Để giải quyết vấn đề này một cách chính xác và xác định cần bao nhiêu đoạn ống dẫn nhiệt (lưỡng kim, thép, gang, v.v.), cần phải thực hiện một phép tính đáng tin cậy dựa trên diện tích của căn phòng. sử dụng máy tính trực tuyến bên dưới.
Nhập sơ đồ đấu nối bộ tản nhiệt vào máy tính trực tuyến.
Khi xây dựng bất kỳ công trình nào, việc tính toán công suất của các bộ tản nhiệt và kích thước bộ trao đổi nhiệt là một yếu tố quan trọng cần xem xét. Chủ nhà cũng gặp phải vấn đề tương tự khi thay thế các bộ tản nhiệt.
Trong bài viết này, chúng ta sẽ tìm hiểu tất cả các loại bộ tản nhiệt đối lưu khác nhau và tính toán hiệu suất của bộ tản nhiệt dựa trên diện tích bằng công thức, không cần máy tính.
Chi tiết về tính toán nhiệt
Thiết kế phổ biến cho hệ thống sưởi ấm tòa nhà là bộ tản nhiệt với khoảng cách tiêu chuẩn 50 cm giữa các đoạn. Công suất tỏa nhiệt của từng đoạn phụ thuộc vào vật liệu cấu tạo nên nó:
- gang - 120 W;
- thép - 90;
- nhôm - 180;
- Vật liệu lưỡng kim - 190.
Nhưng những giá trị này là giá trị trung bình, và trong thực tế chúng bị ảnh hưởng bởi điều kiện hoạt động, kích thước phòng và mức độ làm nóng nước ở đầu vào và đầu ra; khi nhiệt độ giảm, khả năng truyền nhiệt cũng giảm.
Do đó, để tính toán công suất tỏa nhiệt của bộ tản nhiệt trong điều kiện cụ thể, cần phải biết sự chênh lệch nhiệt độ trong đường ống chính - đây là giá trị chênh lệch nhiệt độ giữa không khí trong phòng và thiết bị sưởi.
Nhiệt độ trong thiết bị là trung bình cộng của nhiệt độ nguồn cấp và nhiệt độ hồi lưu. Có thể tính toán chênh lệch nhiệt độ bằng máy tính trực tuyến hoặc bằng công thức.
DT = (T cung cấp + T hồi lưu) / 2 - T phòng, trong đó:
DT — chênh lệch nhiệt độ
Thông số kỹ thuật của thiết bị ghi rõ chênh lệch nhiệt độ được tính toán, nằm cạnh công suất định mức. Ví dụ: 2000 W, 90/70 (cung cấp và hồi lưu). Điều này có nghĩa là khi làm mát nước từ 90 độ xuống 70 độ, công suất tỏa nhiệt của bộ tản nhiệt là 2000 W.
Khi lắp đặt thiết bị như vậy trên hệ thống nhiệt độ thấp hoặc trung bình, công suất tỏa nhiệt sẽ thấp hơn so với công bố và cần được tính toán lại. Việc này có thể được thực hiện bằng cách sử dụng máy tính trực tuyến hoặc công thức sau:
Pf=Pn x (DTf / DTn) mũ 1/3, trong đó:
- Pf và Pn — công suất nhiệt thực tế và tiêu chuẩn tính bằng W;
- DTf và Dtn là sự chênh lệch nhiệt độ thực tế và nhiệt độ tiêu chuẩn.
Trong phòng có nhiệt độ cao, chỉ báo áp suất tiêu chuẩn tương ứng với 20 độ.
Mức tiêu thụ nhiệt trung bình trên mỗi mét vuông là 60–150 kilowatt, tùy thuộc vào điều kiện khí hậu và vị trí tầng của phòng cần sưởi ấm. Nếu bạn không nhập giá trị này vào trường "Năng lượng nhiệt ước tính trên mỗi mét vuông", máy tính sẽ mặc định mức trung bình là 100 watt.
Các loại bộ trao đổi nhiệt
Bộ tản nhiệt là một thiết bị gồm nhiều phần được kết hợp thành một khối duy nhất, trong đó chất làm mát được làm nóng – thường là nước – chảy qua. Mỗi phần là một bộ phận tản nhiệt, thường là cấu trúc đúc, gồm hai ống có khả năng bức xạ nhiệt, nhiệt lượng này được truyền vào không khí xung quanh, tạo ra bầu không khí thoải mái trong căn hộ.
Các thiết bị sưởi được thiết kế dưới dạng bảng hoặc dạng mô-đun. Ngoài ra còn có các thanh dẫn nhiệt – một bộ phận hình ống đường kính lớn – hoặc một cuộn dây định hình (như thanh sưởi khăn tắm trong phòng tắm) được lắp đặt vào hệ thống.
Các thiết bị sưởi ấm được làm từ thép, gang, nhôm và đồng. Những vật dụng bằng gang mà chúng ta thường thấy trong nhà cần được sơn lại để giữ được vẻ ngoài.
Xin lưu ý! Có các loại máy sưởi đối lưu điện – chúng bao gồm một vỏ máy có bộ phận gia nhiệt bên trong, được trang bị bộ điều nhiệt có thang đo độ và đèn LED.
Gang đúc
Các sản phẩm bằng gang là phổ biến nhất; chúng có hình dạng và thiết kế đơn giản. Chúng có thể được treo tường hoặc đặt đứng.
Được sản xuất bằng phương pháp đúc, đây là những cấu trúc đồ sộ có khả năng giữ nhiệt lâu dài và mang lại hiệu quả vận hành tiết kiệm chi phí nhất.
Ưu điểm:
- Truyền nhiệt tốt;
- Chống ăn mòn;
- Bền chắc, sử dụng được ít nhất 30 năm;
- Không kén chọn về chất lượng nước.
Nhược điểm:
- Nặng, khó lắp đặt;
- Thiết kế tồi.
Thép
Bộ trao đổi nhiệt bằng thép có thể là dạng tấm hoặc dạng ống.
Các mẫu máy điều hòa dạng tấm được làm từ kim loại dày 1,5 mm, do đó chúng có khả năng dẫn nhiệt thấp. Đặc điểm này cho phép điều chỉnh nhiệt độ nhanh chóng. Chúng hoạt động hiệu quả, với hiệu suất đạt tới 75%. Ưu điểm của chúng bao gồm chi phí thấp và dễ sử dụng. Nhược điểm là khả năng chống ăn mòn kém.
Các loại máy nước nóng dạng ống có tất cả các ưu điểm của loại dạng tấm, nhưng khác ở chỗ chúng có áp suất cao hơn, từ 9 đến 16 bar, trong khi loại đầu tiên chỉ có 7 đến 9 bar. Công suất sưởi ấm (120 - 1600 W) và công suất làm nóng nước (120 W) là như nhau đối với cả hai loại.
Dòng sản phẩm bộ tản nhiệt bằng thép có nhiều kích thước (chiều dài), cho phép bạn lựa chọn một chiếc phù hợp với mọi không gian.
Nhôm
Bộ trao đổi nhiệt bằng nhôm được khuyến nghị sử dụng cho các tòa nhà tư nhân có hệ thống sưởi độc lập. Mẫu này không thích hợp sử dụng trong hệ thống sưởi tập trung vì dễ bị hư hỏng do chất dẫn nhiệt kém chất lượng. Sản phẩm này được Rifara phân phối tại Nga.
Pin nhôm có sẵn ở dạng đúc và dạng ép đùn:
- Thùng đúc - có nhiều ngăn, bền chắc, thành dày hơn và có rãnh thoát nước rộng;
- Ép đùn - theo công nghệ sản xuất, thiết bị được ép ra từ hợp kim nhôm bằng máy móc, tạo ra một sản phẩm duy nhất, trong khi số lượng ngăn không thể tăng lên.
Các bộ tản nhiệt hoàn toàn bằng nhôm có hiệu suất tản nhiệt cao, trọng lượng nhẹ và dễ lắp đặt. Chúng cũng có vẻ ngoài bắt mắt. Về khả năng chịu áp suất và nhiệt độ, chúng tương đương với các sản phẩm bằng thép.
Điểm yếu của các thiết bị này là các mối nối giữa các ngăn và các đường ống, có thể dẫn đến rò rỉ sau một thời gian sử dụng. Hơn nữa, chúng không chịu được va đập. Tuổi thọ sử dụng chỉ từ 3-5 năm.
Kim loại kép
Bộ trao đổi nhiệt lưỡng kim có lõi thép hình ống và vỏ nhôm. Nó bền bỉ và đáng tin cậy, có khả năng chịu được áp suất cao. Mặc dù quán tính thấp, nó vẫn cung cấp khả năng truyền nhiệt cao hơn với lượng nước tiêu thụ thấp. Nó có vẻ ngoài bắt mắt và dễ bảo trì.
Nhược điểm chính là giá thành cao.
Đồng
Đồng từ lâu đã được sử dụng để chế tạo bộ trao đổi nhiệt, nhưng các mẫu này chỉ mới được sử dụng rộng rãi gần đây. Hệ thống sưởi ấm cần một loại đồng tinh chế, và các công nghệ mới đã giúp giảm chi phí sản xuất.
Mặc dù có thông số kỹ thuật tương tự như các mẫu khác, chúng lại nhẹ hơn và tỏa nhiệt nhiều hơn. Tính năng này giúp giảm đáng kể chi phí điện năng.
Đồng có độ bền cơ học cao hơn, do đó các đường ống này có thể được sử dụng kết hợp với nước được đun nóng đến 150 độ, ở áp suất 16 atmosphere.
Tôi nên chọn loại tản nhiệt nào?
Trước khi mua các linh kiện hệ thống sưởi, bạn cần biết toàn bộ hệ thống bao gồm những gì. Một hệ thống sưởi tiêu chuẩn bao gồm:
- Lò hơi - đây có thể là lò hơi điện, hoặc lò hơi chạy bằng khí đốt hoặc nhiên liệu rắn;
- ắc quy;
- ống;
- máy bơm điện, nếu dự án có cung cấp;
- Bình giãn nở.
Việc tính toán lượng pin cần thiết để sưởi ấm bất kỳ khu vực nào và việc lựa chọn pin chịu ảnh hưởng bởi:
- Áp suất làm việc - mức tối đa;
- Quyền lực;
- Thiết kế thiết bị.
Ngoài ra, bạn cần tính toán số lượng bộ tản nhiệt trên mỗi mét vuông, có tính đến số lượng phòng cần sưởi ấm. Việc này có thể được thực hiện bằng công thức hoặc máy tính.
Các phương pháp tính toán tiết diện bộ tản nhiệt dựa trên diện tích phòng mà không cần máy tính.
Các phép tính nhiệt dựa trên thể tích phòng được coi là phức tạp nhất trong ngành xây dựng. Để tính toán số lượng đoạn tản nhiệt—cho dù là lưỡng kim, nhôm hay gang—bạn có thể sử dụng máy tính trực tuyến hoặc sử dụng công thức:
- Theo từng khu vực của phòng;
- Do mất nhiệt.
Phương pháp đầu tiên để tính số lượng các đoạn của thiết bị sưởi mà không cần dùng máy tính, bằng cách sử dụng công thức, như sau:
k = P1/P2, trong đó:
- P1 — mức công suất yêu cầu tính bằng W;
- P2 là công suất nhiệt tỏa ra của một ngăn tính bằng W.
Để tính toán công suất định mức tổng thể để sưởi ấm toàn bộ căn hộ, bạn cần nhân công suất tiêu chuẩn trên mỗi mét khối với diện tích của tòa nhà. Tuy nhiên, không có tiêu chuẩn nào như vậy trong các văn bản quy định, vì vậy các giá trị gần đúng được sử dụng để tính toán. Đối với nhà xây bằng gạch, tiêu chuẩn là 0,037 kW trên mỗi mét khối; đối với nhà xây bằng tấm panel, tiêu chuẩn là 0,041 kW/m3; đối với nhà gỗ, giá trị thấp hơn được sử dụng.
Ngoài ra, tùy thuộc vào phương pháp kết nối thiết bị, các điều chỉnh sau đây sẽ được áp dụng:
- Đối với trường hợp một chiều:
- Hệ thống sưởi và hồi lưu từ bên dưới - 1,28;
- Phục vụ từ trên xuống và trả lại từ dưới lên - 1.03.
- Dành cho in hai mặt:
- hệ thống sưởi và hồi lưu từ bên dưới ở cả hai phía - 1.13;
- Cấp liệu và trả hàng từ phía dưới ở một bên - 1.28.
- Đối với đường chéo:
- Hệ thống sưởi và hồi lưu từ bên dưới - 1,00;
- Phát bóng từ trên xuống và nhận bóng từ dưới lên - 1.25.
Phương pháp tính toán thứ hai mà không cần dùng máy tính là sử dụng công thức có tính đến sự mất nhiệt.
k = Q / P2, trong đó:
- Q — tổn thất nhiệt tính bằng W;
- P2 là công suất nhiệt tỏa ra của một ngăn tính bằng W.
Công suất của một phần được thể hiện trong bảng sau:
| Xem | Sự truyền nhiệt của khoang phụ thuộc vào khe hở dọc trục. |
| Thép | 85 - 120 |
| Gang đúc | 100 - 160 |
| Nhôm | 140 - 185 |
| Sinh trắc học | 150 - 210 |
Bạn có thể tính toán số lượng ngăn chứa pin để sưởi ấm một ngôi nhà riêng theo cách sau.
N = S/t*100*w*h*r, trong đó:
- N — số ngăn;
- S — kích thước tòa nhà;
- t là năng lượng nhiệt cần thiết để làm nóng căn phòng;
- w là chỉ số thể hiện diện tích và kiểu dáng của cửa sổ: loại tiêu chuẩn - 1.1, hoặc loại nhựa có kính hai lớp - 1;
- h — chiều cao trần: dưới 2,7 m — 1, từ 2,7 đến 3,5 m — 1,5;
- r là giá trị hiệu chỉnh, nó phụ thuộc vào số lượng tường ngoài: phòng góc – 1, các loại phòng khác – 1.
Tùy thuộc vào diện tích, công suất của bộ tản nhiệt sưởi ấm trên mỗi mét vuông được tính toán theo công thức sau:
t = S*100 W, trong đó
- 100 W là công suất nhiệt cần thiết để làm nóng 1 m2 diện tích phòng.
Hiệu quả của hệ thống sưởi bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố. Việc tính toán chính xác công suất sưởi và lượng nhiệt tỏa ra của hệ thống sưởi được sử dụng để sưởi ấm một diện tích nhất định trong phòng là rất cần thiết.
Nếu bạn không chắc mình có thể thực hiện các phép tính chính xác bằng công thức, tốt hơn hết là nên sử dụng máy tính hoặc tìm sự trợ giúp từ các chuyên gia.
