Determinar com precisão o número de seções de um radiador bimetálico capaz de aquecer eficazmente um metro quadrado de ambiente impacta diretamente na eficiência econômica geral do sistema de aquecimento de um apartamento ou residência. Um radiador bimetálico é composto por diversos elementos, cada um constituído por um tubo de aço envolto em uma carcaça de alumínio.
A potência térmica média de uma seção bimetálica é de aproximadamente 160–180 W (ficha técnica). Esse valor é usado como parâmetro inicial para o cálculo preliminar do número de seções necessárias para um radiador bimetálico. Para aquecer um cômodo de 10 metros quadrados, é necessário um radiador com potência de 1360 W.
O número de seções para um radiador bimetálico é calculado simplesmente dividindo os dois valores acima: 1360/180 = 7,55 seções. O resultado é arredondado para cima, o que significa que serão necessárias 8 seções para aquecer este cômodo.
Atualmente, fabricantes e distribuidores de aquecedores de água, buscando atender melhor seus clientes, disponibilizam calculadoras online. Esse serviço permite que os consumidores, sem precisar realizar cálculos complexos, determinem em poucos cliques o número necessário de seções, não apenas para um radiador bimetálico, mas também para a montagem de radiadores de ferro fundido ou alumínio, além do tamanho de um painel de aquecimento de aço. Uma prática calculadora online para calcular o número de seções é apresentada no próximo capítulo.
- Calculadora online
- Por que é perigoso calcular aproximadamente o número de seções de um radiador?
- Dados necessários para o cálculo
- Coeficientes de perda de calor
- Metodologia de cálculo
- Parâmetros que influenciam o resultado do cálculo
- Cálculo do número de seções bimetálicas por 18 m²
- Modelo de um radiador bimetálico
- Tipo de conexão
- Layout do quarto
- Determinação da pressão térmica
- Condições do quarto
- Cálculo da potência térmica de 1 elemento bimetálico
- Cálculo do número total de seções para 18 m²
- Como montar um radiador seccional você mesmo
- Por que é necessário calcular o número de seções da bateria de aquecimento?
Calculadora online
Insira o diagrama de ligação do radiador na calculadora online.
Por que é perigoso calcular aproximadamente o número de seções de um radiador?
O método acima é bastante aproximado., Não levando em consideração Uma infinidade de fatores influencia o resultado do cálculo. A potência nominal de um único elemento de uma bateria de alumínio ou bimetálica é bastante relativa. Afinal, seu valor só pode ser obtido sob condições específicas, onde a temperatura de aquecimento da aleta bimetálica é igual a 100 °C.0C, pé-direito de até 3 metros, sem paredes externas (frias) no cômodo e com apenas uma janela.
À primeira vista, calcular a capacidade de aquecimento de radiadores bimetálicos para um apartamento com pé-direito de até 2,7 metros parece bastante simples. Basta multiplicar a potência de aquecimento padrão (136 W) de um segmento bimetálico pela área em metros quadrados de cada cômodo. O resultado é dividido pela potência de aquecimento de um segmento, conforme especificado pelo fabricante. Mas é aí que reside o perigo dos cálculos aproximados.
Baseando-se apenas nos dados do passaporte e sem levar em conta as características do cômodo, você pode calcular incorretamente quantas seções de radiador são necessárias por metro quadrado.2Isso pode levar ao aquecimento insuficiente do ambiente ou, inversamente, à necessidade de remoção do excesso de calor por meio de ventilação forçada. Para um cálculo preciso, é necessário considerar todas as nuances das condições do ambiente.
Dados necessários para o cálculo
Em geral, a documentação que acompanha o produto especifica a potência térmica máxima de um segmento bimetálico — em média, 180 W em condições ideais de aquecimento, embora seja necessário levar em consideração as perdas de calor associadas às características locais do ambiente.
No cálculo que determina o número de seções, são utilizados fatores de redução.
- A perda de calor pelo telhado é de 25 a 30%.
- Windows 10 – 15%.
- 10º andar – 15%.
- Paredes 10 – 15%.
- Adjacências 10 – 15%.
- Tubo (se houver) 20 – 25%.
Coeficientes de perda de calor
Para o projeto de sistemas de aquecimento, um conjunto de regras foi desenvolvido e aprovado com base nas normas GOST 30494-2011 e GOST 32415-2013. A norma SP 60.13330.2016 regulamenta a potência térmica padrão de 1 kW para um cômodo de 10 m² com pé-direito de até 3 metros, uma parede externa (fria) e uma janela.
Para adequar os dados iniciais às condições reais de funcionamento da bateria de aquecimento SP, foram desenvolvidos os seguintes coeficientes para corrigir as perdas de calor.
K1 - leva em consideração a estrutura do quadro:
- Caixilhos de janelas duplas – 1,27;
- Vidros duplos em janelas de fibra de vidro – 1.0;
- triplo – 0,85.
K 2 - leva em consideração a espessura das paredes:
- parede de 1 tijolo – 1,27;
- Alvenaria em 2 tijolos - 1;
- alto grau de isolamento térmico – 0,85.
K 3 é a relação entre a área das janelas e a área do piso:
- 1/2 – 1,2;
- 1/3 – 1,0;
- 1/10 – 0,8.
K 4 é a temperatura média do ar em ambientes internos no inverno:
- 30 graus – 1,5;
- 20 – 1,1;
- 10 – 0,7.
K 5 — número de cercas verticais frias:
- 1 – 1,1;
- 2 – 1,2;
- 3 – 1,3;
- 4 – 1,4.
K 6 - espaço acima do quarto:
- Volume frio sob o telhado – 1,0;
- sótão ou andar residencial de um prédio de apartamentos – 0,8.
K 7 - altura do teto:
- 2500 mm – 1,0;
- 3000 mm – 1,05;
- 3500 mm – 1,1.
Após inserir os fatores de correção no cálculo, o valor resultante é dividido pela potência térmica de uma seção. O número de seções é arredondado para o número inteiro mais próximo. Por exemplo, se o resultado for 10,4, então 11 seções serão utilizadas.
Metodologia de cálculo
É utilizado para determinar a diferença real de temperatura Δt (a diferença entre as temperaturas médias do líquido refrigerante no radiador e do ar ambiente). O cálculo baseia-se na fórmula:
Δt = (tpetição + tlinhas de retorno)/2 – t ar
Considerando o Δt padrão = 700 C e a temperatura média do ar na sala é de 220 C, obter:
(tpetição + tlinhas de retorno) = 2(70 + 22) = 1840 COM
Considerando que o padrão básico para a diferença de temperatura entre a entrada e o retorno é de 200 C, determine o seu significado:
tpetição = (184 + 20)/2 = 1020 COM
tlinhas de retorno = (184 - 20)/2 = 820 COM
Na realidade, isso é simplesmente impossível. O fato é que a caldeira só consegue produzir água a uma temperatura máxima de 80°C.0 C, e a temperatura máxima que a bateria de aquecimento atingirá será de 770 C. Δt será aproximadamente 400 C. Portanto, a potência térmica real da primeira seção será de 100 W, e não de 180 W. Para simplificar o cálculo da potência térmica, utiliza-se uma tabela de fatores de redução.
| Δt | PARA |
| 40 | 0,48 |
| 45 | 0,56 |
| 50 | 0,65 |
| 55 | 0,73 |
| 60 | 0,82 |
| 65 | 0,91 |
| 70 | 1 |
O valor da potência nominal é multiplicado pelo coeficiente correspondente. Isso significa que, para aquecer um metro quadrado de área, é necessária uma potência térmica de 180 x 0,48 = 86,4 W. Arredondando, isso significa que para aquecer 10 m²2 Será necessário aproximadamente 1 kW de potência térmica. Portanto, dividindo 1 kW por 86,4 W, obtemos 1000/86,4 = 9 seções.
Quando a altura do teto for superior a 2,5 m, o cálculo baseia-se no volume da divisão. Para este efeito, o coeficiente K7 é incluído no cálculo (ver a secção sobre coeficientes de perda de calor acima).
Parâmetros que influenciam o resultado do cálculo
Conforme mencionado anteriormente, a potência térmica nominal de um único elemento, indicada pelo fabricante na ficha técnica do produto, é calculada para condições ideais de ambiente. Isso determina o número padrão de segmentos de radiador necessários para aquecer completamente um metro quadrado de espaço.
Cada cômodo, seja em um apartamento ou em uma casa particular, tem suas próprias necessidades de aquecimento. Esses parâmetros podem variar significativamente dos valores padrão.
Somente engenheiros de aquecimento podem calcular com eficácia e precisão o número de resistências em radiadores bimetálicos. Ao realizar esses cálculos, eles consideram uma grande quantidade de parâmetros que influenciam o resultado final.
Para evitar cansar o leitor com as especificidades de uma abordagem profissional a este assunto, vamos nos concentrar nos dados básicos necessários para calcular com precisão os segmentos de baterias de aquecimento bimetálicas:
- o material de que as paredes são construídas;
- espessura das estruturas envolventes;
- temperatura ambiente média no inverno;
- tipo de caixilho de janela (caixilho duplo de madeira, vidro duplo ou triplo);
- a presença de um cômodo aquecido ou frio acima do cômodo;
- número de cercas frias;
- área do quarto;
- altura do teto.
Um coeficiente de correção é selecionado para cada parâmetro. Os sete coeficientes mais comumente usados estão listados acima.
Cálculo do número de seções bimetálicas por 18 m2
Para esclarecer como funciona todo o processo de seleção do número de seções em um radiador, podemos considerar o cálculo, por exemplo, para um cômodo com área de 18 m².2Inicialmente, são selecionadas as condições de aquecimento de ambientes mais comuns encontradas na prática:
- modelo de radiador bimetálico;
- tipo de conexão;
- Localização do quarto;
- determinação da pressão térmica;
- Condições do quarto;
- Cálculo da transferência de calor de uma seção bimetálica;
- cálculo do número total de seções para 18 m2.
Modelo de um radiador bimetálico
Vamos supor que um comprador hipotético tenha escolhido um radiador bimetálico seccional ATLANT Eco 500/96. O número 500 indica a distância entre os centros das seções dos coletores superior e inferior. Radiadores bimetálicos também estão disponíveis com uma distância de 350 mm entre os centros.
Nas características deste modelo, o fabricante indicou a potência de uma seção como 160 W com uma pressão térmica de Δt = 700C. Um segmento foi projetado para aquecer 1,8 m2Esses dados do passaporte precisarão ser ajustados às condições reais de aquecimento do quarto.
Tipo de conexão
Os radiadores podem ter conexões de tubulação de um ou dois lados.
Neste caso, foi selecionado um radiador com conexões de tubulação duplas, com a entrada do líquido de arrefecimento localizada na parte superior e o retorno do fluxo saindo pela abertura inferior.
Layout do quarto
O cômodo pode ser um quarto em uma casa ou apartamento particular. Também é importante considerar o que está localizado acima do cômodo: um espaço aquecido ou refrigerado na casa ou apartamento.
Nesse caso, eles escolhem um quarto em um apartamento em um andar residencial superior.
Determinação da pressão térmica
O capítulo anterior, "Metodologia de Cálculo", apresentou um exemplo de cálculo da pressão térmica real. Nesse caso, a pressão térmica seria de 70.0 COM.
De acordo com a tabela, o coeficiente correspondente é 1,0.
Condições do quarto
O capítulo anterior, "Coeficientes de Perda de Calor", listou as condições do ambiente que podem afetar significativamente o rendimento calculado de um radiador bimetálico. Este exemplo utiliza dados médios e os valores de coeficiente correspondentes:
- a altura do teto é considerada como 3 m. (1,05);
- o espaço acima do quarto é o piso residencial (0,8);
- número de paredes frias (externas) – 1 (1,1);
- A temperatura média dos quartos no inverno é de 20 graus.0 C (1,1);
- a proporção entre a área das janelas e a área do piso é de 1:3 (1,0);
- isolamento térmico de paredes – alvenaria em 2 tijolos (1,0);
- Estrutura da moldura da janela – vidro duplo (1).
Cálculo da potência térmica de 1 elemento bimetálico
A potência nominal declarada pelo fabricante para um único elemento de aquecimento do radiador ATLANT Eco 500/96 é de 160 W. O coeficiente de pressão térmica é 1,0, o que não altera o valor original de 160 W. Aplicando todos os coeficientes de perda de calor, calcula-se a potência térmica final da primeira seção.
160 W x K-1 x K-2 x K-3 x K-4 x K-5 x K-6 x K-7 = 160 x 1,05 x 0,8 x 1,1 x 1,1 x 1,0 x 1,0 x 1,0 = 160 x 1,0164 = 162 O.
Cálculo do número total de seções para 18 m2
Os cálculos confirmaram que uma seção bimetálica aquecerá 1,8 m2 área do cômodo, mantendo a temperatura média do ar no inverno em torno de 200 COM.
Portanto, para aquecer um cômodo com área de 18 m²2 Você precisará de uma bateria ATLANT Eco 500/96, composta por dez seções.
Como montar um radiador seccional você mesmo
Pode ser que você não encontre à venda uma bateria segmentada com o número necessário de seções. Nesse caso, você pode comprar as seções individualmente e montá-las você mesmo.
A vantagem é que o proprietário pode sempre aumentar ou diminuir a potência de aquecimento do radiador, adicionando ou removendo segmentos. Conexões (niples com rosca externa), anéis de vedação e tubos de ligação são adquiridos juntamente com os segmentos.
A montagem é feita com uma chave especial. Como o design seccional possui múltiplas juntas, uma montagem inadequada do radiador pode causar vazamentos nas junções das seções. Portanto, aparafusar os segmentos para formar uma única unidade requer extremo cuidado.
Por que é necessário calcular o número de seções da bateria de aquecimento?
O cálculo preciso das seções bimetálicas é impossível sem um banco de dados inicial adequadamente estruturado. É necessário determinar os volumes. perda de calor do quartoPara garantir uma temperatura confortável no ambiente, escolha o fabricante de radiadores adequado, verifique a temperatura do líquido refrigerante na entrada e na saída do radiador e determine se ele oferece essa temperatura.
Com base nesses dados, você pode calcular com segurança o número de segmentos de um radiador bimetálico necessários para aquecer 1 m² de área. Calcular corretamente o número de segmentos em um único radiador reduzirá significativamente os custos de aquecimento.
O design seccional dos aparelhos de aquecimento permite selecionar o número necessário de seções em um sistema de aquecimento residencial existente, desmontando-o ou, inversamente, instalando segmentos adicionais.
