Tepelný výkon vykurovacích telies - porovnávacia tabuľka liatinových, bimetalických, hliníkových a oceľových batérií

Tepelný výkon vykurovacieho telesa je koeficient, ktorý určuje množstvo tepla prijatého z vykurovacieho zariadenia za jednotku času a meria sa vo W/(m² K).

Tento technický parameter je hlavným ukazovateľom účinnosti radiátora pri vytváraní príjemnej vnútornej klímy. Výrobca vykurovacieho zariadenia je povinný uviesť túto hodnotu v sprievodnej dokumentácii k svojim výrobkom.

Výkon vykurovacích telies sa vypočítava v wattyNiektorí výrobcovia uvádzajú pre svoje výrobky tepelný tok vyjadrený v kalóriách za hodinu. Na prepočet na watty používajú štandard, kde 1 W = 859,845 kalórií/hodinu.

Prenos tepla jednej sekcie alebo panelu hydronického vykurovacieho systému sa vypočíta s prihliadnutím na primárne a sekundárne faktory. Patria sem konštrukčný materiál, teplota chladiacej kvapaliny, plocha výmeny tepla, schéma zapojenia zariadenia, jeho umiestnenie a ďalšie faktory. Ak sa radiátor skladá z viacerých sekcií alebo z jednej panelovej jednotky, výkon vypočíta a uvedie výrobca pre celú jednotku.

Ako vypočítať tepelný výkon vykurovacích telies na meter štvorcový

V sprievodnej dokumentácii spotrebiteľ nájde tepelný výkon jednej sekcie alebo celého panelu s konkrétnymi rozmermi. Tieto parametre sú dosť relatívne a nemalo by sa na ne spoliehať na 100 %. Na dosiahnutie realistických hodnôt si vyžadujú ďalšie úpravy. Na ich určenie je potrebné vypočítať tepelnú vodivosť radiátora.

Najprv musíme vyvrátiť všeobecné presvedčenie, že hliníkové batérie majú najvyšší tepelný výkon vďaka vlastnostiam neželezných kovov. Stojí za zmienku, že batérie nie sú vyrobené z čistého hliníka, ale z jeho zliatiny s kremíkom – silumínu – ktorý má výrazne nižší tepelný výkon.

To isté možno čiastočne povedať o oceľových, bimetalických a liatinových radiátoroch. Výkonové údaje uvedené v technickom liste vykurovacieho zariadenia sú presné, keď je rozdiel medzi priemernou teplotou chladiacej kvapaliny a teplotou vzduchu v miestnosti 70 °C.⁰ C. Tento jav sa nazýva teplotný rozdiel a označuje sa symbolom – Δt. Výpočet sa vykonáva pomocou vzorca:

Δt = (t_podanie + t_{spätné vedenia})/2 – t _vzduch

Podľa logiky výrobcu by výsledok výpočtu mal byť 70 stupňov. Priemernú teplotu chladiacej kvapaliny je potom možné vypočítať pomocou vzorca:

(t_podanie + t_{spätné vedenia}) = 2(Δt + t _vzduch)

Napríklad na základe tepelného výkonu jednej bimetalickej sekcie uvedeného výrobcom – 200 W, Δt = 70⁰ C, priemerná teplota v miestnosti - 22⁰ C, dostaneme výsledok:

(t_podanie + t_{spätné vedenia}) = 2(70 + 22) = 184⁰ S

Vzhľadom na štandardný rozdiel 20 stupňov medzi prívodom a spiatočkou sa ich hodnota určuje samostatne:

t_podanie = (184 + 20)/2 = 102⁰ S

t_{spätné vedenia} = (184 - 20)/2 = 82⁰ S

Skutočný výpočet prenosu tepla ukazuje, že jedna sekcia je schopná produkovať 200 W za predpokladu, že voda v prívodnom potrubí vrie a chladiaca kvapalina opúšťa výstupné potrubie pri teplote 82 stupňov.

Takýto jav je v praxi jednoducho nemožný. Faktom je, že kotly na ohrev vody pre domácnosť nedokážu ohrievať vodu nad 80 stupňov. Aj za týchto maximálnych podmienok bude chladiaca kvapalina vstupovať do chladiča s maximálnou teplotou okolo 77.⁰ C a Δt bude približne 40⁰ C. Z toho usudzujeme, že skutočný tepelný výkon jednej sekcie bimetalického radiátora nebude 200, ale iba 100 W.

Pre zjednodušenie výpočtu môžete použiť tabuľku prenosu tepla s redukčnými faktormi. Na tento účel použite vyššie uvedený vzorec s použitím plánovanej teploty v dome a chladiacej kvapaliny na výpočet Δt.

Tabuľka hodnôt redukčných faktorov

Tabuľka 1.

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

Zodpovedajúci koeficient sa nachádza v tabuľke a vynásobí sa menovitým tepelným výkonom jednej sekcie bimetalického radiátora. V tomto prípade je to na vykurovanie 1 m² miestnosť bude mať tepelný výkon 200 W x 0,48 = 96 W.

Pre vykurovanie 10 m² Plocha bude vyžadovať približne 1 kW vykurovacieho výkonu a požadovaný počet sekcií bude 1000/96 = 10,4. Ak má miestnosť dve okná, mali by sa pod nimi nainštalovať dva radiátory s 10 a 11 sekciami.

Normy tepelného výkonu

Pri navrhovaní vykurovacích systémov budov a stavieb sa používa regulačný dokument SP 60.13330.2016. Tento súbor pravidiel upravuje okrem iného aj vývoj vnútorných vykurovacích systémov v novostavbách a rekonštrukciách budov a stavieb. SP bol vypracovaný na základe požiadaviek SNiP GOST 30494-2011 a GOST 32415-2013. Na základe týchto noriem bola prijatá norma vykurovacieho výkonu 1 kW pre miestnosť s rozlohou 10 metrov štvorcových, výškou stropu do 3 metrov, jednou vonkajšou stenou a jedným oknom.

Pri úprave počiatočných podmienok pre vykurovanie miestnosti jedným alebo druhým smerom (väčšia alebo menšia plocha, rôzny počet okien atď.) sa na presné určenie menovitého tepelného výkonu do výpočtu zavádzajú korekčné faktory:

K1 – konštrukcia okna

• dvojitý rám – 1,27;
• dvojsklo – 1,0;
• trojsklo – 0,85.

K2 – izolácia stien

• nízke – 1,27;
• 2-tehlové murivo + tepelná izolácia – 1,0;
• vysoká kvalita – 0,85.

K3 – S_okná/S_pohlavie

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

K4 – priemerná vnútorná teplota v zime, stupne

• 35 – 1,5;
• 20 – 1,1;
• 10 – 0,7.

K5 – počet vonkajších stien

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

K6 – miestnosť nad izbou

• studená podkrovie – 1,0;
• podkrovie – 0,8.

K7 – výška stropu, m

• 2,5 – 1,0;
• 3 – 1,05;
• 3,5 – 1,1.

Konečný výsledok sa vydelí tepelným výkonom jednej sekcie radiátora. Podiel sa zaokrúhli nahor na najbližšie celé číslo (10,4 – 11 sekcií).

Porovnávacie tabuľky ukazovateľov prenosu tepla rôznych typov radiátorov

Ako už bolo spomenuté, prenos tepla sa meria vo W/m².²Táto hodnota sa považuje za vyjadrenie účinnosti vykurovacieho zariadenia. Pri výbere typu a prevedenia vykurovacích telies pre spotrebiteľa zohráva rozhodujúcu úlohu porovnanie ich vykurovacích výkonov.

Skutočný tepelný výkon radiátorov

Na základe týchto špecifikácií odborníci zverejňujú online rôzne tabuľky s uvedením tepelného výkonu bimetalických, hliníkových, oceľových a liatinových radiátorov. Tu nájdete údaje o tepelnom výkone vykurovacích zariadení.

Porovnávacia tabuľka tepelného výkonu 1 sekcie vykurovacích telies v závislosti od prevádzkového tlaku, objemu a hmotnosti

Tabuľka 2.

Typ zariadení s medziosovou vzdialenosťou 500 mm	Tepelný výkon, W	Pracovný tlak v atmosférach	Objem, liter	Hmotnosť, kg
Hliník	180	20	0,27	1,45
Bimetalický	200	20	0,20	1.2
Oceľ	120	20	0,20	1,05
Liatina	140	10	1.2	5.4

Porovnávacie charakteristiky v závislosti od typu vykurovacích zariadení

Tabuľka 3.

Charakteristiky	Hliník	Bimetalický	Oceľ	Liatina
Štruktúra	Sekčný	Sekčný	Panel	Sekčný
Rozvod	Strana	Strana	Bočné/Vertikálne	Strana
Odolnosť proti korózii	Priemerný	Vysoká	Priemerný	Vysoká
Typ chladiacej kvapaliny	Voda	Voda/nemrznúca zmes	Voda/nemrznúca zmes	Voda

Vykurovacie radiátory s lepším tepelným výkonom

Na základe početných recenzií spotrebiteľov, odborných testov a porovnaní výsledkov sú bimetalové radiátory uznávané ako najlepšie z hľadiska tepelného výkonu. V zostupnom poradí sú na prvom mieste hliníkové radiátory, za nimi nasledujú oceľové radiátory. Liatinové radiátory zostávajú v tejto kategórii na poslednom mieste.

Materiál použitý na výrobu vykurovacích telies, ich cena a kvalita použitej chladiacej kvapaliny zohrávajú v tomto rebríčku významnú úlohu. Napriek vynikajúcim vlastnostiam bimetalických radiátorov zostávajú najdrahšími. Optimálnym riešením je výber hliníkových radiátorov. Ich použitie je však obmedzené na autonómne vykurovacie systémy, kde je možné udržiavať kvalitu chladiacej kvapaliny na vysokej úrovni.

Z rovnakého dôvodu, ale naopak, sú úplne nevhodné na inštaláciu vo viacpodlažných budovách s centralizovanou vykurovacou sieťou. Čo sa týka oceľových spotrebičov, tie rýchlo prenášajú teplo, a to ako počas vykurovania, tak aj počas chladenia.

Nakoniec, ak spotrebiteľ nemá obavy z estetiky vzhľadu vykurovacích zariadení a požiadavka na tepelný výkon je nízka, ideálnym riešením by bola inštalácia liatinových radiátorov MS-140.

Závislosť prenosu tepla chladičom od teploty chladiacej kvapaliny

Menovitý tepelný výkon jednej sekcie chladiča sa vypočíta pre štandardné hodnoty teploty chladiacej kvapaliny na vstupe (90⁰ C) a výjazd (70⁰ C) vykurovacie zariadenie. Tieto podmienky platia pre centralizované vykurovacie siete.

V autonómnych vykurovacích systémoch pre súkromné ​​domy môže byť teplotný rozdiel odlišný. V tomto prípade sa tepelný výkon jednej sekcie môže výrazne líšiť od hodnôt uvedených výrobcom. Vykurovací výkon vykurovacieho zariadenia je priamo úmerný teplote chladiacej kvapaliny v prívodnom potrubí. Čím vyššia je teplota, tým väčší je tepelný výkon radiátora. Naopak, čím nižšia je teplota chladiacej kvapaliny, tým nižší je vykurovací výkon radiátora.

Aby ste predišli neočakávaným výkyvom teploty, používať termostaty, ktoré sa inštalujú do potrubia na vstupe do radiátora. Termostatické hlavice sa dodávajú v manuálnej, poloautomatickej a automatickej verzii, ovládané online.

Ako zvýšiť koeficient prestupu tepla

Na základe vyššie uvedeného je zrejmé, že skutočný tepelný výkon akéhokoľvek vykurovacieho zariadenia sa môže výrazne líšiť od technických špecifikácií uvedených výrobcom v jeho produktovej dokumentácii. Reálne prevádzkové podmienky vykurovacích telies môžu spôsobiť kumulatívne tepelné straty, čím sa znižuje účinnosť vykurovacieho systému v dome alebo byte.

Existujú dve možnosti na zvýšenie koeficientu prestupu tepla: zlepšenie prevádzkových podmienok existujúceho vykurovacieho systému a použitie optimálnych metód umiestnenia a pripojenia vykurovacích telies, ktoré boli určené vo fáze projektovania.

Pomocou príkladu na obrázku nižšie budeme analyzovať tepelné straty vo vykurovacom systéme budovy.

1. Tepelné straty cez strechu sú: 25 - 30 %.
2. Cez okná: 10 – 15 %.
3. Tepelné straty cez podlahu: 10 - 15 %.
4. Straty cez steny: 10 - 15 %.
5. Susedné oblasti: 10 – 15 %.
6. Cez potrubie (ak je k dispozícii kúrenie v peci): 20 - 25%.

Odporúčame ho používať online kalkulačka na výpočet tepelných strát v dome.

Ako zlepšiť účinnosť existujúceho vykurovacieho systému

Na zlepšenie účinnosti existujúceho vykurovacieho systému odborníci odporúčajú nasledujúce opatrenia:

• izolovať obvodové konštrukcie mimo domu (steny, základy, suterén a podkrovie);
• vymeňte staré drevené okenné rámy za okná s dvojitým zasklením;
• nalepiť fóliové zásteny na steny za radiátory;
• pravidelne otvárajte Mayevskyho kohútiky, aby ste uvoľnili vzduchové uzávery v radiátoroch;
• Ak sú steny studené, sú zvnútra izolované tepelnoizolačnými materiálmi.

Po dokončení týchto opatrení si majitelia domov okamžite všimnú zlepšený tepelný výkon svojich vykurovacích zariadení. Na vnútornú izoláciu stien ponúka trh so stavebnými materiálmi širokú škálu materiálov, od korkových dosiek a textúrovaných omietok až po sadrokartónové dlaždice a dekoratívne polyuretánové panely, ktoré nielen izolujú miestnosti, ale aj zlepšia ich vzhľad.

Porovnanie vykurovania oceľových a liatinových radiátorov

Ako zvýšiť efektivitu vo fáze návrhu

Aby sa predišlo nedostatočnému prenosu tepla vykurovacími zariadeniami v nových budovách, vo fáze projektovania sa dodržiavajú nasledujúce pravidlá.

Pravidlo 1Radiátory sa inštalujú pod okná. Môžu to byť špeciálne výklenky alebo zavesené pod parapety, s mriežkami alebo bez nich. Mriežky zakrývajú vzhľad radiátorov, ale môžu tiež znížiť ich vykurovací výkon. V niektorých prípadoch sa mriežky používajú zámerne na zníženie tepelného toku o 10 – 15 %, čím sa teplo zachová pre ostatné miestnosti.

Pravidlo 2Spôsob pripojenia výrazne ovplyvňuje účinnosť vykurovacích zariadení. Môže byť jednostranné alebo obojstranné. Obojstranné pripojenie pomáha priblížiť výkon radiátora k uvedenému hodnoteniu prenosu tepla. Skúsenosti ukazujú, že ak je v jednej miestnosti menej ako 20 sekcií, je vhodnejšie jednostranné pripojenie radiátora.

Na fotografii nižšie je znázornená účinnosť sekcií s obojstrannými potrubnými pripojeniami.

Fotografia zobrazuje účinnosť sekcií s jednostranným pripojením potrubí.

Ako vypočítať tepelný výkon jednej sekcie vykurovacieho telesa

Odporúčame vám použiť online kalkulačku, určiť, koľko sekcií má bimetalický radiátor potrebné na 1 m2.

Sekcionálna konštrukcia vykurovacích jednotiek umožňuje meniť počet jednotiek v každom radiátore. To umožňuje regulovať vykurovací výkon zvyšovaním alebo znižovaním plochy prenosu tepla radiátorov.

Sekcionálne radiátory sú dostupné v bimetalovom, hliníkovom a liatinovom prevedení. Ako už bolo spomenuté, všetky sekcie sa na trh s vykurovacími zariadeniami dodávajú s vopred špecifikovaným menovitým tepelným výkonom, vypočítaným pre štandardné prevádzkové podmienky vykurovacích zariadení.

Každý výpočet tepelného výkonu radiátorov musí zohľadňovať špecifické vlastnosti miestností, v ktorých sú nainštalované. Na tento účel boli vyvinuté korekčné faktory (pozri predchádzajúcu kapitolu „Normy tepelného výkonu“). Dosadením týchto skutočných hodnôt do výpočtu sa získa konečný tepelný výkon prvej sekcie radiátora.

Tepelný výkon panelových vykurovacích radiátorov

Na rozdiel od sekčných zariadení sú oceľové vykurovacie panely nerozoberateľné výrobky.

V sprievodnej dokumentácii výrobca uvádza menovitý tepelný výkon panelu, vypočítaný pre Δt = 70⁰ C pri priemernej izbovej teplote -22⁰ C. Prenos tepla zariadenia sa vypočíta dosadením skutočnej hodnoty Δt a zadaním korekčných faktorov.

Výpočet vykurovacích telies Časť 1