Izračun radijatora grijanja: kako izračunati potrebnu količinu i snagu radijatora

Dobro uređen sustav grijanja osigurat će stanovanju potrebnu temperaturu i u svim sobama po svakom vremenu bit će ugodno. Ali, kako bi se toplina prenijela u zračni prostor stambenih prostorija, potrebno je znati potreban broj radijatora, zar ne?

To će pomoći utvrditi proračun radijatora grijanja, koji se temelji na izračunima toplinske snage potrebne od instaliranih grijaćih uređaja.

Nikada niste radili takve izračune i bojite se pogriješiti? Pomoći ćemo Vam razumjeti formule – u članku je razmotren detaljan algoritam izračuna, analizirane su vrijednosti pojedinih koeficijenata koji se koriste u procesu izračuna.

Kako bi Vam bilo lakše razumjeti nijanse izračuna, odabrali smo tematske foto materijale i korisne videozapise koji objašnjavaju princip izračuna snage grijaćih uređaja.

Pojednostavljeni proračun kompenzacije toplinskih gubitaka

Bilo kakvi izračuni temelje se na određenim principima. U osnovu izračuna potrebne toplinske snage radijatora postavlja se razumijevanje da dobro radeći grijaći uređaji moraju u potpunosti kompenzirati gubitke topline koji nastaju tijekom njihovog rada zbog značajki grijanih prostorija.

Za stambene sobe koje se nalaze u dobro izoliranoj kući, smještenoj, pak, u umjerenom klimatskom pojasu, u nekim će slučajevima odgovarati pojednostavljeni izračun kompenzacije toplinskih propuštanja.

Za takve prostorije izračuni se temelje na normativnoj snazi od 41 W, potrebnoj za grijanje 1 kubnog metra stambenog prostora.

Kako bi toplinska energija koju emitiraju grijaći uređaji bila usmjerena upravo na grijanje prostorija, potrebno je izolirati zidove, tavane, prozore i podove.

Formula za određivanje toplinske snage radijatora, potrebne za održavanje optimalnih uvjeta življenja u prostoriji je:

Q = 41 x V,

gdje je V – volumen grijane sobe u kubnim metrima.

Dobiveni četveroznamenkasti rezultat može se izraziti u kilovatima, skraćujući ga prema izračunu 1 kW = 1000 W.

Detaljna formula izračuna toplinske snage

Kod detaljnih izračuna broja i veličina radijatora za grijanje obično se polazi od relativne snage od 100 W potrebne za normalno grijanje 1 m² normativne prostorije.

Formula za određivanje toplinske snage potrebne od uređaja za grijanje je sljedeća:

Q = ( 100 x S ) x R x K x U x T x H x W x G x X x Y x Z

Množitelj S u izračunima nije ništa drugo nego površina grijane prostorije, izražena u kvadratnim metrima.

Ostala slova su različiti korekcijski faktori, bez kojih bi izračun bio ograničen.

Glavno je pri toplinskim izračunima zapamtiti izreku “vrućina ne lomi kosti” i ne bojati se pogriješiti na veću stranu

Ali čak ni dodatni računski parametri ne mogu uvijek odraziti svu specifičnost jedne ili druge prostorije. Preporučuje se u slučaju dvojbe u izračunima dati prednost pokazateljima s većim vrijednostima.

Lakše je kasnije smanjiti temperaturu radijatora pomoću termoregulacijskih uređaja, nego smrzavati se zbog nedostatka njihove toplinske snage.

Zatim se detaljno razmatra svaki od koeficijenata koji sudjeluju u formuli za izračun toplinske snage baterija.

Na kraju članka daju se informacije o karakteristikama rastavljivih radijatora od različitih materijala i razmatra se postupak izračuna potrebnog broja sekcija i samih baterija na temelju osnovnog izračuna.

Orijentacija soba prema stranama svijeta

Čak i u najhladnijim danima energija sunca ipak utječe na toplinsku ravnotežu unutar doma.

Od usmjerenosti soba na jednu ili drugu stranu ovisi koeficijent «R» formule za izračun toplinske snage.

1. Soba s prozorom na jug – R = 1,0. Tijekom dana primat će maksimalnu dodatnu vanjsku toplinu u usporedbi s drugim prostorijama. Takva orijentacija smatra se osnovnom, a dodatni parametar je u ovom slučaju minimalan.
2. Prozor gleda na zapad – R = 1,0 ili R = 1,05 (za područja s kratkim zimskim danom). Ova soba također će uspjeti dobiti svoj udio sunčeve svjetlosti. Iako će sunce tamo pogledati pred večer, ipak je položaj takve prostorije povoljniji od istočne i sjeverne.
3. Soba je orijentirana na istok – R = 1,1. Zimsko jutarnje sunce teško da će uspjeti dobro zagrijati takvu prostoriju izvana. Za snagu radijatora bit će potrebni dodatni vati. Sukladno tome, izračunu dodajemo osjetnu korekciju od 10%.
4. Ispred prozora je samo sjever – R = 1,1 ili R = 1,15 (neće pogriješiti stanovnik sjevernih širina koji uzme dodatnih 15%). Zimi takva prostorija uopće ne vidi izravne sunčeve zrake. Stoga se preporučuje da se izračun potrebne toplinske snage radijatora također korigira za 10% naviše.

Ako na području stanovanja prevladavaju vjetrovi određenog smjera, poželjno je za sobe s privjetrinskim stranama povećati R do 20% ovisno o jačini vjetra (x1,1÷1,2), a za prostorije sa zidovima paralelnim hladnim strujanjima, podići vrijednost R za 10% (x1,1).

Prostorijama orijentiranim prozorima na sjever i istok, kao i sobama s privjetrinske strane, bit će potrebno snažnije grijanje

Uzimanje u obzir utjecaja vanjskih zidova

Osim zida s ugrađenim prozorom ili prozorima, drugi zidovi sobe također mogu biti u kontaktu s vanjskom hladnoćom.

Vanjski zidovi prostorije određuju koeficijent «K» formule za izračun toplinske snage radijatora:

• Postojanje jednog vanjskog zida u prostoriji tipičan je slučaj. Ovdje je s koeficijentom jednostavno – K = 1,0.
• Dva vanjska zida zahtijevat će za grijanje sobe 20% više topline – K = 1,2.
• Svaki sljedeći vanjski zid dodaje izračunima 10% potrebne toplinske snage. Za tri vanjska zida – K = 1,3.
• Postojanje četiri vanjska zida u prostoriji također dodaje 10% – K = 1,4.

Ovisno o značajkama prostorije za koju se izračun provodi, potrebno je uzeti odgovarajući koeficijent.

Ovisnost radijatora o toplinskoj izolaciji

Pametno i pouzdano izolirano stanovanje od zimske hladnoće omogućuje znatno smanjenje proračuna za grijanje unutarnjega prostora.

Stupanj izolacije vanjskih zidova podliježe koeficijentu «U» koji smanjuje ili povećava proračunsku toplinsku snagu uređaja za grijanje:

• U = 1,0 – za standardne vanjske zidove.
• U = 0,85 – ako je izolacija vanjskih zidova izvedena prema posebnom proračunu.
• U = 1,27 – ako vanjski zidovi nisu dovoljno otporni na hladnoću.

Standardnim se smatraju zidovi od materijala i debljine primjerene klimi. Također smanjene debljine, ali s ožbukanom vanjskom površinom ili s površinskom vanjskom toplinskom izolacijom.

Ako površina prostorije dopušta, može se izvesti unutarnja izolacija zidova. A zaštititi zidove od hladnoće izvana uvijek se može pronaći način.

Dobro izolirana prema posebnom proračunu kutna soba dat će značajan postotak uštede troškova grijanja cjelokupnoga stambenog prostora stana

Klima – važan čimbenik aritmetike

Različite klimatske zone imaju različite pokazatelje minimalno niskih vanjskih temperatura.

Pri proračunu snage prijenosa topline radijatora za uzimanje u obzir temperaturnih razlika predviđen je koeficijent «T».

Razmotrimo vrijednosti ovog koeficijenta za različite klimatske uvjeta:

• T = 1,0 do -20 °C.
• T = 0,9 za zime s mrazom do -15 °C
• T = 0,7 – do -10 °C.
• T = 1,1 za mrazeve do -25 °C,
• T = 1,3 – do -35 °C,
• T = 1,5 – ispod -35 °C.

Kao što vidimo iz gore navedenoga popisa, normalnim se smatra zimsko vrijeme do -20 °C. Za područja s takvom najmanjom hladnoćom uzima se vrijednost jednaka 1.

Za toplije regije ovaj proračunski koeficijent smanjit će ukupni rezultat izračuna. A za područja oštre klime potrebna količina toplinske energije od uređaja za grijanje će porasti.

Značajke izračuna visokih prostorija

Jasno je da će od dvije sobe iste površine više topline trebati ona s višim stropom. Koeficijent «H» pomaže uzeti u obzir prilagodbu volumena grijanoga prostora u izračunima toplinske snage.

Na početku članka spomenuta je neka normativna prostorija. Takvom se smatra soba sa stropom na razini 2,7 metara ili nižom. Za nju se uzima vrijednost koeficijenta jednaka 1.

Razmotrimo ovisnost koeficijenta H o visini stropova:

• H = 1,0 – za stropove visoke 2,7 metara.
• H = 1,05 – za prostoriju visine do 3 metra.
• H = 1,1 – za sobu sa stropom do 3,5 metra.
• H = 1,15 – do 4 metra.
• H = 1,2 – potreba za toplinom za višu prostoriju.

Kao što vidimo, za sobe s visokim stropovima u izračun treba dodati 5% za svakih pola metra visine, počevši od 3,5 m.

Po zakonu prirode, topli zagrijani zrak usmjerava se prema gore. Da bi se pomiješao cijeli njegov volumen, uređaji za grijanje morat će se potruditi kako treba.

Pri istoj površini prostorija, soba većeg volumena može zahtijevati dodatnu količinu radijatora koji se spajaju na sustav grijanja.

Proračunska uloga stropa i poda

Ne samo dobro izolirani vanjski zidovi dovode do smanjenja toplinske snage radijatora. Strop koji je u dodiru s toplom prostorijom također omogućuje minimiziranje gubitaka pri grijanju prostorije.

Koeficijent 'W' u formuli proračuna upravo služi za predviđanje toga:

• W = 1,0 – ako se gore nalazi, na primjer, negrijani neizolirani tavan.
• W = 0,9 – za negrijani, ali izolirani tavan ili drugu izoliranu prostoriju iznad.
• W = 0,8 – ako je kat iznad grijana soba.

Pokazatelj W može se korigirati naviše za prostorije prvog kata, ako se nalaze na tlu, iznad negrijanog podruma ili prizemnog prostora. Tada će brojke biti sljedeće: pod izoliran +20% (x1,2); pod neizoliran +40% (x1,4).

Kvaliteta okvira – jamstvo topline

Prozori – nekada slaba točka u toplinskoj izolaciji stambenog prostora. Moderni okviri s dvostrukim ostakljenjem omogućili su značajno poboljšanje zaštite soba od ulične hladnoće.

Stupanj kvalitete prozora u formuli izračuna toplinske snage opisuje koeficijent 'G'.

Za osnovu izračuna uzeta je standardna rama s jednokomornim staklopaketom, čiji je koeficijent jednak 1.

Razmotrimo druge mogućnosti primjene koeficijenta:

• G = 1,0 – okvir s jednokomornim staklopaketom.
• G = 0,85 – ako je okvir opremljen dvokomornim ili trokomornim staklopaketom.
• G = 1,27 – ako prozor ima stari drveni okvir.

Tako, ako u kući postoje stari okviri, gubitci topline bit će značajni. Stoga će biti potrebni snažniji radijatori. U idealnom slučaju, takve okvire poželjno je zamijeniti, jer su to dodatni troškovi grijanja.

Veličina prozora je važna

Slijedeći logiku, može se tvrditi da što je veći broj prozora u sobi i što je veći njihov pregled, to su osjetljivija curenja topline kroz njih. Koeficijent 'X' iz formule za izračun toplinske snage koja se zahtijeva od radijatora upravo odražava to.

U sobi s ogromnim prozorima, radijatori moraju imati broj sekcija koji odgovara veličini i kvaliteti okvira.

Normalan je odnos površine prozorskih otvora prema površini prostorije od 0,2 do 0,3.

Navodimo osnovne vrijednosti koeficijenta X za različite situacije:

• X = 1,0 – kod omjera od 0,2 do 0,3.
• X = 0,9 – za omjer površina od 0,1 do 0,2.
• X = 0,8 – kod omjera do 0,1.
• X = 1,1 – ako je omjer površina od 0,3 do 0,4.
• X = 1,2 – kad je omjer od 0,4 do 0,5.

Ako površina prozorskih otvora (npr. u prostorijama s panoramskim prozorima) prelazi zadane omjere, razumno je dodati još 10% vrijednosti X pri povećanju omjera površina za 0,1.

Vrata u prostoriji koja se zimi redovito koriste za izlazak na otvoreni balkon ili lođu unose svoje korekcije u toplinsku ravnotežu. Za takvu prostoriju ispravno je povećati X za dodatnih 30% (x1,3).

Gubici toplinske energije lako se kompenziraju kompaktnom instalacijom kanalnog vodenog ili električnog konvektora ispod balkonskog ulaza.

Utjecaj zatvorenosti radijatora

Naravno, toplinu će bolje predati onaj radijator koji je manje ograđen raznim umjetnim i prirodnim preprekama. Za ovaj slučaj, formula za izračun njegove toplinske snage proširena je koeficijentom „Y” koji uzima u obzir uvjete rada radijatora.

Najčešće mjesto postavljanja grijaćih tijela je ispod prozorske daske. Pri takvom položaju vrijednost koeficijenta iznosi 1.

Razmotrimo tipične situacije postavljanja radijatora:

• Y = 1,0 – odmah ispod prozorske daske.
• Y = 0,9 – ako je radijator potpuno otvoren sa svih strana.
• Y = 1,07 – kad je radijator zaklonjen horizontalnim izbočenjem zida.
• Y = 1,12 – ako je radijator postavljen ispod prozorske daske prekriven prednjim kućištem.
• Y = 1,2 – kad je grijaće tijelo zaklonjeno sa svih strana.

Pomaknute duge guste zavjese također postaju uzrok hlađenja u prostoriji.

Suvremeni dizajn radijatora grijanja omogućuje njihovu upotrebu bez ikakvih dekorativnih pokrova – čime se osigurava maksimalna toplinska predaja.

Učinkovitost spajanja radijatora

Učinkovitost rada radijatora izravno ovisi o načinu priključenja na unutarnju razvodnu mrežu grijanja. Često vlasnici stanova žrtvuju ovaj pokazatelj u korist ljepote prostorije. Formula za izračun potrebne toplinske snage sve to uzima u obzir putem koeficijenta „Z”.

Navedimo vrijednosti ovog pokazatelja za različite situacije:

• Z = 1,0 – spajanje radijatora u zajednički krug sustava grijanja metodom „dijagonalno”, što je najopravdanije.
• Z = 1,03 – drugi, najčešći zbog male duljine priključka, način spajanja „s bočne strane”.
• Z = 1,13 – treća metoda „odozdo s dvije strane“. Zahvaljujući plastičnim cijevima, brzo se ustalila u novogradnji, unatoč znatno manjoj učinkovitosti.
• Z = 1,28 – još jedan, vrlo neučinkovit način „odozdo s jedne strane“. Zaslužuje razmatranje samo zato što su neki radijatorski sklopovi opremljeni gotovim jedinicama sa spajanjem na jednu točku dovodne i povratne cijevi.

Povećanju koeficijenta korisnog djelovanja grijaćih uređaja pomoći će ugrađeni odzračivači zraka koji će pravodobno spasiti sustav od „uzračenja“.

Prije nego što sakrijete cijevi grijanja u pod, koristeći neučinkovita spajanja baterija, vrijedi se sjetiti zidova i stropa.

Princip rada bilo kojeg vodnog grijaćeg uređaja temelji se na fizičkim svojstvima vruće tekućine da se diže prema gore, a nakon hlađenja pomiče prema dolje.

Stoga se snažno ne preporučuje korištenje priključaka sustava grijanja na radijatore kod kojih je dovodna cijev na dnu, a povratna na vrhu.

Praktični primjer izračuna toplinske snage

Polazni podaci:

1. Kutna soba bez balkona na drugom katu dvokatne kuće od blokova šljake ožbukane, u području bez vjetra u Zapadnom Sibiru.
2. Duljina sobe 5,30 m × širina 4,30 m = površina 22,79 m².
3. Širina prozora 1,30 m × visina 1,70 m = površina 2,21 m².
4. Visina prostorije = 2,95 m.

Redoslijed proračuna:

U nastavku se daje opis proračuna broja segmenata radijatora i potrebnog broja baterija. Temelji se na dobivenim rezultatima toplinskih snaga uzimajući u obzir dimenzije predviđenih mjesta ugradnje grijaćih uređaja.

Bez obzira na ishode, preporučuje se da se u kutnim sobama radijatorima opremaju ne samo prozorske niše. Baterije treba postavljati uz „slijepe“ vanjske zidove ili blizu uglova koji su izloženi najvećem smrzavanju pod utjecajem vanjske hladnoće.

Specifična toplinska snaga sekcija radijatora

I prije izvođenja općeg proračuna potrebne toplinske snage grijaćih uređaja, potrebno je odlučiti od kojeg će se materijala rastavljive baterije ugrađivati u prostorije.

Izbor se treba temeljiti na karakteristikama sustava grijanja (unutarnji tlak, temperatura toplinskog medija). Pritom ne treba zaboraviti na vrlo različitu cijenu kupljenih proizvoda.

U nastavku ćemo govoriti o tome kako pravilno izračunati potreban broj različitih radijatora za grijanje.

Pri temperaturi nosača topline od 70 °C, standardne sekcije radijatora od 500 mm iz različitih materijala imaju nejednaku specifičnu toplinsku snagu «q».

1. Lijevano željezo – q = 160 W (specifična snaga jedne sekcije od lijevanog željeza). Radijatori od ovog metala prikladni su za svaki sustav grijanga.
2. Čelik – q = 85 W. Čelični cijevni radijatori mogu raditi u najtežim uvjetima rada. Njihove su sekcije lijepe u svom etalnom sjaju, ali imaju najmanji rijenos topline.
3. Aluminij – q = 200 W. Lagane, estetski privlačne aluminijske radijatore treba instalirati samo u autonomne sustave grijanja u kojima je tlak manji od 7 atmosfera. No, po rijenosu topline njihove sekcije nemaju remca.
4. Bimetal – q = 180 W. Unutrašnjost bimetalnih radijatora izrađena je od čelika, a površina za odvođenje topline – od aluminija. Ovi radijatori izdržat će sve režime tlaka i temeratura. Specifična toplinska snaga sekcija od bimetala također je na visini.

Navedene vrijednosti q su prilično uvjetne i korište se za reliminarni izračun. Točniji brojevi nalaze se u tehničkom listovima kupljenih uređaj za grijanje.

Proračun broja sekcija radijatora

Rastavljivi radijatori od bilo kojeg materijala dobri su po tome što se za postizanje njihove izračunate toplinske snage mogu dodavati ili oduzimati pojedinačne sekcije.

Za određivanje potrebnog broja «N» sekcija radijatora od odabranog materijala koristi se formula:

N = Q / q,

Gdje:

• Q = prethodno izračunana potrebna toplinska snaga uređaja za grijanje prostorije,
• q = specifična toplinska snaga pojedine sekcije radijatora koje se planiraju ugraditi.

Nakon izračunavanja ukupnog potrebnog broja sekcija radijatora u prostoriji, potrebno je shvatiti koliko ukupno radijatora treba ugraditi. Ovaj izračun temelji se na usporedbi gabarita predviđenih mjesta ugradnje uređaja za grijanje i veličina radijatora, uzimajući u obzir priključke.

Elementi baterije spajaju se spojnicama s različito usmjerenim vanjskim navojem pomoću radijatorskog ključa, a istovremeno se na spojeve ugrađuju brtve.

Za preliminarne izračune možemo se poslužiti podacima o širini sekcija različitih radijatora:

• lijevanoželjeznih = 93 mm,
• aluminijskih = 80 mm,
• bimetalnih = 82 mm.

Pri proizvodnji rastavljivih radijatora od čeličnih cijevi, proizvođači se ne drže određenih standarda. Ako želite postaviti takve baterije, trebate pristupiti pitanju individualno.

Također se možete poslužiti našim besplatnim online kalkulatorom za izračun broja sekcija:

Povećanje učinkovitosti prijenosa topline

Kod grijanja unutarnjeg zraka prostorije radijatorom, dolazi i do intenzivnog zagrijavanja vanjskog zida u području iza baterije. To dovodi do dodatnih neopravdanih gubitaka topline.

Kako bi se povećala učinkovitost toplinske snage radijatora, predlaže se odvajanje grijaćeg uređaja od vanjskog zida pomoću toplinskog reflektirajućeg zaslona.

Tržište nudi mnoge moderne izolacijske materijale s folijskom površinom koja reflektira toplinu. Folija štiti topli zrak zagrijan baterijom od kontakta s hladnim zidom i usmjerava ga unutar sobe.

Za ispravan rad, granice postavljenog reflektora moraju biti veće od dimenzija radijatora i stršati s obje strane za 2-3 cm. Razmak između grijaćeg uređaja i površine toplinske zaštite treba ostaviti u iznosu od 3-5 cm.

Za izradu toplinskog reflektirajućeg zaslona možemo preporučiti izospan, penofol, alufom. Od kupljene role izreže se pravokutnik potrebnih dimenzija i pričvrsti na zid na mjestu postavljanja radijatora.

Zaslon koji reflektira toplinu grijaćeg uređaja najbolje je pričvrstiti na zid silikonskim ljepilom ili pomoću tekućih čavala.

Preporučuje se odvojiti izolacijski list od vanjskog zida malim zračnim slojem, na primjer, pomoću tanke plastične rešetke.

Ako se reflektor sastoji od nekoliko dijelova izolacijskog materijala, mjesta spojeva sa strane folije potrebno je zalijepiti metaliziranom ljepljivom trakom.

Zaključci i koristan video na temu

Mali filmovi predstavit će praktično ostvarenje nekih inženjerskih savjeta u svakodnevnom životu. U sljedećem video isječku možete vidjeti praktičan primjer izračuna radijatora grijanja:

Promjena broja sekcija radijatora prikazana je u ovom videu:

Sljedeći video isječak govori o tome kako montirati reflektor ispod baterije:

Stečene vještine proračuna toplinske snage različitih vrsta radijatora grijanja pomoći će domaćem majstoru u ispravnom uređenju sustava grijanja. A domaćice će moći provjeriti ispravnost procesa ugradnje radijatora od strane vanjskih stručnjaka.

Jeste li se bavili samostalnim proračunom snage radijatora grijanja za svoj dom? Ili ste naišli na probleme koji su nastali ugradnjom niskoučinkovitih uređaja za grijanje? Podijelite svoje iskustvo s našim čitateljima – molimo ostavite komentare ispod.