalarse únicamente en sistemas de calefacción autónomos en los que la presión sea inferior a 7 atmósferas. Pero sus secciones no tienen igual en términos de transferencia de calor.
4. bimetálico - q = 180 vatios. Entrañas radiadores bimetálicos hecho de acero y la superficie disipadora de calor está hecha de aluminio. Estas baterías resistirán todas las condiciones de presión y temperatura. La potencia térmica específica de los perfiles bimetálicos también es elevada.

Los valores dados de q son bastante arbitrarios y se utilizan para cálculos preliminares. Se encuentran cifras más precisas en los pasaportes de los dispositivos de calefacción adquiridos.

Cálculo del número de secciones del radiador.

Los radiadores plegables hechos de cualquier material son buenos porque para alcanzar su potencia térmica calculada, puede sumar o restar secciones individuales.

Para determinar el número requerido “N” de secciones de batería del material seleccionado, se sigue la fórmula:

N=Q/q,

Dónde:

• q = potencia térmica requerida previamente calculada de los dispositivos para calentar la habitación,
• q = potencia térmica específica de una sección separada de baterías propuestas para instalación.

Habiendo calculado el número total requerido de secciones de radiadores en la habitación, debe comprender cuántas baterías se deben instalar. Este cálculo se basa en una comparación de las dimensiones de las ubicaciones propuestas. instalación de dispositivos de calefacción y tamaños de batería teniendo en cuenta las conexiones.

Los elementos de la batería se conectan mediante niples con roscas externas multidireccionales mediante una llave para radiadores, y al mismo tiempo se instalan juntas en las juntas.

Para cálculos preliminares, puede armarse con datos sobre el ancho de las secciones de diferentes radiadores:

• hierro fundido = 93 milímetros,
• aluminio = 80 milímetros,
• bimetálico = 82 mm.

Al fabricar radiadores plegables a partir de tubos de acero, los fabricantes no cumplen con ciertos estándares. Si desea instalar este tipo de baterías, debe abordar el problema de forma individual.

También puedes utilizar nuestra calculadora online gratuita para calcular el número de secciones:

Mayor eficiencia de transferencia de calor.

Cuando el radiador calienta el aire interior de la habitación, también se produce un intenso calentamiento de la pared exterior en la zona detrás del radiador.Esto provoca pérdidas de calor adicionales injustificadas.

Para aumentar la eficiencia de la transferencia de calor desde el radiador, se propone cercar el dispositivo de calefacción de la pared exterior con una pantalla reflectante de calor.

En el mercado se ofrecen muchos materiales aislantes modernos con una superficie de lámina reflectante del calor. La lámina protege el aire caliente calentado por la batería del contacto con la pared fría y lo dirige hacia el interior de la habitación.

Para un funcionamiento adecuado, los límites del reflector instalado deben exceder las dimensiones del radiador y sobresalir de 2 a 3 cm a cada lado. El espacio entre el dispositivo calefactor y la superficie de protección térmica debe dejarse entre 3 y 5 cm.

Para hacer una pantalla que refleje el calor, podemos recomendar isospan, penofol, alufom. Se corta un rectángulo de las dimensiones requeridas del rollo comprado y se fija en la pared en el lugar donde está instalado el radiador.

Lo mejor es fijar la pantalla que refleja el calor del dispositivo calefactor en la pared con pegamento de silicona o clavos líquidos.

Se recomienda separar la lámina aislante de la pared exterior con un pequeño espacio de aire, por ejemplo utilizando una fina rejilla de plástico.

Si el reflector se une con varias piezas de material aislante, las juntas del lado de la lámina deben sellarse con cinta adhesiva metalizada.

Conclusiones y vídeo útil sobre el tema.

Los cortometrajes presentarán la implementación práctica de algunos consejos de ingeniería en la vida cotidiana. En el siguiente vídeo podéis ver un ejemplo práctico de cálculo de radiadores de calefacción:

En este vídeo se analiza cómo cambiar el número de secciones del radiador:

El siguiente vídeo le indicará cómo montar el reflector debajo de la batería:

Las habilidades adquiridas para calcular la potencia térmica de diferentes tipos de radiadores de calefacción ayudarán al artesano del hogar a diseñar correctamente un sistema de calefacción. Y las amas de casa podrán comprobar la exactitud del proceso de instalación de la batería por parte de especialistas externos.

¿Ha calculado usted mismo la potencia de las baterías de calefacción de su hogar? ¿O ha tenido problemas derivados de la instalación de aparatos de calefacción de baja potencia? Cuéntele a nuestros lectores su experiencia; deje sus comentarios a continuación.