Moc grzewcza grzejników - tabela porównawcza baterii żeliwnych, bimetalicznych, aluminiowych i stalowych

Moc grzewcza grzejnika to współczynnik określający ilość ciepła odbieranego od urządzenia grzewczego w jednostce czasu. Mierzy się go w W/(m²·K).

Ten parametr techniczny jest głównym wskaźnikiem skuteczności grzejnika w tworzeniu komfortowego klimatu w pomieszczeniu. Producent urządzeń grzewczych jest zobowiązany do podania tej wartości w dokumentacji towarzyszącej swoim produktom.

Moc grzejników oblicza się w watówNiektórzy producenci podają dla swoich produktów natężenie przepływu ciepła wyrażone w kaloriach na godzinę. Aby przeliczyć je na waty, stosują standard, gdzie 1 W = 859,845 kalorii na godzinę.

Przenoszenie ciepła przez pojedynczą sekcję lub panel wodnego systemu grzewczego oblicza się, uwzględniając czynniki pierwotne i wtórne. Należą do nich materiał konstrukcyjny, temperatura czynnika chłodzącego, powierzchnia wymiany ciepła, schemat połączeń urządzenia, jego lokalizacja i inne czynniki. Jeśli grzejnik składa się z kilku sekcji lub pojedynczego panelu, moc jest obliczana i podawana przez producenta dla całego urządzenia.

Jak obliczyć moc cieplną grzejników na metr kwadratowy

W dołączonej dokumentacji użytkownik znajdzie moc cieplną pojedynczego elementu lub całego panelu o określonych wymiarach. Parametry te są dość względne i nie należy na nich polegać w 100%. Wymagają one dalszej korekty, aby uzyskać realistyczne wartości. Aby to określić, konieczne jest obliczenie przewodności cieplnej grzejnika.

Po pierwsze, musimy obalić powszechne przekonanie, że baterie aluminiowe charakteryzują się najwyższą emisją ciepła ze względu na właściwości metali nieżelaznych. Warto zauważyć, że baterie nie są wykonane z czystego aluminium, lecz ze stopu aluminium z krzemem – siluminu – który charakteryzuje się znacznie niższą emisją ciepła.

To samo można częściowo powiedzieć o grzejnikach stalowych, bimetalicznych i żeliwnych. Moc znamionowa podana w karcie katalogowej urządzenia grzewczego jest prawidłowa, gdy różnica między średnią temperaturą czynnika chłodniczego a temperaturą powietrza w pomieszczeniu wynosi 70°C.⁰ C. Zjawisko to nazywa się różnicą temperatur i oznacza się symbolem – Δt. Obliczenia dokonuje się za pomocą wzoru:

Δt = (t_{odkładanie do akt} + t_{linie powrotne})/2 – t _powietrze

Zgodnie z logiką producenta, wynik obliczeń powinien wynosić 70 stopni. Następnie, średnią temperaturę płynu chłodzącego można obliczyć za pomocą wzoru:

(T_{odkładanie do akt} + t_{linie powrotne}) = 2(Δt + t _powietrze)

Przykładowo, biorąc pod uwagę podaną przez producenta moc cieplną jednego odcinka bimetalicznego – 200 W, Δt = 70⁰ C, średnia temperatura pokojowa - 22⁰ C, otrzymujemy wynik:

(T_{odkładanie do akt} + t_{linie powrotne}) = 2(70 + 22) = 184⁰ Z

Biorąc pod uwagę standardową różnicę 20 stopni między zasilaniem i powrotem, ich wartość ustalana jest osobno:

T_{odkładanie do akt} = (184 + 20)/2 = 102⁰ Z

T_{linie powrotne} = (184 - 20)/2= 82⁰ Z

Rzeczywiste obliczenia wymiany ciepła pokazują, że jedna sekcja jest w stanie wytworzyć 200 W, pod warunkiem, że woda w rurze zasilającej wrze, a czynnik chłodzący opuszcza rurę wylotową w temperaturze 82 stopni.

W praktyce takie zjawisko jest po prostu niemożliwe. W rzeczywistości kotły do ​​podgrzewania wody użytkowej nie są w stanie podgrzać wody powyżej 80 stopni. Nawet w tych maksymalnych warunkach, czynnik chłodniczy będzie wpływał do grzejnika z maksymalną temperaturą około 77 stopni.⁰ C, a Δt będzie wynosić około 40⁰ C. Z tego wnioskujemy, że rzeczywista moc cieplna jednej sekcji grzejnika bimetalicznego nie wyniesie 200, lecz jedynie 100 W.

Aby uprościć obliczenia, można skorzystać z tabeli przenikania ciepła ze współczynnikami redukcji. W tym celu należy użyć powyższego wzoru, uwzględniając planowaną temperaturę w domu i czynnik chłodniczy, aby obliczyć Δt.

Tabela wartości współczynników redukcji

Tabela 1.

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

Odpowiedni współczynnik znajduje się w tabeli i mnoży się przez znamionową moc cieplną jednej sekcji grzejnika bimetalicznego. W tym przypadku do ogrzania 1 m² Moc grzewcza w pomieszczeniu będzie wynosić 200 W x 0,48 = 96 W.

Do ogrzewania 10 m² Powierzchnia będzie wymagała około 1 kW mocy grzewczej, a wymagana liczba sekcji wyniesie 1000/96 = 10,4. Jeśli pomieszczenie ma dwa okna, pod nimi należy zamontować dwa grzejniki o 10 i 11 sekcjach każdy.

Normy mocy cieplnej

Przy projektowaniu systemów ogrzewania budynków i budowli stosuje się dokument normatywny SP 60.13330.2016. Ten zbiór przepisów reguluje między innymi kwestie związane z rozwojem wewnętrznych systemów ogrzewania w nowo budowanych i przebudowywanych budynkach i budowlach. SP opracowano w oparciu o wymagania norm SNiP GOST 30494-2011 i GOST 32415-2013. Na podstawie tych norm przyjęto normę mocy grzewczej 1 kW dla pomieszczenia o powierzchni 10 metrów kwadratowych, wysokości sufitu do 3 metrów, jednej ściany zewnętrznej i jednym oknie.

Przy dostosowywaniu początkowych warunków ogrzewania pomieszczenia w jednym lub drugim kierunku (większa lub mniejsza powierzchnia, inna liczba okien itp.) w celu dokładnego określenia nominalnej mocy cieplnej do obliczeń wprowadza się współczynniki korekcyjne:

K1 – konstrukcja okna

• rama podwójna – 1,27;
• szyba zespolona dwukomorowa – 1,0;
• pakiet szyb potrójnych – 0,85.

K2 – izolacja ścian

• niski – 1,27;
• Mur 2-ceglany + ocieplenie – 1,0;
• wysoka jakość – 0,85.

K3 – S_okna/S_płeć

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

K4 – średnia temperatura wewnętrzna w zimie, stopnie

• 35 — 1,5;
• 20 – 1,1;
• 10 – 0,7.

K5 – liczba ścian zewnętrznych

• 1 – 1.1;
• 2 – 1,2;
• 3 – 1,3;
• 4 – 1.4.

K6 – pokój nad pokojem

• zimny strych – 1,0;
• poddasze – 0,8.

K7 – wysokość sufitu, m

• 2,5 – 1,0;
• 3 – 1,05;
• 3,5 – 1,1.

Wynik końcowy dzieli się przez moc grzewczą jednej sekcji grzejnika. Iloraz zaokrągla się w górę do najbliższej liczby całkowitej (10,4 – 11 sekcji).

Tabele porównawcze wskaźników przenikania ciepła różnych typów grzejników

Jak wspomniano powyżej, przenikanie ciepła mierzy się w W/m²Wartość ta jest uważana za wyraz sprawności urządzenia grzewczego. Przy wyborze typu i konstrukcji grzejników dla użytkownika, porównanie ich mocy grzewczej odgrywa decydującą rolę.

Rzeczywista moc cieplna grzejników

Na podstawie tych specyfikacji eksperci publikują w internecie różne tabele z wartościami mocy cieplnej grzejników bimetalicznych, aluminiowych, stalowych i żeliwnych. Tutaj znajdziesz dane dotyczące mocy cieplnej urządzeń grzewczych.

Tabela porównawcza wydajności cieplnej 1 sekcji grzejników w zależności od ciśnienia roboczego, objętości i ciężaru

Tabela 2.

Typ urządzeń o rozstawie międzyosiowym 500 mm	Moc cieplna, W	Atmosfery ciśnienia roboczego	Pojemność, litry	Waga, kg
Aluminium	180	20	0,27	1,45
Bimetaliczny	200	20	0,20	1.2
Stal	120	20	0,20	1,05
Lane żelazo	140	10	1.2	5.4

Charakterystyka porównawcza w zależności od rodzaju urządzeń grzewczych

Tabela 3.

Charakterystyka	Aluminium	Bimetaliczny	Stal	Lane żelazo
Struktura	Sekcyjny	Sekcyjny	Płyta	Sekcyjny
Rozwód	Strona	Strona	Boczne/Pionowe	Strona
Odporność na korozję	Przeciętny	Wysoki	Przeciętny	Wysoki
Rodzaj płynu chłodzącego	Woda	Woda/płyn niezamarzający	Woda/płyn niezamarzający	Woda

Grzejniki o lepszej wydajności cieplnej

Na podstawie licznych opinii konsumentów, testów ekspertów i porównań wyników, grzejniki bimetaliczne są uznawane za najlepsze pod względem mocy cieplnej. W kolejności malejącej, na pierwszym miejscu plasują się grzejniki aluminiowe, a następnie stalowe. Grzejniki żeliwne pozostają na ostatnim miejscu w tej kategorii.

Materiał użyty do produkcji urządzeń do ogrzewania pomieszczeń, ich koszt oraz jakość zastosowanego czynnika chłodniczego odgrywają znaczącą rolę w tym rankingu. Pomimo doskonałych właściwości grzejników bimetalicznych, pozostają one najdroższe. Wybór grzejników aluminiowych to optymalne rozwiązanie. Ich zastosowanie ogranicza się jednak do autonomicznych systemów grzewczych, w których możliwe jest utrzymanie wysokiej jakości czynnika chłodniczego.

Z tego samego powodu, ale odwrotnie, całkowicie nie nadają się do montażu w budynkach wielopiętrowych z centralną siecią grzewczą. Urządzenia stalowe natomiast szybko przenoszą ciepło, zarówno podczas ogrzewania, jak i chłodzenia.

Wreszcie, jeżeli użytkownikowi nie zależy na estetyce wyglądu urządzeń grzewczych, a zapotrzebowanie na moc grzewczą jest niewielkie, to idealnym rozwiązaniem będzie montaż grzejników żeliwnych MS-140.

Zależność wymiany ciepła w chłodnicy od temperatury płynu chłodzącego

Moc cieplna znamionowa jednej sekcji chłodnicy obliczana jest dla wartości standardowych temperatury czynnika chłodzącego na wlocie (90°C).⁰ C) i wyjście (70⁰ C) urządzenie grzewcze. Niniejsze warunki dotyczą scentralizowanych sieci ciepłowniczych.

W autonomicznych systemach ogrzewania domów prywatnych różnica temperatur może być inna. W takim przypadku moc grzewcza pojedynczej sekcji może znacznie odbiegać od wartości podanych przez producenta. Moc grzewcza urządzenia grzewczego jest wprost proporcjonalna do temperatury czynnika chłodniczego w rurze zasilającej. Im wyższa temperatura, tym większa moc grzewcza grzejnika. I odwrotnie, im niższa temperatura czynnika chłodniczego, tym niższa moc grzewcza grzejnika.

Aby uniknąć nieoczekiwanych wahań temperatury, użyj termostatów, które są montowane w rurociągu na wlocie do grzejnika. Głowice termostatyczne są dostępne w wersji ręcznej, półautomatycznej i automatycznej, sterowanej online.

Jak zwiększyć współczynnik przenikania ciepła

Z powyższego wynika, że ​​rzeczywista moc cieplna dowolnego urządzenia grzewczego może znacznie odbiegać od specyfikacji technicznych podanych przez producenta w dokumentacji produktu. Rzeczywiste warunki pracy grzejników mogą powodować kumulację strat ciepła, zmniejszając wydajność systemu grzewczego w domu lub mieszkaniu.

Zwiększenie współczynnika przenikania ciepła można osiągnąć na dwa sposoby: poprzez poprawę warunków pracy istniejącego systemu grzewczego oraz poprzez zastosowanie optymalnych metod rozmieszczenia i podłączenia grzejników, ustalonych na etapie projektowania.

Korzystając z przykładu na poniższym rysunku, przeanalizujemy utratę ciepła w systemie ogrzewania budynku.

1. Straty ciepła przez dach wynoszą: 25 - 30%.
2. Przez okna: 10 - 15%.
3. Utrata ciepła przez podłogę: 10 - 15%.
4. Straty przez ściany: 10 - 15%.
5. Sąsiedztwo: 10 - 15%.
6. Przez rurę (jeśli jest ogrzewanie piecowe): 20 - 25%.

Sugerujemy korzystanie z niego online kalkulator do obliczania strat ciepła w domu.

Jak poprawić efektywność istniejącego systemu grzewczego

Aby poprawić efektywność istniejącego systemu grzewczego, eksperci zalecają podjęcie następujących działań:

• ocieplić zewnętrzne struktury domu (ściany, fundamenty, piwnicę i strych);
• wymienić stare drewniane ramy okienne na okna z podwójnymi szybami;
• nakleić na ściany za grzejnikami ekrany foliowe;
• okresowo otwierać krany Mayevsky'ego, aby uwolnić powietrze z grzejników;
• Jeżeli ściany są zimne, ociepla się je od wewnątrz materiałami termoizolacyjnymi.

Po wykonaniu tych czynności właściciele domów natychmiast zauważą poprawę wydajności cieplnej urządzeń grzewczych. Rynek materiałów budowlanych oferuje szeroką gamę materiałów do izolacji ścian wewnętrznych, od płyt korkowych i tynków strukturalnych, po płytki gipsowe i dekoracyjne panele poliuretanowe, które nie tylko ocieplą pomieszczenia, ale także poprawią ich wygląd.

Porównanie ogrzewania grzejników stalowych i żeliwnych

Jak poprawić wydajność na etapie projektowania

Aby zapobiec niedostatecznemu przenoszeniu ciepła przez urządzenia grzewcze w nowych budynkach, na etapie projektowania należy przestrzegać następujących zasad.

Zasada 1Grzejniki montuje się pod oknami. Mogą to być specjalne wnęki lub podwieszane pod parapetami, z moskitierami lub bez. Moskitiery zasłaniają grzejniki, ale mogą również zmniejszać ich moc grzewczą. W niektórych przypadkach moskitiery stosuje się celowo, aby zmniejszyć przepływ ciepła o 10-15%, oszczędzając w ten sposób ciepło w innych pomieszczeniach.

Zasada 2Sposób podłączenia znacząco wpływa na wydajność urządzeń grzewczych. Może być on jednostronny lub dwustronny. Dwustronne podłączenie pozwala zbliżyć moc grzejnika do deklarowanej wartości współczynnika przenikania ciepła. Doświadczenie pokazuje, że jeśli w jednym pomieszczeniu jest mniej niż 20 sekcji, preferowane jest jednostronne podłączenie grzejnika.

Zdjęcie poniżej przedstawia wydajność odcinków z dwustronnymi przyłączami rurowymi.

Na zdjęciu przedstawiono wydajność odcinków z jednostronnym połączeniem rur.

Jak obliczyć moc grzewczą jednej sekcji grzejnika

Sugerujemy skorzystanie z kalkulatora online, aby określić, ile sekcji ma grzejnik bimetaliczny potrzebne na 1 m2.

Segmentowa konstrukcja elementów grzejnych pozwala na zróżnicowanie liczby elementów w każdym grzejniku. Pozwala to na regulację mocy grzewczej poprzez zwiększanie lub zmniejszanie powierzchni wymiany ciepła grzejników.

Grzejniki segmentowe dostępne są w wersji bimetalicznej, aluminiowej i żeliwnej. Jak wspomniano powyżej, wszystkie sekcje dostarczane są na rynek grzewczy z określoną nominalną mocą cieplną, obliczoną dla standardowych warunków pracy urządzeń grzewczych.

Każde obliczenie mocy cieplnej grzejnika musi uwzględniać specyfikę pomieszczeń, w których jest on zainstalowany. W tym celu opracowano współczynniki korekcyjne (patrz poprzedni rozdział „Normy mocy cieplnej”). Podstawiając te wartości rzeczywiste do obliczeń, uzyskuje się końcową moc cieplną pierwszego segmentu grzejnika.

Moc cieplna grzejników płytowych

W odróżnieniu od urządzeń segmentowych, panele grzewcze ze stali są produktami nierozbieralnymi.

W dokumentacji dołączonej do produktu producent podaje nominalną moc cieplną panelu, obliczoną dla Δt = 70⁰ C przy średniej temperaturze pokojowej -22⁰ C. Przenoszenie ciepła przez urządzenie oblicza się, podstawiając rzeczywistą wartość Δt i wprowadzając współczynniki korekcyjne.

Obliczanie grzejników Część 1