Potenza termica dei radiatori - tabella comparativa di batterie in ghisa, bimetalliche, in alluminio e in acciaio

La potenza termica di un radiatore è un coefficiente che determina la quantità di calore ricevuta dal dispositivo di riscaldamento per unità di tempo e si misura in W/(m² K).

Questo parametro tecnico è l'indicatore principale dell'efficacia di un radiatore nel creare un clima interno confortevole. Il produttore dell'apparecchiatura di riscaldamento è tenuto a indicare questo valore nella documentazione allegata ai suoi prodotti.

La potenza dei radiatori di riscaldamento è calcolata in wattAlcuni produttori dichiarano un tasso di flusso di calore per i loro prodotti, espresso in calorie/ora. Per convertire questo in watt, utilizzano uno standard, dove 1 W = 859,845 cal/ora.

Il trasferimento di calore di una singola sezione o pannello di un impianto di riscaldamento idronico viene calcolato tenendo conto di fattori primari e secondari. Questi includono il materiale di costruzione, la temperatura del fluido refrigerante, la superficie di scambio termico, lo schema di collegamento del dispositivo, la sua posizione e altri fattori. Se il radiatore è costituito da più sezioni o da un unico pannello, la potenza viene calcolata e specificata dal produttore per l'intera unità.

Come calcolare la potenza termica dei radiatori per metro quadro

Nella documentazione allegata, il consumatore troverà la potenza termica di una singola sezione o di un intero pannello di dimensioni specifiche. Questi parametri sono piuttosto relativi e non devono essere considerati affidabili al 100%. Richiedono ulteriori aggiustamenti per ottenere valori realistici. A tal fine, è necessario calcolare la conduttività termica del radiatore.

Innanzitutto, è necessario sfatare la convinzione comune secondo cui le batterie all'alluminio abbiano la maggiore emissione di calore a causa delle proprietà del metallo non ferroso. Vale la pena notare che le batterie non sono fatte di alluminio puro, bensì di una sua lega con il silicio, il silumin, che ha un'emissione di calore significativamente inferiore.

Lo stesso si può dire, in parte, anche dei radiatori in acciaio, bimetallici e in ghisa. Le potenze nominali indicate nella scheda tecnica dell'apparecchio di riscaldamento sono corrette quando la differenza tra la temperatura media del fluido refrigerante e la temperatura dell'aria ambiente è di 70 °C.⁰ C. Questo fenomeno è chiamato differenza di temperatura ed è indicato con il simbolo – Δt. Il calcolo viene effettuato utilizzando la formula:

Δt = (t_deposito + t_{linee di ritorno})/2 – t _aria

Seguendo la logica del produttore, il risultato del calcolo dovrebbe essere 70 gradi. Quindi, la temperatura media del liquido di raffreddamento può essere calcolata utilizzando la formula:

(T_deposito + t_{linee di ritorno}) = 2(Δt + t _aria)

Ad esempio, in base alla potenza termica dichiarata dal produttore di una sezione bimetallica – 200 W, Δt = 70⁰ C, temperatura ambiente media - 22⁰ C, otteniamo il risultato:

(T_deposito + t_{linee di ritorno}) = 2(70 + 22) = 184⁰ CON

Tenendo conto della differenza standard di 20 gradi tra mandata e ritorno, il loro valore viene determinato separatamente:

T_deposito = (184 + 20)/2 = 102⁰ CON

T_{linee di ritorno} = (184 - 20)/2 = 82⁰ CON

Un calcolo reale del trasferimento di calore mostra che una sezione è in grado di produrre 200 W, a condizione che l'acqua nel tubo di alimentazione sia in ebollizione e il refrigerante esca dal tubo di uscita a una temperatura di 82 gradi.

Un simile fenomeno è semplicemente impossibile nella pratica. Il fatto è che le caldaie per il riscaldamento dell'acqua sanitaria non sono in grado di riscaldare l'acqua oltre gli 80 gradi. Anche in queste condizioni massime, il liquido di raffreddamento entrerà nel radiatore a una temperatura massima di circa 77 gradi.⁰ C, e Δt sarà approssimativamente 40⁰ C. Da ciò si deduce che la potenza termica effettiva di una sezione di un radiatore bimetallico non sarà di 200 W, ma solo di 100 W.

Per semplificare il calcolo, è possibile utilizzare una tabella di trasferimento del calore con fattori di riduzione. A tale scopo, utilizzare la formula sopra riportata, inserendo la temperatura prevista nell'abitazione e il fluido refrigerante, per calcolare Δt.

Tabella dei valori dei fattori di riduzione

Tabella 1.

Δt	A
40	0,48
45	0,56
50	0,65
55	0,73
60	0,82
65	0,91
70	1

Il coefficiente corrispondente si trova nella tabella e va moltiplicato per la potenza termica nominale di una sezione del radiatore bimetallico. Cioè, in questo caso, per riscaldare 1 m² La stanza avrà una potenza termica di 200 W x 0,48 = 96 W.

Per riscaldare 10 m² L'area richiederà circa 1 kW di potenza di riscaldamento e il numero di sezioni necessarie sarà 1000/96 = 10,4. Se la stanza ha due finestre, sotto di esse andranno installati due radiatori da 10 e 11 sezioni ciascuno.

Standard di potenza termica in uscita

Nella progettazione di impianti di riscaldamento per edifici e strutture, si utilizza il documento normativo SP 60.13330.2016. Questo insieme di norme disciplina, tra l'altro, lo sviluppo di impianti di riscaldamento interni in edifici e strutture di nuova costruzione e in fase di ristrutturazione. La norma SP è stata elaborata sulla base dei requisiti delle SNiP GOST 30494-2011 e GOST 32415-2013. In base a tali norme, è stato adottato uno standard di potenza termica di 1 kW per un ambiente di 10 metri quadrati, con un'altezza del soffitto fino a 3 metri, una parete esterna e una finestra.

Quando si modificano le condizioni iniziali per il riscaldamento di un ambiente in una direzione o nell'altra (superficie più grande o più piccola, numero diverso di finestre, ecc.), per determinare con precisione la potenza termica nominale, vengono introdotti dei fattori di correzione nel calcolo:

K1 – struttura della finestra

• doppio fotogramma – 1,27;
• unità di doppio vetro – 1.0;
• Unità di triplo vetro – 0,85.

K2 – isolamento delle pareti

• basso – 1,27;
• Muratura a 2 mattoni + isolamento termico – 1,0;
• alta qualità – 0,85.

K3 – S_finestre/S_genere

• 0,5 – 1,2;
• 0,33 – 1,0;
• 0,1 – 0,8.

K4 – temperatura interna media in inverno, gradi

• 35 — 1,5;
• 20 – 1.1;
• 10 – 0,7.

K5 – numero di muri esterni

• 1 – 1,1;
• 2 – 1,2;
• 3 – 1,3;
• 4 – 1.4.

K6 – una stanza sopra la stanza

• soffitta fredda – 1,0;
• soffitta – 0,8.

K7 – altezza del soffitto, m

• 2,5 – 1,0;
• 3 – 1,05;
• 3,5 – 1,1.

Il risultato finale si ottiene dividendo il calore prodotto da una sezione del radiatore. Il quoziente viene arrotondato per eccesso al numero intero più vicino (10,4 – 11 sezioni).

Tabelle comparative degli indicatori di trasferimento termico di diverse tipologie di radiatori

Come accennato in precedenza, il trasferimento di calore si misura in W/m²Questo valore è considerato un indicatore dell'efficienza dell'apparecchio di riscaldamento. Nella scelta del tipo e del modello di radiatori per il consumatore, il confronto delle loro potenze termiche riveste un ruolo decisivo.

Potenza termica effettiva dei radiatori

In base a queste specifiche, gli esperti pubblicano online diverse tabelle che elencano la potenza termica dei radiatori bimetallici, in alluminio, in acciaio e in ghisa. Qui troverete i dati sulla potenza termica degli apparecchi di riscaldamento.

Tabella comparativa della potenza termica di una sezione di radiatori in funzione della pressione di esercizio, del volume e del peso.

Tabella 2.

Tipo di dispositivi con distanza interassiale di 500 mm	Potenza termica, W	Atmosfere di pressione di esercizio	Capacità, litri	Peso, kg
Alluminio	180	20	0,27	1,45
Bimetallico	200	20	0,20	1.2
Acciaio	120	20	0,20	1.05
Ghisa	140	10	1.2	5.4

Caratteristiche comparative in base al tipo di dispositivi di riscaldamento

Tabella 3.

Caratteristiche	Alluminio	Bimetallico	Acciaio	Ghisa
Struttura	Sezionale	Sezionale	Pannello	Sezionale
Divorzio	Lato	Lato	Laterale/Verticale	Lato
resistenza alla corrosione	Media	Alto	Media	Alto
Tipo di liquido di raffreddamento	Acqua	Acqua/antigelo	Acqua/antigelo	Acqua

Radiatori di riscaldamento con una migliore resa termica

In base a numerose recensioni dei consumatori, test di esperti e confronti di risultati, i radiatori bimetallici sono riconosciuti come i migliori in termini di resa termica. In ordine decrescente, i radiatori in alluminio si classificano al primo posto, seguiti da quelli in acciaio. I radiatori in ghisa rimangono ultimi in questa categoria.

Il materiale utilizzato per la produzione dei prodotti per il riscaldamento degli ambienti, il loro costo e la qualità del refrigerante impiegato giocano un ruolo significativo in questa classifica. Nonostante le qualità superiori dei radiatori bimetallici, questi rimangono i più costosi. Optare per i radiatori in alluminio rappresenta la soluzione ottimale. Tuttavia, il loro utilizzo è limitato ai sistemi di riscaldamento autonomi, dove la qualità del refrigerante può essere mantenuta a un livello elevato.

Per la stessa ragione, ma al contrario, sono assolutamente inadatti all'installazione in edifici multipiano con rete di riscaldamento centralizzata. Come gli apparecchi in acciaio, trasferiscono il calore rapidamente, sia in fase di riscaldamento che di raffreddamento.

Infine, se il consumatore non è interessato all'aspetto estetico degli apparecchi di riscaldamento e il fabbisogno di potenza termica è basso, la soluzione ideale sarebbe l'installazione di radiatori in ghisa MS-140.

Dipendenza del trasferimento di calore del radiatore dalla temperatura del liquido di raffreddamento

La potenza termica nominale di una sezione del radiatore è calcolata per valori standard della temperatura del refrigerante all'ingresso (90⁰ C) e uscita (70⁰ C) apparecchio di riscaldamento. Queste condizioni si applicano alle reti di riscaldamento centralizzate.

Nei sistemi di riscaldamento autonomi per abitazioni private, la differenza di temperatura può variare. In questo caso, la potenza termica di una singola sezione può differire significativamente dai valori dichiarati dal produttore. La potenza termica di un dispositivo di riscaldamento è direttamente proporzionale alla temperatura del fluido termovettore nel tubo di mandata. Maggiore è la temperatura, maggiore è la potenza termica del radiatore. Viceversa, minore è la temperatura del fluido termovettore, minore è la potenza termica del radiatore.

Per evitare fluttuazioni di temperatura impreviste, utilizzare i termostatiche vengono installate nelle tubazioni all'ingresso del radiatore. Le testine termostatiche sono disponibili in versioni manuali, semiautomatiche e automatiche, controllabili online.

Come aumentare il coefficiente di scambio termico

Sulla base di quanto sopra, risulta chiaro che la potenza termica effettiva di qualsiasi apparecchio di riscaldamento può differire significativamente dalle specifiche tecniche dichiarate dal produttore nella documentazione del prodotto. Le reali condizioni di funzionamento dei radiatori possono causare una perdita di calore cumulativa, riducendo l'efficienza del sistema di riscaldamento in una casa o in un appartamento.

Esistono due opzioni per aumentare il coefficiente di scambio termico: migliorare le condizioni operative dell'impianto di riscaldamento esistente e utilizzare metodi ottimali per il posizionamento e il collegamento dei radiatori, come stabilito in fase di progettazione.

Utilizzando l'esempio nella figura sottostante, analizzeremo la dispersione di calore in un impianto di riscaldamento di un edificio.

1. Le dispersioni di calore attraverso il tetto sono pari al 25-30%.
2. Attraverso le finestre: 10 - 15%.
3. Dispersione di calore attraverso il pavimento: 10 - 15%.
4. Perdite attraverso le pareti: 10 - 15%.
5. Distanze di adiacenza: 10-15%.
6. Attraverso un tubo (se è presente un sistema di riscaldamento a stufa): 20 - 25%.

Suggeriamo di utilizzarlo online Calcolatrice per il calcolo della dispersione di calore in una casa.

Come migliorare l'efficienza di un impianto di riscaldamento esistente

Per migliorare l'efficienza di un impianto di riscaldamento esistente, gli esperti raccomandano le seguenti misure:

• isolare le strutture esterne che racchiudono l'abitazione (muri, fondamenta, seminterrato e soffitta);
• sostituire i vecchi infissi in legno con finestre a doppio vetro;
• Applica delle schermature di alluminio sulle pareti dietro i termosifoni;
• Aprire periodicamente i rubinetti Mayevsky per eliminare le bolle d'aria nei radiatori;
• Se le pareti sono fredde, vengono isolate dall'interno con materiali isolanti termici.

Dopo aver completato questi interventi, i proprietari di casa noteranno immediatamente un miglioramento nella resa termica dei loro impianti di riscaldamento. Per l'isolamento delle pareti interne, il mercato dei materiali edili offre un'ampia varietà di prodotti, dai pannelli di sughero e intonaco strutturato alle piastrelle di gesso e ai pannelli decorativi in ​​poliuretano, che non solo isoleranno gli ambienti ma ne miglioreranno anche l'aspetto.

Confronto tra il riscaldamento dei radiatori in acciaio e in ghisa

Come migliorare l'efficienza nella fase di progettazione

Per evitare un trasferimento di calore inadeguato da parte degli impianti di riscaldamento nei nuovi edifici, in fase di progettazione si seguono le seguenti regole.

Regola 1I radiatori vengono installati sotto le finestre. Possono essere ricavati in apposite nicchie o sospesi sotto i davanzali, con o senza schermi. Gli schermi nascondono l'aspetto dei radiatori, ma possono anche ridurne la potenza termica. In alcuni casi, gli schermi vengono utilizzati appositamente per ridurre il flusso di calore del 10-15%, preservando così il calore per gli altri ambienti.

Regola 2Il metodo di collegamento influisce notevolmente sull'efficienza dei dispositivi di riscaldamento. Può essere a singolo lato o a doppio lato. Un collegamento a doppio lato contribuisce a portare la potenza del radiatore più vicina al valore nominale di trasferimento termico. L'esperienza dimostra che, se in una stanza sono presenti meno di 20 elementi, è preferibile un collegamento a singolo lato.

La foto qui sotto mostra l'efficienza delle sezioni con raccordi per tubi su entrambi i lati.

La foto mostra l'efficienza delle sezioni con collegamento dei tubi su un solo lato.

Come calcolare la potenza termica di una sezione di un radiatore

Ti suggeriamo di utilizzare il calcolatore online, per determinare quante sezioni ha un radiatore bimetallico necessario per 1 m2.

La struttura modulare delle unità di riscaldamento consente di variare il numero di elementi in ciascun radiatore. Ciò permette di regolare la potenza termica aumentando o diminuendo la superficie di scambio termico dei radiatori.

I radiatori a sezioni sono disponibili in bimetallo, alluminio e ghisa. Come già accennato, tutte le sezioni vengono fornite al mercato del riscaldamento con una potenza termica nominale predefinita, calcolata per le condizioni operative standard degli apparecchi di riscaldamento.

Ogni calcolo della potenza termica di un radiatore deve tenere conto delle caratteristiche specifiche degli ambienti in cui è installato. A tale scopo, sono stati sviluppati dei fattori di correzione (vedere il capitolo precedente, "Norme di potenza termica"). Sostituendo questi valori effettivi nel calcolo, si ottiene la potenza termica finale della prima sezione del radiatore.

Potenza termica dei radiatori a pannello

A differenza dei dispositivi componibili, i pannelli riscaldanti in acciaio sono prodotti non smontabili.

Nella documentazione allegata, il produttore indica la potenza termica nominale del pannello, calcolata per Δt = 70⁰ C a una temperatura ambiente media di -22⁰ C. Il trasferimento di calore del dispositivo viene calcolato sostituendo il valore effettivo di Δt e inserendo i fattori di correzione.

Calcolo dei radiatori di riscaldamento - Parte 1