Kütteradiaatorite arvutus: kuidas arvutada vajalik kogus ja võimsus

Hästi paigaldatud küttesüsteem tagab eluasemele vajaliku temperatuuri ja igas toas on igasuguse ilmaga mugav. Kuid selleks, et soojust üle kanda eluruumide õhuruumi, on vaja teada vajalikku radiaatorite arvu, eks ole?

Selle väljaselgitamisel aitab kütteradiaatorite arvutus, mis põhineb paigaldatavate kütteseadmete nõutava soojusvõimsuse arvutustel.

Te pole kunagi teinud selliseid arvutusi ja kardate eksida? Me aitame valemites selgusele jõuda – artiklis on käsitletud üksikasjalik arvutusalgoritm, lahatud arvutustes kasutatavate üksikute koefitsientide väärtusi.

Et Teil oleks lihtsam arvutamise peensustest aru saada, oleme valinud teemakohased fotomaterjalid ja kasulikud videoklipid, mis selgitavad kütteseadmete võimsuse arvutamise põhimõtet.

Lihtsustatud soojuskadude kompenseerimise arvutus

Kõik arvutused põhinevad teatud põhimõtetel. Radiaatorite nõutava soojusvõimsuse arvutuste aluseks on arusaam, et hästi töötavad kütteseadmed peavad täielikult kompenseerima soojuskaod, mis tekivad nende töö käigus köetavate ruumide iseärasuste tõttu.

Elutubade jaoks, mis asuvad hästi isoleeritud majas, mis omakorda asub parasvöötmes, sobib mõnel juhul lihtsustatud soojuslekke kompenseerimise arvutus.

Selliste ruumide arvutused põhinevad normatiivsel võimsusel 41 W, mida on vaja 1 m³ elamispinna kütmiseks.

Selleks, et kütteseadmete poolt kiirgav soojusenergia suunataks just ruumide kütmisele, on vaja isoleerida seinad, pööningud, aknad ja põrandad

Radiaatorite soojusvõimsuse määramise valem, mis on vajalik ruumis optimaalsete elutingimuste säilitamiseks, on järgmine:

Q = 41 × V,

kus V – köetava ruumi maht kuupmeetrites.

Saadud neljakohalist tulemust saab väljendada kilovattides, lühendades seda arvutusest 1 kW = 1000 W.

Soojusvõimsuse arvutamise üksikasjalik valem

Küttepatareide koguse ja suuruse üksikasjalike arvutuste puhul lähtutakse tavaliselt suhtelisest võimsusest 100 W, mida on vaja 1 m² normatiivse ruumi normaalseks soojendamiseks.

Kütteseadmetelt nõutava soojusvõimsuse määramise valem on järgmine:

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

Kordaja S arvutustes pole midagi muud kui köetava ruumi pindala, väljendatuna ruutmeetrites.

Ülejäänud tähed on erinevad parandustegurid, ilma milleta oleks arvutus piiratud.

Peamine soojusarvutuste juures on meeles pidada vanasõna “kuumus ei murra luid” ja mitte karta eksida suurema poole.

Kuid isegi täiendavad arvutusparameetrid ei pruugi alati kajastada ühe või teise ruumi kogu eripära. Kahtluste korral on soovitatav eelistada suuremate väärtustega näitajaid.

Hiljem on lihtsam radiaatorite temperatuuri alandada termoreguleerivate seadmete abil, kui nende soojusvõimsuse puudumise tõttu külmuda.

Järgnevalt analüüsitakse üksikasjalikult iga akude soojusvõimsuse arvutamise valemis osalevat koefitsienti.

Artikli lõpus antakse teavet erinevatest materjalidest lahtivõetavate radiaatorite omaduste kohta ja käsitletakse vajaliku sektsioonide ja akude arvu arvutamise korda põhjaliku arvutuse alusel.

Ruumide orientatsioon ilmakaarte järgi

Isegi kõige külmematel päevadel mõjutab päikeseenergia elamu soojuslikku tasakaalu.

Ruumide suunast ühte või teise ilmakaarde sõltub soojusvõimsuse arvutusvalemi koefitsient «R».

1. Lõunapoolse aknaga ruum – R = 1,0. Päevavalguse ajal saab see teiste ruumidega võrreldes maksimaalselt täiendavat välist soojust. Sellist orientatsiooni peetakse baasorientatsiooniks ja lisaparameeter on sel juhul minimaalne.
2. Aken on lääne poole – R = 1,0 või R = 1,05 (piirkondadele, kus talvepäev on lühike). See ruum jõuab samuti oma osa päikesevalgust saada. Kuigi päike paistab sinna alles õhtupoolikul, on sellise ruumi asend siiski soodsam kui ida- ja põhjapoolsetel.
3. Ida poole suunatud ruum – R = 1,1. Talvine tõusev päike ei jõua tõenäoliselt sellist ruumi korralikult väljast soojendada. Radiaatorite võimsuse jaoks on vaja täiendavaid vatte. Vastavalt sellele lisame arvutusse märgatava 10% paranduse.
4. Aknast paistab ainult põhjakaar – R = 1,1 või R = 1,15 (põhjalaiuskraadide elanik, kes võtab lisaks 15%, ei eksi). Talvel ei näe selline ruum otseseid päikesekiiri üldse. Seetõttu on soovitatav radiaatoritelt nõutavat soojusvõimsust samuti 10% suurendada.

Kui elukohas on ülekaalus teatud suuna tuuled, on soovitatav tuulepoolsete ruumide puhul suurendada R-i kuni 20% olenevalt tuule tugevusest (х1,1÷1,2) ning külmade õhuvooludega paralleelsete seintega ruumide puhul tõsta R väärtust 10% (х1,1).

Põhja- ja idapoolsete akendega ruumidele ning tuulepoolsetele ruumidele on vaja võimsamat kütet

Välisseinte mõju arvestamine

Lisaks seinale, milles on aken või aknad, võivad ruumi teistel seintel samuti olla kontakt tänavakülmaga.

Ruumi välisseinad määravad radiaatorite soojusvõimsuse arvutusvalemi koefitsiendi «K»:

• Ruumi ühe välisseina olemasolu on tüüpiline juhtum. Siin on koefitsiendiga kõik lihtne – K = 1,0.
• Kaks välisseina nõuavad ruumi kütmiseks 20% rohkem soojust – K = 1,2.
• Iga järgmine välissein lisab arvutustele 10% nõutavast soojusvõimsusest. Kolme välisseina korral – K = 1,3.
• Ruumi nelja välisseina olemasolu lisab samuti 10% – K = 1,4.

Sõltuvalt ruumi eripäradest, mille jaoks arvutus tehakse, tuleb võtta vastavat koefitsienti.

Radiaatorite sõltuvus soojustusest

Korralikult ja usaldusväärselt talvekülma eest isoleeritud kodu võimaldab oluliselt vähendada siseruumide küttekulusid.

Koefitsient «U» allub välisseinte soojustuse astmele, vähendades või suurendades kütteseadmete arvutuslikku soojusvõimsust:

• U = 1,0 – tavaliste välisseinte puhul.
• U = 0,85 – kui välisseinte soojustamine toimus eriarvutuse põhjal.
• U = 1,27 – kui välisseinad ei ole piisavalt külmakindlad.

Standardseks loetakse kliimale vastavatest materjalidest ja paksusega seinad. Samuti loetakse standardseks vähendatud paksusega seinad, mis on krohvitud välispinnaga või millel on pinnakihi välissoojusisolatsioon.

Kui ruumi pindala seda lubab, on võimalik teostada seinte sisemist soojustamist. Seinte kaitsmiseks külma eest väljast leidub alati võimalus.

Spetsiaalse arvutuse järgi hästi soojustatud nurgatuba annab märkimisväärse kokkuhoiu kogu korteri elamispinna küttekuludest.

Kliima – aritmeetika oluline tegur

Erinevates kliimavööndites on erinevad minimaalsed välistemperatuuri väärtused.

Radiaatorite soojusvõimsuse arvutamisel on temperatuurierinevuste arvestamiseks ette nähtud koefitsient «T».

Vaatleme selle koefitsiendi väärtusi erinevates kliimatingimustes:

• T = 1,0 kuni -20 °C.
• T = 0,9 talvede korral, kus pakast on kuni -15 °C.
• T = 0,7 – kuni -10 °C.
• T = 1,1 – kuni -25 °C pakase korral,
• T = 1,3 – kuni -35 °C,
• T = 1,5 – alla -35 °C.

Nagu ülaltoodud loendist näeme, loetakse normaalseks talveilmaks temperatuuri kuni -20 °C. Piirkondade puhul, kus on selline minimaalne külm, võetakse väärtuseks 1.

Soojemate piirkondade puhul alandab see arvutuslik koefitsient arvutuste üldist tulemust. Karmi kliimaga aladel aga suureneb kütteseadmetelt nõutav soojusenergia hulk.

Kõrgete ruumide arvutamise eripärad

On selge, et kahest sama pindalaga toast vajab rohkem soojust see, mille lagi on kõrgem. Soojusvõimsuse arvutustes aitab köetava ruumi mahu arvestamiseks koefitsient «H».

Artikli alguses mainiti teatud normatiivset ruumi. Selliseks loetakse tuba, mille lae kõrgus on 2,7 meetrit või vähem. Selle jaoks võetakse koefitsiendi väärtuseks 1.

Vaatleme koefitsiendi H sõltuvust lae kõrgusest:

• H = 1,0 – 2,7 meetri kõrguste lagede jaoks.
• H = 1,05 – kuni 3 meetri kõrguse ruumi jaoks.
• H = 1,1 – kuni 3,5 meetri kõrguse laega ruumi jaoks.
• H = 1,15 – kuni 4 meetrit.
• H = 1,2 – soojusevajadus kõrgema ruumi jaoks.

Nagu näeme, tuleb kõrgete lagedega tubade puhul arvutusse lisada 5% iga poole meetri kõrguse kohta alates 3,5 m.

Loodusseaduse järgi tõuseb soe õhk ülespoole. Selle kogu mahu segamiseks peavad kütteseadmed korralikult tööd tegema.

Sama pindala puhul võib suurema mahuga ruum vajada täiendavat hulka küttesüsteemiga ühendatud radiaatoreid.

Lae ja põranda arvutuslik roll

Radiaatorite soojusvõimsuse vähenemist põhjustavad mitte ainult hästi isoleeritud välisseinad. Sooja ruumiga kokkupuutuv lagi võimaldab samuti minimeerida ruumi kütmise soojuskadusid.

Koefitsient «W» arvutusvalemis on just selleks, et seda ette näha:

• W = 1,0 – kui ülal asub näiteks kütmata ja soojustamata pööning.
• W = 0,9 – kui ülal on kütmata, kuid soojustatud pööning või mõni muu soojustatud ruum.
• W = 0,8 – kui ülemisel korrusel on köetav ruum.

Näitajat W saab suurendada esimese korruse ruumide puhul, kui need asuvad pinnasel, kütmata keldri või sokliruumi kohal. Siis on arvud järgmised: põrand soojustatud +20% (x1,2); põrand soojustamata +40% (x1,4).

Raamide kvaliteet – soojuse tagatis

Aknaid – kunagi nõrk koht eluruumi soojusisolatsioonis. Kaasaegsed klaaspakettidega raamid on võimaldanud oluliselt parandada tubade kaitset tänavakülma eest.

Akende kvaliteediastet soojusvõimsuse arvutusvalemis kirjeldab koefitsient «G».

Arvutuse aluseks on võetud standardraam ühekambrilise klaaspaketiga, mille koefitsient on 1.

Vaatleme koefitsiendi teisi kasutusvõimalusi:

• G = 1,0 – raam ühekambrilise klaaspaketiga.
• G = 0,85 – kui raam on varustatud kahe- või kolmekambrilise klaaspaketiga.
• G = 1,27 – kui aknal on vana puidust raam.

Seega, kui majas on vanad raamid, on soojuskadud märkimisväärsed. Seetõttu on vaja võimsamaid radiaatoreid. Ideaalis tuleks sellised raamid välja vahetada, sest see on täiendav küttekulu.

Akna suurus omab tähtsust

Loogikat järgides võib öelda, et mida rohkem aknaid ruumis ja mida suurem on nende vaateväli, seda tundlikumad on soojuslekked läbi nende. Koefitsient «X» radiaatoritelt nõutava soojusvõimsuse arvutusvalemis kajastab just seda.

Ruumis, kus on tohutud aknad, peavad ka radiaatorid olema raamide suurusele ja kvaliteedile vastava arvu sektsioonidega.

Normiks on aknaavade pindala jagamise tulemus ruumi pindalaga vahemikus 0,2 kuni 0,3.

Esitame peamised koefitsiendi X väärtused erinevate olukordade jaoks:

• X = 1,0 – suhte puhul vahemikus 0,2 kuni 0,3.
• X = 0,9 – pindalade suhte puhul 0,1 kuni 0,2.
• X = 0,8 – suhte puhul kuni 0,1.
• X = 1,1 – kui pindalade suhe on 0,3 kuni 0,4.
• X = 1,2 – kui see on 0,4 kuni 0,5.

Kui aknaavade pindala (näiteks panoraamakendega ruumides) ületab pakutud suhteid, on mõistlik lisada X väärtusele veel 10% pindalade suhte kasvades 0,1 võrra.

Ruumis asuv uks, mida talvel regulaarselt kasutatakse avatud rõdule või lodžale minekuks, toob omad korrektsioonid soojusbilanssi. Sellise ruumi puhul on õige suurendada X-i veel 30% (x1,3).

Soojusenergia kaod kompenseeritakse kergesti kompaktse paigaldusega rõdu sissepääsu all oleva kanalvee- või elektrikonvektoriga.

Radiaatori suletuse mõju

Muidugi annab soojust paremini see radiaator, mida vähem on erinevate tehislike ja looduslike takistustega piiratud. Sel juhul on tema soojusvõimsuse arvutusvalem laiendatud koefitsiendi 'Y' abil, mis võtab arvesse radiaatori töötingimusi.

Kõige levinum küttekehade asukoht on aknalaua all. Sellises asendis on koefitsiendi väärtus 1.

Vaatleme tüüpilisi radiaatorite paigutuse olukordi:

• Y = 1,0 – otse aknalaua all.
• Y = 0,9 – kui radiaator on äkki igast küljest täielikult avatud.
• Y = 1,07 – kui radiaatorit varjab horisontaalne seina eend.
• Y = 1,12 – kui aknalaua all asuv radiaator on kaetud esikestaga.
• Y = 1,2 – kui küttekeha on igast küljest tõkestatud.

Kokku tõmmatud pikad tihedad kardinad põhjustavad samuti ruumi jahenemist.

Kütteradiaatorite kaasaegne disain võimaldab neid kasutada ilma igasuguste dekoratiivsete kateteta – nii tagatakse maksimaalne soojuse eraldumine.

Radiaatorite ühendamise efektiivsus

Radiaatori ühendamise viisist ruumis asuva küttesüsteemi torustikuga sõltub otseselt selle töö tõhusus. Sageli ohverdavad elanikud selle näitaja ruumi ilu huvides. Nõutava soojusvõimsuse arvutusvalem võtab seda kõike arvesse koefitsiendi 'Z' kaudu.

Esitame selle näitaja väärtused erinevate olukordade jaoks:

• Z = 1,0 – radiaatori ühendamine küttesüsteemi ühisesse ahelasse 'diagonaaliliselt', mis on kõige põhjendatum.
• Z = 1,03 – teine, kõige levinum variant tänu lühikesele ühenduse pikkusele, ühendamine 'küljepidisest küljest'.
• Z = 1,13 – kolmas meetod „alt mõlemalt poolt”. Tänu plasttorudele sai see kiiresti kasutusele uusehitistes, hoolimata palju väiksemast efektiivsusest.
• Z = 1,28 – veel üks väga madala efektiivsusega meetod „alt ühelt poolt”. See väärib kaalumist ainult seetõttu, et mõned radiaatorikonstruktsioonid on varustatud valmisühendustega, kus nii peale- kui ka tagasivoolu torud ühendatakse ühte punkti.

Kütteseadmete kasutegurit suurendavad nendesse paigaldatud õhutusventiilid, mis päästavad süsteemi õigeaegselt „õhustumise” eest.

Enne kui peidate kütterorud põrandasse, kasutades väheefektiivseid akude ühendusi, tasub meeles pidada seinu ja lage

Iga vesiküttesüsteemi tööpõhimõte põhineb kuumutatud vedeliku füüsikalistel omadustel tõusta üles ja pärast jahtumist laskuda alla.

Seetõttu ei soovitata tungivalt kasutada küttesüsteemi ühendusi radiaatoritega, kus pealevoolutoru asub all ja tagasivoolutoru üleval.

Praktiline näide soojusvõimsuse arvutamiseks

Algandmed:

1. Nurgatuba ilma rõduta kahekorruselise räbuplokist krohvitud maja teisel korrusel Lääne-Siberi tuulevaikses piirkonnas.
2. Toa pikkus 5,30 m x laius 4,30 m = pindala 22,79 m².
3. Akna laius 1,30 m x kõrgus 1,70 m = pindala 2,21 m².
4. Ruumi kõrgus = 2,95 m.

Arvutuskäik:

Allpool kirjeldatakse radiaatorisektsioonide arvu ja vajalike akude arvu arvutust. See põhineb saadud soojusvõimsuse tulemustel, võttes arvesse kütteseadmete kavandatud paigalduskohtade mõõtmeid.

Sõltumata tulemustest soovitatakse nurgatubades varustada radiaatoritega mitte ainult aknalauanišše. Akud tuleks paigaldada „pimedate” välisseinte juurde või nurkade lähedale, mis on kõige rohkem külmumise ohus tänavakülma mõjul.

Radiaatorisektsioonide erisoojusvõimsus

Enne kütteseadmete nõutava soojusülekande üldarvutuse tegemist tuleb otsustada, millisest materjalist kokkupandavad akud ruumidesse paigaldatakse.

Valik peab põhinema küttesüsteemi omadustel (siserõhk, soojuskandja temperatuur). Samas ei tohi unustada ostetavate toodete väga erinevat hinda.

Järgnevalt käsitletakse seda, kuidas õigesti arvutada kütteks vajalike erinevate patareide kogust.

Kandja temperatuuril 70 °C on standardsetel 500-millimeetristel erinevatest materjalidest radiaatorite sektsioonidel erinev erisoojusvõimsus «q».

1. Malm – q = 160 vatti (ühe malmsektsiooni erivõimsus). Sellest metallist radiaatorid sobivad igasse küttesüsteemi.
2. Teras – q = 85 vatti. Terasest toruradiaatorid võivad töötada kõige karmimates töötingimustes. Nende sektsioonid on ilusad oma metallilise läikega, kuid neil on väikseim soojusülekanne.
3. Alumiinium – q = 200 vatti. Kerged, esteetilised alumiiniumradiaatorid tuleb paigaldada ainult autonoomsetesse küttesüsteemidesse, kus rõhk on alla 7 atmosfääri. Kuid soojusülekandelt pole nende sektsioonidel võrdset.
4. Bimetall – q = 180 vatti. Bimetallradiaatorite sisemus on tehtud terasest ja soojuse ärajuhtiv pind alumiiniumist. Need patareid peavad vastu igasugustele rõhu- ja temperatuurirežiimidele. Bimetallist sektsioonide erisoojusvõimsus on samuti kõrgel tasemel.

Esitatud q väärtused on üsna tinglikud ja neid kasutatakse esialgseks arvutuseks. Täpsemad arvud on ostetavate kütteseadmete passides.

Radiaatorite sektsioonide arvu arvutamine

Mis tahes materjalist lahtivõetavad radiaatorid on head selle poolest, et nende arvutusliku soojusvõimsuse saavutamiseks saab lisada või eemaldada üksikuid sektsioone.

Valitud materjalist patareide vajaliku «N» sektsioonide arvu määramiseks järgitakse valemit:

N = Q / q,

Kus:

• Q = varem arvutatud ruumi kütmiseks vajalik seadmete soojusvõimsus,
• q = eeldatavalt paigaldatavate patareide üksiku sektsiooni erisoojusvõimsus.

Pärast radiaatorite sektsioonide koguarvu arvutamist ruumis tuleb mõista, kui palju patareisid kokku on vaja paigaldada. See arvutus põhineb eeldatavate kütteseadmete paigalduskohtade mõõtmete ja patareide suuruste võrdlemisel, võttes arvesse ühendusi.

Patarei elemendid ühendatakse erineva suunaga väliskeermega niplite abil radiaatorivõtmega, samal ajal paigaldatakse vuukidesse tihendid.

Eelarvutuste tegemiseks võib kasutada andmeid erinevate radiaatorite sektsioonide laiuste kohta:

• Malmist = 93 mm,
• Alumiiniumist = 80 mm,
• Bimetallist = 82 mm.

Lahtivõetavate terastorudest radiaatorite valmistamisel ei järgi tootjad kindlaid standardeid. Kui soovitakse selliseid patareisid paigaldada, tuleb asjale läheneda individuaalselt.

Samuti võite kasutada meie tasuta veebikalkulaatorit sektsioonide arvu arvutamiseks:

Soojusülekande efektiivsuse tõstmine

Radiaatori poolt ruumi siseõhu soojendamisel toimub ka välisseina intensiivne kuumenemine patarei taga. See toob kaasa täiendavaid põhjendamatuid soojuskadusid.

Soojuseralduse efektiivsuse suurendamiseks soovitatakse eraldada kütteseade välisseinast soojust peegeldava ekraaniga.

Turg pakub palju kaasaegseid isolatsioonimaterjale, millel on soojust peegeldav fooliumpind. Foolium kaitseb patarei poolt soojendatud õhku kokkupuute eest külma seinaga ja suunab selle ruumi sisse.

Õigeks toimimiseks peab paigaldatud peegeldi piirid ületama radiaatori mõõtmeid ja ulatuma mõlemalt poolt 2–3 cm võrra välja. Kütteseadme ja soojuskaitsepinna vahele tuleb jätta 3–5 cm vahe.

Soojust peegeldava ekraani valmistamiseks võib soovitada isospani, penofooli, alufoomi. Ostetud rullist lõigatakse vajalike mõõtmetega ristkülik ja kinnitatakse seinale radiaatori paigalduskohas.

Kütteseadme soojust peegeldava ekraani kinnitamiseks seinale on kõige parem kasutada silikoonliimi või vedelaid naelu.

Soovitatakse eraldada isolatsioonileht välisseinast väikese õhukihiga, näiteks õhukese plastvõre abil.

Kui peegeldi koosneb mitmest isolatsioonimaterjalist osast, tuleb fooliumi poolel olevad ühenduskohad kinni liimida metalliseeritud kleeplindiga.

Järeldused ja kasulik video teemal

Väikesed filmid esitavad mõnede insenerinõuannete praktilist teostust igapäevaelus. Järgmises videos on näha praktiline näide kütte radiaatorite arvutamisest:

Radiaatorite sektsioonide arvu muutmist käsitletakse selles videos:

Järgmine video räägib, kuidas monteerida peegeldit patarei alla:

Omandatud oskused erinevate kütteradiaatorite soojusvõimsuse arvutamiseks aitavad kodumeistril küttesüsteemi korralikult üles ehitada. Ja koduperenaised saavad kontrollida, kas patareide paigaldusprotsess välisspetsialistide poolt on õige.

Kas olete ise arvutanud oma kodu kütteradiaatorite võimsust? Või olete kokku puutunud probleemidega, mis tulenevad väikese võimsusega kütteseadmete paigaldamisest? Jagage oma kogemusi meie lugejatega – palun jätke allpool kommentaare.