Расчет батарей отопления частного дома: Как произвести расчет количества секций радиатора отопления

Как рассчитать радиаторы отопления для частного дома

Комфортные условия жизни в зимнее время всецело зависят от достаточности снабжения теплом жилых помещений. Если это новостройка, например, на дачном или приусадебном участке, то необходимо знать, как рассчитать радиаторы отопления для частного дома.

Как рассчитать радиаторы отопления для частного дома

Все операции сводятся к вычислению количества секций радиаторов и подчиняются четкому алгоритму, поэтому нет нужды быть квалифицированным специалистом – каждый человек сможет проделать довольно точное теплотехническое вычисление своего жилища.

Почему необходим точный расчет

Теплоотдача приборов теплоснабжения зависит от материала изготовления и площади отдельных секций. От правильных вычислений зависит не только тепло в доме, но также сбалансированность и экономичность системы в целом: недостаточное число установленных секций радиаторов не обеспечит должное тепло в комнате, а излишнее количество секций ударит по карману.

Виды радиаторов отопления

Для вычислений необходимо определиться с типом батарей и системы теплоснабжения. К примеру, расчет алюминиевых радиаторов теплоснабжения для частного дома отличается от других элементов системы. Радиаторы бывают чугунными, стальными, алюминиевыми, алюминиевыми анодированными и биметаллическими:

• Наиболее известны чугунные батареи, так называемые «гармошки». Они долговечны, стойки к коррозии, обладают мощностью секций 160 Вт при высоте 50 см и температуре воды 70 градусов. Существенный недостаток этих приборов – неприглядный внешний вид, но современные производители выпускают гладкие и достаточно эстетичные чугунные батареи, сохраняя все преимущества материала и делая их конкурентоспособными.

Чугунные батареи отопления

• Алюминиевые радиаторы по тепловой мощности превосходят чугунные изделия, они прочны, обладают легким собственным весом, что дает преимущество при монтаже. Единственный недостаток подверженность к кислородной коррозии. Для его устранения взято на вооружение производство анодированных радиаторов из алюминия.

Алюминиевые радиаторы отопления

• Стальные приборы не обладают достаточной тепловой мощностью, не подлежат разборке и увеличению секций при необходимости, подвержены коррозии, поэтому не пользуются популярностью.

Стальные радиаторы

• Биметаллические радиаторы отопления – это сочетание стальных и алюминиевых деталей. Теплоносителями и крепежными деталями в них являются стальные трубы и резьбовые соединения, покрытые алюминиевым кожухом. Недостаток – довольно высокая стоимость.

Биметаллические батареи

По типу системы теплоснабжения различают однотрубное и двухтрубное подключение элементов отопления. В многоэтажных жилых домах в основном применена однотрубная схема системы теплоснабжения. Недостатком здесь является довольно значительная разница температуры входящей и исходящей воды на разных концах системы, что свидетельствует о неравномерности распределения тепловой энергии по приборам батареям.

Однотрубная и двухтрубная система отопления

Для равномерного распределения тепловой энергии в частных домах можно применять двухтрубную систему теплоснабжения, когда горячая вода подается по одной трубе, а охлажденная выводится по другой.

Кроме этого, точное вычисление количества батарей отопления в частном доме зависит от схемы подключения приборов, высоты потолка, площади оконных проемов, количества наружных стен, типа помещения, закрытости приборов декоративными панелями и от других факторов.

Помните! Необходимо правильно рассчитать требуемое число радиаторов отопления в частном доме, чтобы гарантировать достаточное количество тепла в помещении и обеспечить экономию финансовых средств.

Таблица для расчета количества секций батареи

Виды расчетов отопления для частного дома

Вид расчета радиаторов отопления для частного дома зависит от поставленной цели, то есть насколько точно вы хотите рассчитать батареи отопления для частного дома. Различают упрощенный и точный методы, а также по площади и по объему рассчитываемого пространства.

По упрощенному или предварительному методу подсчеты сводятся к умножению площади помещения на 100 Вт: стандартную величину достаточной тепловой энергии на метр в квадрате, при этом формула подсчета примет следующий вид:

Q = S*100, где

Q – потребная мощность тепла;

S – расчетная площадь комнаты;

Вычисление нужного числа секций разборных радиаторов ведется по формуле:

N = Q/Qx, где

N – требуемое количество секций;

Qx – удельная мощность секции по паспорту изделия.

Так как эти формулы для высоты комнаты – 2,7 м, для других величин требуется вводить коэффициенты поправки. Вычисления сводятся к определению количества тепла на 1 м3 объема помещения. Упрощенная формула выглядит так:

Q = S*h*Qy, где

H – высота комнаты от пола до потолка;

Qy – средний показатель тепловой мощности в зависимости от вида ограждения, для кирпичных стен равен 34 Вт/м3, для панельных стен – 41 Вт/м3.

Эти формулы не могут гарантировать комфортные условия. Поэтому требуются точные вычисления, учитывающие все сопутствующие особенности здания.

Точный расчет приборов отопления

Теплопотери здания

Наиболее точная формула необходимой тепловой мощности выглядит следующим образом:

Q = S*100*(K1*К2*…*Kn-1*Kn), где

K1, K2 … Kn – коэффициенты, зависящие от различных условий.

Какие условия влияют на микроклимат в помещении? Для точного расчета учитывается до 10 показателей.

K1 – показатель, зависящий от числа наружных стен, чем больше поверхности соприкасается с внешней средой, тем больше потери тепловой энергии:

• при одной наружной стене показатель равен единице;
• если две наружные стены — 1,2;
• если три внешние стены — 1,3;
• если все четыре стены наружные (т.е. здание однокомнатное) — 1,4.

К2 – учитывает ориентацию здания: считается, что комнаты хорошо прогреваются, если расположены в южном и западном направлении, здесь К2 = 1,0, и наоборот недостаточно – когда окна выходят на север или восток – К2 = 1,1.

С этим можно поспорить: в восточном направлении помещение все же прогревается по утрам, поэтому целесообразнее применить коэффициент 1,05.

Расчитываем, насколько сильно должна греть батарея

К3 – показатель утепления наружных стен, зависит от материала и степени термоизоляции:

• для наружных стен в два кирпича, а также при использовании утеплителя для не утепленных стен показатель равен единице;
• для неутепленных стен – К3 = 1,27;
• при утеплении жилища на основании теплотехнических расчетов по СНиП – К3 = 0,85.

К4 – коэффициент, учитывающий самые низкие температуры холодного периода года для конкретного региона:

• до 35 °С К4 = 1,5;
• от 25 °С до 35 °С К4 = 1,3;
• до 20 °С К4 = 1,1;
• до 15 °С К4 = 0,9;
• до 10 °С К4 = 0,7.

Расчет радиаторов отопления по площади

К5 – зависит от высоты помещения от пола до потолка. В качестве стандартной высоты принята h = 2,7 м с показателем равной единице. Если высота комнаты отличается от стандартной, вводится поправочный коэффициент:

• 2,8-3,0 м – К5 = 1,05;
• 3,1-3,5 м – К5 = 1,1;
• 3,6-4,0 м – К5 = 1,15;
• более 4 м – К5 = 1,2.

К6 – показатель, учитывающий характер помещения, находящегося сверху. Полы жилых зданий всегда утепляются, комнаты сверху могут быть отапливаемыми или холодными, а это неизбежно повлияет на микроклимат рассчитываемого пространства:

• для холодного чердака, а также если помещение сверху не отапливается, показатель будет равен единице;
• при утепленном чердаке или кровле – К6 = 0,9;
• если сверху расположено отапливаемая комната – К6 = 0,8.

К7 – показатель, учитывающий тип оконных блоков. Конструкция окна существенным образом влияет на потери тепла. При этом величина коэффициента К7 определяется следующим образом:

• так как окна из дерева с двойным остеклением недостаточно защищают комнату, показатель самый высокий К7 = 1,27;
• стеклопакеты обладают отличными свойствами защиты от теплопотерь, при однокамерном стеклопакете из двух стекол К7 равен единице;
• улучшенный однокамерный стеклопакет с аргоновым заполнением или двойной стеклопакет, состоящий из трех стекол К7 = 0,85.

Однотрубная и двухтрубная система отопления

К8 – коэффициент, зависящий от площади остекления оконных проемов. Теплопотери зависят от количества и площади установленных окон. Соотношение площади окон к площади комнаты должно быть урегулировано таким образом, чтобы коэффициент имел низшие значения. В зависимости от отношения площади окон к площади помещения определяется искомый показатель:

• менее 0,1 – К8 = 0,8;
• от 0,11 до 0,2 – К8 = 0,9;
• от 0,21 до 0,3 – К8 = 1,0;
• от 0,31 до 0,4 – К8 = 1,1;
• от 0,41 до 0,5 – К8 = 1,2.

Схемы подключения отопительных приборов

К9 – учитывает схему подключения приборов. В зависимости от способа подключения горячей и вывода холодной воды зависит отдача тепла. Этот фактор необходимо учитывать при установке и определении требуемой площади приборов теплоснабжения. С учетом схемы подключения:

• при диагональном расположении труб подача горячей воды осуществляется сверху, обратка – снизу с другой стороны батареи, а показатель равен единице;
• при подключении подачи и обратки с одной стороны и сверху, и снизу одной секции К9 = 1,03;
• примыкание труб с двух сторон подразумевает и подачу, и обратку снизу, при этом коэффициент К9 = 1,13;
• вариант диагонального подключения, когда подача производится снизу, обратка сверху К9 = 1,25;
• вариант одностороннего подключения с подачей снизу, обраткой сверху и одностороннее нижнее подключение К9 = 1,28.

Потеря теплоотдачи из-за установки экрана радиатора

К10 – коэффициент, зависящий от степени закрытости приборов декорирующими панелями. Открытость приборов для свободного обмена теплом с пространством помещения имеет немаловажное значение, так как создание искусственных барьеров снижает теплоотдачу батарей.

Имеющиеся или искусственно созданные преграды могут изрядно понизить отдачу батареи из-за ухудшения обмена теплом с комнатой. В зависимости от этих условий коэффициент равен:

• при открытом расположении радиатора на стене со всех сторон 0,9;
• если прибор прикрыт сверху единице;
• когда радиаторы прикрыты сверху ниши стены1,07;
• если прибор прикрыт подоконником и декоративным элементом 1,12;
• когда радиаторы полностью прикрыты декоративным кожухом 1,2.

Правила установки радиаторов отопления.

Кроме этого, существуют специальные нормы расположения приборов отопления, которые необходимо соблюдать. То есть батарею располагать не менее, чем на:

• 10 см от низа подоконника;
• 12 см от пола;
• 2 см от поверхности наружной стены.

Подставляя все необходимые показатели, можно получить достаточно точное значение требуемой тепловой мощности помещения. Путем разделения полученных результатов на паспортные данные отдачи тепла одной секции выбранного прибора и, округлив до целого числа, получаем количество требуемых секций. Теперь можно, не опасаясь последствий, подобрать и установить необходимое оборудование с нужной тепловой отдачей.

Установка батареи отопления в доме

Способы упрощения расчетов

Несмотря на кажущуюся простоту формулы, на самом деле практический расчет не так прост, особенно если количество рассчитываемых комнат велико. Упростить расчеты поможет применение специальных калькуляторов, размещаемых на сайтах некоторых производителей. Достаточно ввести все необходимые данные в соответствующие поля, после чего можно получить точный результат. Можно воспользоваться и табличным методом, так как алгоритм вычисления достаточно прост и однообразен.

Расчет отопления частного дома, фото и примеры на сайте. Обновлено 18.04.2020

При покупке или строительстве дома, а также при замене старого котла на новый возникает вопрос о расчет отопления частного дома. Современные универсальные котлы отопления, не только на дровах и угле, но и на пеллетах или газу, дают возможность не зависеть от коммунальных служб, регулировать температуру в доме по своему усмотрению, экономично обогревать помещения. Но чтобы отопительная система служила долго и исправно, нужно не только приобретать качественное оборудование, но и верно произвести расчет отопления частного дома.

Если в расчете будут неточности или даже грубые ошибки, это приведет не только к неравномерному прогреву дома, но и к преждевременному выходу оборудования из строя, а то и вовсе поломке элементов системы. Кроме того, точный расчет позволит использовать отопительную систему максимально эффективно и существенно сократить расходы на обогрев помещений.

Содержание:

1. Типы отопительных котлов — преимущества и недостатки
2. Расчет рабочих параметров системы отопления
3. Как определить, сколько секций должно быть у радиаторов отопления?
4. Радиаторы из какого материала лучше выбрать?
5. Подводя итоги

Типы отопительных котлов — преимущества и недостатки

Прежде чем приступать к математическим вычислениям, нужно определиться, какой тип котла будет установлен в доме. Как правило, при выборе оборудования ориентируются на стоимость топлива, которое планируют использовать для его работы.

• Если в месте расположения дома проведен газ, то газовый котел будет удачным решением.
• Для тех, кому доступен дешевый уголь, подойдет угольный.
• Если вам выгодно приобретать пеллеты, то используйте пеллетный котел.
• Явное преимущество электрических котлов – возможность автоматической работы без вмешательства человека.

Если сложно определиться, можно взять котел, работающий на разных видах топлива, чтобы быть готовым к любому развитию событий.

На рынке представлены следующие виды отопительного оборудования:

• котлы, работающие на электричестве. Это самый дорогой вид топлива, а значит, сэкономить не выйдет. Но такие котлы автономны и безопасны. Можно оставить его работать, уехав из дома на несколько дней, если в вашем месте жительства редко отключают электричество. Для бесперебойной работы электрокотел нуждается в стабильном источнике энергии;
• газовый котел – самый экономичный вариант, ведь этот вид топлива довольно дешевый. Но использовать его могут лишь те, у кого к дому подведен газопровод. Газовые котлы отличаются высокой производительностью при небольших размерах;
• котлы, работающие на дизеле или отработанном масле, так же весьма недороги в силу доступности топлива. Основное неудобство – потребуется продумать, где будет находиться бак с топливом, который занимает немало места;
• твердотопливные котлы с автоматическим и ручным способом загрузки топливных материалов. Агрегаты, поддерживающие автоматическую подачу горючего — пеллет или топливных брикетов, могут довольно долго работать автономно, но стоят дороже.

Обратите внимание, установлен ли в котле ТЭН, благодаря ему котел будет поддерживать установленную температуру еще какое-то время после протопки.

Использование котла, который может работать сразу на нескольких видах топлива, обеспечит возможность переключаться с одного режима на другой в зависимости от обстоятельств, добиваясь тем самым оптимального прогрева помещения и экономичного расхода топлива.

Если при выборе оборудования и последующем расчете характеристик котла отопления для частного дома, у вас возникли трудности, всегда можно обратиться к консультантам «Теплодар», которые помогут подобрать оптимальное решение для вашего дома.

Расчет рабочих параметров системы отопления

После того, как был выбран тип котла, можно приступать к расчету системы отопления частного дома. Для обустройства системы отопления необходимо вычислить требуемую мощность котла и другие важные параметры. Расчет отопления для частного дома не вызовет трудностей даже у человека, который далек от вопросов теплоснабжения, поскольку выполняется он по довольно простой формуле. Нужно лишь умножить площадь отапливаемой комнаты на мощность агрегата, а произведение этих двух чисел разделить на десять.

По этой формуле можно рассчитать требуемую мощность котла, исходя из информации о площади комнат.

Важно: при определении суммарной площади комнат для расчета необходимо учитывать не только те помещения, где будут установлены радиаторы, но все помещения, которые имеют хотя бы одну внешнюю стену, соприкасающуюся с внешней средой.

То есть, чтобы просчитать систему обогрева, нужно сложить площади комнат с внешними стенами и добавить небольшой запас мощности к полученному результату. Второй параметр, нужный для расчетов, – это поправка на особенности климата. Ее высчитывают, исходя из того, в каком регионе и, соответственно, климатической зоне находится отапливаемый дом. Так, для центральных регионов с довольно мягкими зимами коэффициент климатической мощности составит 1,3 – 1,6 кВт, для южных и того меньше – 0,8 – 0,95 кВт, а вот для северных – 1,6 – 2,2 кВт.

Зная площадь всех комнат с внешними стенами и коэффициент климатической мощности, можно выполнить расчет. Допустим, общая площадь комнат в нашем доме составляет 100 м², а расположен он в зоне с умеренным климатом:

Nk=100 × 1,3 / 10=13 кВт

Значит, нам потребуется котел мощностью в 15-16 кВт. Небольшой запас мощности закладывают на случай увеличения площади дома за счет пристроек или для особенно «суровой» зимы.

Если вы сомневаетесь в точности расчетов, то всегда можете подобрать котел, обратившись к менеджерам компании «Теплодар». Достаточно лишь назвать площадь помещения, вид топлива и дополнительные функции, и специалист подберет для вас варианты, подходящие под эти требования. Также можно ограничить подборку по цене.

Как определить, сколько секций должно быть у радиаторов отопления?

Помимо определения мощности котла, расчет отопительной системы включает также вычисление оптимального количества секций у батарей отопления. Без этой информации можно ошибиться с покупкой, и тогда даже самый мощный котел не справится со своими задачами.

Но не стоит пугаться: посчитать, сколько секций необходимо, еще проще, чем вычислить мощность котла. Нужно лишь взять площадь комнаты, где планируется установить батарею, умножить эту цифру на сто. А потом разделить на мощность одной батареи отопления.

Поскольку, как правило, одна батарея отапливает только одну комнату, складывать площадь всех жилых помещений не потребуется. Исключением может стать ситуация, когда комната, где будет установлена батарея, соседствует с другой неотапливаемой комнатой. Тогда для вычисления количества секций нужно использовать их суммарную площадь.

Почему площадь нужно делить на сто? Это число появилось в формуле благодаря требованиям СНиПов, где указано, что на каждый квадратный метр площади жилого помещения необходимо 100 Вт мощности.

Мощность секции радиатора — параметр индивидуальный. Он зависит от того, из какого материала выполнен конкретный радиатор. Если информации о радиаторе нет, либо владелец дома пока не определился с выбором, можно использовать для расчета значение в 200 Вт, это среднестатистическая мощность, которой обладает одна секция большинства современных радиаторов отопления.

Имея все перечисленные выше данные, можно приступать к подбору батарей. Допустим, нам необходимо рассчитать радиатор для гостиной площадью в 25 м², а мощность секции приглянувшегося радиатора — 180 Вт. Считаем:

n=25 × 100|180=13,88=14

То есть нам понадобится радиатор с четырнадцатью секциями. Если в продаже отсутствуют подобные модели, то можно выбрать батарею с максимально близким числом секций, но в большую сторону. Большее количество секций необходимо для запаса мощности.

Важно: если комната, где будет размещен радиатор, угловая, либо расположена в торце здания, в расчете необходимо использовать коэффициент 1,2. На него нужно умножить получившееся число. То есть в нашем случае для угловой комнаты следует выбирать батарею с семнадцатью секциями.

Радиаторы из какого материала лучше выбрать?

От материалов, применяемых при изготовлении батареи отопления, зависит не только стоимость обустройства отопительного контура дома, но и конструктивные характеристики системы отопления.

1. Самый доступный вариант – это батареи из стали. Они дешевы, но имеют небольшую мощность, поэтому плохо справляются с прогревом просторных помещений.
2. Чугунные батареи долговечны и надежны в эксплуатации. Кроме того, они служат украшениям интерьера, благодаря своему эстетичному внешнему виду. Батареи из чугуна – отличный выбор, если у вашего дома кирпичные стены. А вот стены деревянного или шлакоблочного строения могут не справиться с нагрузкой: такие радиаторы очень тяжелые.
3. Также в продаже можно встретить алюминиевые и биметаллические радиаторы. Батареи из алюминия – не лучший вариант в многоквартирных домах, так как они подвержены преждевременному износу из-за низкого качества теплоносителя в системе. Но в загородном доме такие радиаторы будут служить долго. Главное – использовать только чистую воду.
4. При покупке радиатора стоит обратить внимание на анодированные модели, которые имеют повышенную защиту от коррозии, такие радиаторы стоят дороже, но имеют более долгий срок службы. Срок эксплуатации может достигать 30-ти лет, а значит, не придется тратиться на новые батареи и ремонтные работы в ближайшем будущем.

Широкий выбор радиаторов самых разных моделей позволит не только купить батарею с нужным количеством секций, но и подобрать прибор отопления, который максимально впишется в интерьер комнаты.

Подводя итоги

Для того чтобы в доме всегда царила атмосфера уюта и тепла, не стоит пренебрегать тщательным расчетом параметров системы отопления и экономить на котле или радиаторах. Приобретая качественное оборудование, вы сможете сэкономить на отоплении, что окупит изначальные вложения с лихвой. При выборе отопительного котла следует руководствоваться тем, какой вид топлива доступен в населенном пункте, где находится дом. Чтобы быть готовым к любым непредвиденным ситуациям, лучше выбрать котел, который можно переоборудовать для работы на другом виде топлива. Так, твердотопливные котлы «Теплодар» можно без дополнительных слесарных работ оснастить газовой или пеллетной горелкой.

Используя полученные из статьи знания, вы можете легко и быстро выполнить расчет отопительного контура и на основании полученных данных выбрать радиатор и батареи отопления. Эта простая формула для расчетов подойдет как для жилых помещений, так и для гаражей, придомовых построек и даже технических помещений и магазинов.

Как рассчитать систему отопления дома?

В процессе разработки проекта отопительной системы одним из ключевых моментов является тепловая мощность батарей. Это нужно для того, чтобы обеспечить требуемую санитарными нормами РФ температуру внутри жилого помещения от +22 °С. Но приборы отличаются друг от друга не только материалом изготовления, габаритами, но и количеством выделяемой тепловой энергии на 1 кв. м. Поэтому перед приобретением проводится расчет радиаторов.

Оглавление:

1. Что нужно учесть перед монтажом отопления?
2. Формулы для расчета, примеры
3. Калькулятор
4. Как определиться с количеством батарей?

С чего начинать

Оптимальный микроклимат в жилом помещении обеспечивается правильно подобранными радиаторами. К каждому изделию производитель прилагает паспорт с техническими характеристиками. В нем указывается мощность радиатора любого вида, исходя из размеров одной секции или блока. Эта информация важна для вычисления габаритов агрегата, их количества с учетом некоторых других факторов.

Из СНиП 41-01-2003 известно, что тепловой поток, поступающий в комнаты и кухни, следует принимать не менее, чем 10 Вт на 1 м² пола, то есть расчет системы отопления частного дома прост – нужно взять номинальную мощность батареи, прикинуть площадь квартиры и высчитать число радиаторов. Но все гораздо сложнее: она подбирается не по квадратным метрам, а по такому параметру, как термопотери. Причины:

1. Задача отопительной конструкции – компенсировать тепловые потери жилья и поднять температуру внутри до комфортной. Активнее всего тепло уходит через оконные проемы и холодные стены. При этом утепленный по правилам дом без сквозняков требует гораздо меньшей мощности радиаторов.

2. В расчет включаются:

• высота потолка;
• регион проживания: средняя уличная температура в Якутии составляет -40 °С, в Москве – -6 °С. Соответственно размеры и мощность радиаторов должны быть разными;
• система вентиляции;
• состав и толщина ограждающих конструкций.

Получив заданную величину, приступают к вычислению ключевых параметров.

Как правильно рассчитать мощность и количество секций

Продавцы отопительного оборудования предпочитают ориентироваться на средние показатели, указанные в инструкции к прибору. То есть, если указано, что 1 сегмент алюминиевой батареи может прогреть до 2 кв. м помещения, то дополнительные вычисления не требуются, однако это не так. На испытаниях берутся условия, приближенные к идеальным: температура на входе – не менее +70 или +90 °С, обратки – +55 или +70 °С, внутренняя температура – +20 °С, утепление ограждающих конструкций соответствует СНиПам. В реальности ситуация сильно отличается.

• Редкие ТЭЦ поддерживают постоянную температуру, соответствующую 90/70 или 70/55.
• Котлы, применяемые для отопления частного дома более +85 °С не выдают, поэтому пока теплоноситель дойдет до радиатора, температура падает еще на несколько градусов.
• Наибольшую мощность имеют алюминиевые батареи – до 200 Вт. Но их нельзя использовать в централизованной системе. Биметаллические – в среднем около 150 Вт, чугунные – до 120.

1. Расчет по площади.

В разных источниках можно встретить как сильно упрощенный расчет мощности батареи отопления на квадратный метр, так и очень сложный с включением логарифмических функций. Первый основывается на аксиоме: на 1 м² пола необходимо 100 Вт тепла. Норматив нужно умножить на площадь комнаты, и получается требуемая интенсивность работы радиатора. Величина делится на мощность 1 секции – искомое число сегментов найдено.

Пример:

Имеется комната 4 х 5, биметаллические радиаторы Глобал с сегментом на 150 Вт. Мощность = 20 х 100 = 2 000 Вт. Количество секций = 2 000 / 150 = 13,3.

Расчет количества секций биметаллических радиаторов показывает, что для данного примера необходимо 14 узлов. Впечатляющая гармошка разместится под окном. Очевидно, что этот прием весьма условный. Во-первых, не учитываются объем помещения, термопотери через наружные стены и оконные проемы. Во-вторых, норматив «100 на 1» – итог сложного, но устаревшего инженерного теплотехнического расчета для определенного типа конструкции с жесткими параметрами (габариты, толщина и материал перегородок, утепление, кровля и тому подобное). Для большинства жилищ правило не подходит, а результатом его применения станет недостаточный или излишний прогрев (зависит от степени изоляции дома). Чтобы проверить правильность вычислений, возьмем сложные приемы расчета.

2. Расчет по теплопотерям.

Формула расчета включает средние поправочные коэффициенты и выражается следующим образом:

Q = (22 + 0,54Dt)(S_p + S_ns + 2S_o), где:

• Q – требуемая теплоотдача радиаторов, Вт;
• Dt – разница между температурой воздуха в помещении и расчетной наружной, град;
• S_p – площадь пола, м²;
• S_ns – площадь стен снаружи, м²;
• S^o – площадь оконных проемов, м².

Количество секций:

• X = Q / N
• где Q – теплопотери помещения;
• N – мощность 1 сегмента.

Пример:

Имеется комната 4 х 5 х 2,5 м, оконный проем 1,2 х 1, одна наружная стена, биметаллические радиаторы Глобал с мощностью секции 150 Вт. Коэффициент термопроводности по СНиП – 2,5. Температура воздуха – -10 °С; внутри – +20 °С.

• Q = (22 + 0,54 х 30) х (20 + 10 + 2,4) = 1237,68 Вт.
• Количество секций = 1237,68 / 150 = 8,25.

Округляем до целого в сторону увеличения, получаем 9 секций. Можно проверить еще одним вариантом расчета с климатическими коэффициентами.

3. Расчет по теплопотерям комнаты согласно СНиП «Строительная климатология» 23-01-99.

Для начала нужно вычислить уровень термопотерь помещения через наружные и внутренние стены. Отдельно высчитывается этот же показатель для оконных проемов и дверей.

Q = F х k_{теплопроводности} х (t_вн-t_нар), где:

• F – площадь внешних ограждений за минусом оконных проемов, м²;
• k – берется согласно СНиП «Строительная климатология» 23-01-99, Вт/м²К;
• t_вн – температура внутри помещения, в среднем величина берется от +18 до +22 °С;
• t_нар – температура наружного воздуха, значение берется из того же СНиП или на сайте метеорологической службы города.

Полученные результаты для стен и проемов складываются, и выходит общая сумма теплопотерь.

Пример:

Имеется комната 4 х 5 х 2,5 м, оконный проем 1,2 х 1, одна наружная стена, биметаллические радиаторы Глобал с мощностью секции 150 Вт. Коэффициент термопроводности по СНиП – 2,5. Каждое окно отнимает около 100 Вт, дверь – 150.

• Qстены внут. = 10 х 2,5(20 + (-10)) = 250.
• Qстены наруж.= 8,8 х 2,5 (20 + (-10)) = 220.
• Общие теплопотери = 250 х 3 + 220 + 100 + 150 = 1 080 Вт.
• Количество секций = 1 220 / 150 = 8,13.

Почти идентичный результат, но и это не все. Корректный расчет батарей отопления в квартиру или дом включает поправку на фактическую мощность радиатора при определенных условиях (температуры подачи воды, обратки и воздуха). Показатель не зависит от вида радиатора, он – математическая составляющая. Некоторые производители, например, Керми, Фондиталь, присылают дилерам специальную таблицу коэффициентов, которые позволяют скорректировать номинальную тепловую мощность и получить фактическую с учетом реальной температуры теплоносителя и воздуха в районе проживания.

Если нет доступа к подобной информации, можно добавить к рассчитанному значению 20 % запас мощности на случай сильных холодов. Таким образом, количество секций увеличивается до 10 шт.

Онлайн калькулятор

От чего зависит количество радиаторов в помещении

Радиаторы априори устанавливаются там, где холоднее всего – под или рядом с оконными проемами на наружной стене, то есть первый и главный фактор – область наибольшей теплопотери. Если оконных проемов 2, то разумнее смонтировать батареи под каждым.

Второе условие – материал, из которого изготовлен прибор. Чем выше термопроводность, тем меньшие габариты имеет радиатор. Для нашего примера в пересчете на алюминиевые Глобал Эволюшн 203 Вт потребуется 8 секций, если брать чугунные Cherad 97 Вт – 16 шт.

Расположение квартиры или дома не менее важно. Угловая комната всегда холоднее – две стены выходят на улицу. Если теплоноситель движется сверху вниз, отдача увеличивается на 20 %. Особую роль здесь играет утепление стен и пола – нормативное значение 0,024 Вт/м²К улучшает термоемкость помещения почти на 40 %. Монтаж двойных или тройных стеклопакетов сокращает теплопотери на 20 %. В противовес этому активная принудительная вентиляция требует повышения мощности.

Расчет количества радиаторов: способы, формулы, пример расчета

Существуют разные методы расчёта количества радиаторов отопления. На это влияют и материал, из которого построено здание, и климатическая зона, где расположен дом, и температура носителя, и особенности теплоотдачи самого радиатора, а так же много других факторов. Рассмотрим подробнее технологию правильного расчета количества радиаторов отопления для частных домов, ведь от этого зависит эффективность работы, а так же экономичность отопительной системы дома.

Самым демократичным способом является расчёт радиатора исходя из мощности на квадратный метр. В средней полосе России зимний показатель составляет 50−100 ватт, в регионах Сибири и Урала 100−200 ватт. Стандартные 8-секционные чугунные батареи с межосевым расстояние 50 см имеют теплоотдачу 120−150 ватт на одну секцию. Биметаллические радиации имеют мощность около 200 ватт, что немного повыше. Если мы имеем ввиду стандартный водный теплоноситель, то для комнаты в 18−20 м² со стандартной высотой потолков в 2,5−2,7 м понадобится два чугунных радиатора по 8-м секций.

От чего зависит количество радиаторов

Есть ещё ряд факторов, которые должны учитываться при расчёте количества радиаторов:

• паровой теплоноситель имеет большую теплоотдачу, чем водный;
• угловая комната холоднее, так как у неё две стены выходят на улицу;
• чем больше окон в помещении, тем там холоднее;
• если высота потолков выше 3 метров, то мощность теплоносителя надо высчитывать, исходя из объёма помещения, а не её площади;
• материал, из которого изготовлен радиатор, имеет свою теплопроводность;
• теплоизолированные стены увеличивают теплоизоляцию комнаты;
• чем ниже зимние температуры на улице, тем большее количество батарей необходимо установить;
• современные стеклопакеты увеличивают теплоизоляцию помещения;
• при одностороннем подключении труб к радиатору не имеет смысла устанавливать более 10 секций;
• если теплоноситель движется сверху вниз, его мощность увеличивается на 20%;
• наличие вентиляции предполагает большую мощность.

Обзор основных видов радиаторов отопления представлен здесь: https://teplo.guru/radiatory/vybor/kak-vybrat-luchshiradiatory-otopleniya.html

Формула и пример расчета

Учитывая вышеперечисленные факторы, можно сделать расчёт. На 1 м² понадобится 100 Вт, соответственно, на отопление комнаты в 18м² нужно затратить 1800 Вт. Одна батарея из 8-ми чугунных секций выделяет 120 Вт. Делим 1800 на 120 и получаем 15 секций. Это весьма средний показатель.

В частном доме с собственным водонагревателем мощность теплоносителя высчитывается по максимуму. Тогда 1800 делим на 150 и получаем 12 секций. Столько нам понадобится для обогрева комнаты в 18м². Существует весьма сложная формула, по которой можно рассчитать точное количество секций в радиаторе.

Схемы подключения радиаторов подробно изучены здесь: https://teplo.guru/radiatory/ustanovka/shemy-podklyucheniya-radiatorov.html

Формула выглядит так:

• q 1 — это вид остекления: тройной стеклопакет 0,85; двойной стеклопакет 1; обычное стекло 1,27;
• q 2 — теплоизоляция стен: современная теплоизоляция 0,85; стена в 2 кирпича 1; плохая изоляция 1,27;
• q 3 — отношение площади окон к площади пола: 10% 0,8; 20% 0,9; 30% 1,1; 40% 1,2;
• q 4 — минимальная температура снаружи: -10⁰С 0,7; -15⁰С 0,9; -20⁰С 1,1; -25⁰С 1,3; -35⁰С 1,5;
• q 5 — количество наружных стен: одна 1,1; две (угловая) 1,2; три 1,3; четыре 1,4;
• q 6 — тип помещения над расчётным: обогреваемое помещение 0,8; отапливаемый чердак 0,9; холодный чердак 1;
• q 7 — высота потолков: 2,5 м — 1; 3 м — 1,05; 3,5м — 1,1; 4м — 1,15; 4,5м — 1,2;

Проведём расчёт для угловой комнаты 20 м² с высотой потолка 3 м, двумя 2-х створчатыми окнами с тройным стеклопакетом, стенками в 2 кирпича, расположенной под холодным чердаком в доме в подмосковном посёлке, где зимой температура опускается до 20⁰С.

Получится 1844,9 Вт. Разделим на 150 Вт и получим 12,3 или 12 секций.

Расчёт мощности чугунных батарей детально изучен в данной статье: https://teplo.guru/radiatory/chugunnye/kak-rasschitat-moshhnost.html

Радиаторы делаются из трёх видов металла: чугунные, алюминиевые и биметаллические. Чугунные и алюминиевые радиаторы имеют одинаковую теплоотдачу, но нагретый чугун остывает медленнее алюминия. Биметаллические батареи имеют большую теплоотдачу, чем чугунные, но они быстрее остывают. Стальные радиаторы имеют высокую теплоотдачу, но они подвержены коррозии.

Самой комфортной для человеческого организма температурой в помещении принято считать 21⁰С. Однако для хорошего крепкого сна больше подходит температура не выше 18⁰С, поэтому немалую роль играет и назначение отапливаемого помещения. И если в зале площадью 20 м² нужно установить 12 секций батареи, то в аналогичном спальном помещении предпочтительнее установить 10 батарей, и человеку в такой комнате будет комфортно спать. В угловом помещении такой же площади смело размещайте 16 батарей, и Вам не будет жарко. Т. е. расчёт радиаторов в помещении весьма индивидуален, и можно давать только приблизительные рекомендации, сколько секций необходимо установить в той или иной комнате. Главное, произвести установку грамотно, и тепло всегда будет в вашем доме.

Расчет радиаторов в двухтрубной системе (видео)

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

Расчет секций алюминиевых радиаторов на квадратный метр

Здесь вы узнаете про расчет секций алюминиевых радиаторов на квадратный метр: сколько нужно батарей на комнату и частный дом, пример вычисления максимального количества обогревателей на необходимою площадь.

Мало знать, что алюминиевые батареи обладают высоким уровнем теплоотдачи.

Перед их установкой обязательно нужно произвести расчет, какое именно их количество должно быть в каждом отдельном помещении.

Только зная, сколько алюминиевых радиаторов нужно на 1 м2, можно с уверенностью покупать необходимое количество секций.

Расчет секций алюминиевых радиаторов на квадратный метр

Как правило, производителями заранее просчитаны нормы мощности батарей из алюминия, которые зависят от таких параметров, как высота потолков и площадь помещения. Так считается, что на то, чтобы нагреть 1 м2 комнаты с потолком до 3 м высоты потребует тепловая мощность в 100 Вт.

Эти цифры приблизительны, так как расчет алюминиевых радиаторов отопления по площади в данном случае не предусматривает возможных теплопотерь в помещении или более высокие или низкие потолки. Это общепринятые строительные нормы, которые указывают в техпаспорте своей продукции производители.

Кроме них:

1. Немалую важность играет параметр тепловой мощности одного ребра радиатора. Для алюминиевого обогревателя она составляет 180-190 Вт.
2. Температура носителя так же должна учитываться. Ее можно узнать в управляющем тепловом хозяйстве, если отопление централизованное, либо измерить самостоятельно в автономной системе. Для алюминиевых батарей показатель равен 100-130 градусам. Разделив температуру на тепловую мощность радиатора, получается, что для обогрева 1 м2 потребуется 0.55 секций.
3. В том случае, если высота потолков «переросла» классические стандарты, то необходимо применять специальный коэффициент:
   • если потолок равен 3 м, то параметры умножаются на 1.05;
   • при высоте 3.5 м он составляет 1.1;
   • при показателе 4 м – это 1.15;
   • высота стены 4.5 м – коэффициент равен 1.2.
4. Можно воспользоваться таблицей, которую предоставляют производители к своей продукции.

Сколько нужно секций алюминиевого радиатора?

Расчет количества секций алюминиевого радиатора производится по форме, подходящей для обогревателей любого типа:

Q = S х100 х k/P

В данном случае:

• S – площадь помещения, где требуется установка батареи;
• k – коэффициент корректировки показателя 100 Вт/м2 в зависимости от высоты потолка;
• P – мощность одного элемента радиатора.

При расчете количества секций алюминиевых радиаторов отопления получается, что в помещении площадью 20 м2 при высоте потолка 2.7 м для алюминиевого радиатора с мощностью одной секции 0.138 кВт потребуется 14 секций.

Q = 20 х 100 / 0.138 = 14.49

В данном примере коэффициент не применяется, так как высота потолка менее 3 м. Но даже такой секций алюминиевых радиаторов отопления не будут верными, так как не взяты во внимание возможные теплопотери помещения. Следует учитывать, что в зависимости от того, сколько в комнате окон, является ли она угловой и есть ли в ней балкон: все это указывает на количество источников теплопотерь.

Делая расчет алюминиевых радиаторов по площади помещения, следует в формуле учитывать процент потери тепла в зависимости от того, где они будут установлены:

• если они закреплены под подоконником, то потери составят до 4%;
• установка в нише моментально увеличивает этот показатель до 7%;
• если алюминиевый радиатор для красоты прикрыть с одной стороны экраном, то потери составят до 7-8%;
• закрытый экраном полностью, он будет терять до 25%, что делает его в принципе малорентабельным.

Это далеко не все показатели, которые следует учесть при установке алюминиевых батарей.

Пример расчета

Если рассчитывать, сколько секций алюминиевого радиатора надо на комнату площадью 20 м2 при норме 100 Вт/м2, то так же следует вносить корректировочные коэффициенты потери тепла:

• каждое окно добавляет к показателю 0.2 кВт;
• дверь «обходится» в 0.1 кВт.

Если предполагается, что радиатор будет размещен под подоконником, то корректирующий коэффициент составит 1.04, а сама формула будет выглядеть следующим образом:

Q = (20 х 100 + 0,2 + 0,1) х 1,3 х 1,04 / 72 = 37,56

Где:

• первый показатель – это площадь комнаты;
• второй – стандартное количество Вт на м2;
• третий и четвертый указывают на то, что в комнате по одному окну и двери;
• следующий показатель – это уровень теплоотдачи алюминиевого радиатора в кВт;
• шестой – корректирующий коэффициент касаемо расположения батареи.

Все следует разделить на теплоотдачу одного ребра обогревателя. Его можно определить из таблицы от производителя, где указаны коэффициенты нагрева носителя по отношению к мощности устройства. Средний показатель для одного ребра равен 180 Вт, а корректировка – 0.4. Таким образом, умножив эти цифры, получается, что 72 Вт дает одна секция при нагреве воды до +60 градусов.

Так как округление производится в большую сторону, то максимальное количество секций в алюминиевом радиаторе конкретно для этого помещения составит 38 ребер. Для улучшения работы конструкции, ее следует разделить на 2 части по 19 ребер каждая.

Вычисление по объему

Если производить подобные вычисления, то потребуются обратиться к нормативам, установленным в СНиП. В них учитываются не только показатели радиатора, но и то, из какого материала построено здание.

Например, для дома из кирпича нормой для 1 м2 будет 34 Вт, а для панельных строений – 41 Вт. Чтобы рассчитать количество секций батареи по объему помещения, следует: объем помещения умножить на нормы теплозатрат и разделить на теплоотдачу 1 секции.

Например:

1. Чтобы высчитать объем комнаты площадью 16 м2, нужно умножить этот показатель на высоту потолков, например, 3 м (16х3 = 43 м3).
2. Норма тепла для кирпичного здания = 34 Вт, чтобы узнать какое требуется количество для данной комнаты, 48 м3 х 34 Вт (для панельного дома на 41 Вт) = 1632 Вт.
3. Определяем, сколько требуется секций при мощности радиатора, например, 140 Вт. Для этого 1632 Вт/ 140 Вт =11.66.

Округлив этот показатель, получаем результат, что для комнаты объемом 48 м3 требуется алюминиевый радиатор из 12 секций.

Тепловая мощность 1 секции

Как правило, производители указывают в технических характеристиках обогревателей средние показатели теплоотдачи. Так для обогревателей из алюминия он составляет 1.9-2.0 м2. Чтобы высчитать, какое количество секций потребуется, нужно площадь помещения разделить на этот коэффициент.

Например, для той же комнаты площадью 16 м2 потребуется 8 секций, так как 16/ 2 = 8.

Эти расчеты приблизительные и использовать их без учета теплопотерь и реальных условий размещения батареи нельзя, так как можно получить после монтажа конструкции холодную комнату.

Чтобы получить самые точные показатели, придется рассчитать количество тепла, которое необходимо для обогрева конкретной жилой площади. Для этого придется учитывать многие корректирующие коэффициенты. Особенно важен такой подход, когда требуется расчет алюминиевых радиаторов отопления для частного дома.

Формула, необходимая для этого выглядит следующим образом:

КТ = 100Вт/м2 х S х К1 х К2 х К3 х К4 х К5 х К6 х К7

1. КТ – это то количество тепла, которое требуется данному помещению.
2. S – площадь.
3. К1 – обозначение коэффициента для остекленного окна. Для стандартного двойного остекления он равен 1.27, для двойного стеклопакета – 1.0, а для тройного – 0.85.
4. К2 – это коэффициент уровня утепления стены. Для неутепленной панели он = 1.27, для кирпичной стены с кладкой в один слой = 1.0, а в два кирпича = 0.85.
5. К3 – это соотношение площади, занимаемой окном и полом.Когда между ними:
   • 50% — коэффициент составляет 1.2;
   • 40% — 1.1;
   • 30% — 1.0;
   • 20% — 0.9;
   • 10% — 0.8.
6. К4 – это коэффициент, учитывающий температуру воздуха по СНиП в самые холодные дни года:
   • +35 = 1.5;
   • +25 = 1.2;
   • +20 = 1.1;
   • +15 = 0.9;
   • +10 = 0.7.
7. К5 указывает на корректировку при наличии наружных стен.Например:
   • когда она одна, показатель равен 1.1;
   • две наружные стены – 1.2;
   • 3 стены – 1.3;
   • все четыре стены – 1.4.
8. К6 учитывает наличие помещения над комнатой, для которой производятся расчеты.При наличии:
   • неотапливаемого чердака – коэффициент 1. 0;
   • чердак с обогревом – 0.9;
   • жилая комната – 0.8.
9. К7 – это коэффициент, который указывает на высоту потолка в комнате:
   • 2.5 м = 1.0;
   • 3.0 м = 1.05;
   • 3.5 м = 1.1;
   • 4.0 м = 1.15;
   • 4.5 м = 1.2.

Если применить эту формулу, то можно предусмотреть и учесть практически все нюансы, которые могут повлиять на обогрев жилой площади. Сделав расчет по ней, можно быть точно уверенным, что полученный результат указывает на оптимальное количество секций алюминиевого радиатора для конкретного помещения.

Какой бы принцип расчетов ни был предпринят, важно сделать его в целом, так как правильно подобранные батареи позволяют не только наслаждаться теплом, но и значительно экономят на энергозатратах. Последнее особенно важно в условиях постоянно растущих тарифов.

Полезное видео

Рекомендуем:

• Стальные трубчатые радиаторы отопления: Arbonia, Zehnder, батареи Кимрского завода «Гармония», Zenith to be, итальянские секционные радиаторы, их технические параметры
• Стальные радиаторы отопления: конструкция и типы панельных обогревателей из стали для частного дома и квартиры, преимущества и слабые стороны отопительных батарей
• Стальные радиаторы: описание и ремонт устройства, плюсы и минусы панельной батареи отопления, срок службы оборудования, а также виды моделей и причины их поломки
• Тэны для радиаторов отопления: устройство, сфера применения, виды, подключение тэнов с терморегулятором

Расчет радиаторов отопления частного дома: какими бывают

обогрев и Утепление собственного жилья постоянно имеет одно из первостепенных значений в жизни человека, в особенности, если он живёт в холодных регионах, исходя из этого, возможно применять калькулятор расчета радиаторов отопления частного дома либо же сделать такие вычисления самостоятельно, что будет более совершенно верно.

Но будет мало подсчитать, сколько вам нужно секций для той либо другой помещения, вам кроме этого нужно будет позаботиться о большой теплоотдаче устройств, что связано с их видом и подключением контура, и о верном размещении устройств, что также имеет громадное значение для микроклимата.

Само собой разумеется, требований большое количество, но все они не так уж и сложны, как это может показаться на первый взгляд, о чём мы на данный момент вам и поведаем, а ещё покажем по теме видео в данной статье.

Как вычислить мощность радиаторов

Существуют достаточно сложные расчёты, каковые используются при проектировании жилых и публичных сооружений, где учитывается довольно много разных нюансов, каковые, пожалуй, смогут быть известны одним лишь проектировщикам.

Мы предлагаем вам более несложный путь вычисления, при котором вероятны маленькие погрешности, но, однако, это т способ действует и никого ещё не подводил.

Какими бывают радиаторы

• Биметаллические радиаторы отопления на сегодня возможно назвать самыми востребованными не только для автономных, но и для централизованных систем – не обращая внимания на то, что их цена выше, нежели у чугунных, жильцы их монтируют вместо чугуна в своих квартирах в частном порядке. Такая популярность не напрасна – прибор сделан из двух металлов – с внутренней стороны там сталь, которая разрешает выдерживать фактически любое давление, вероятное в отопительном контуре кроме того в многоэтажных зданиях, а сверху там алюминий, который владеет высокой теплопроводностью. В большинстве случаев, такие батареи выпускаются секционного типа, и величина одного прибора будет зависеть от мощности, нужной для отопления определённого помещения.

Производитель	Маркировка	Расстояние между осями	Параметры В/Ш/Г (мм)	Рабочее давление максимум (бар)	Тепловая мощность секции (Вт)	Объём секции (л)	Масса (кг)	Макс. ?C	Срок гарантии
Global	STYLE 350	350	425/80/80	35	125	0,16	1,56	110	10
STYLE 500	500	575/80/80	35	168	0,2	1,97	110	10
STYLE PLUS 350	350	425/80/95	35	140	0,17	1,5	110	10
STYLE PLUS 500	500	575/80/95	35	185	0,19	1,94	110	10
Tenrad	TENRAD 350	350	400/80/77	24	120	0,22	1,22	120	10
TENRAD 500	500	550/80/77	24	161	0,15	1,45	120	10
Алтермо	АЛТЕРМО ЛРБ	500	575/82/80	18	169	0,15	2,5	130	5
АЛТЕРМО РИО	500	570/82/60	18	166	0,15	2,0	130	5
Grandini	GRANDINI 350	350	430/80/82	16	130	0,26	1,55	120	5
GRANDINI 500	500	530/80/80	16	167	0,38	1,85	120	5

Таблица параметров от некоторых производителей на биметаллические радиаторы

• Наиболее бюджетными возможно назвать металлические панельные отопители, где довольно высокая теплоотдача, которая приобретается за счёт расстояния между осями и П-образными пластинами, расположенными на трубах, где циркулирует теплоноситель. Их возможно по одной, по две и по три штуки, от чего, в полной мере конечно, возрастает мощность прибора при одном и том же количестве циркулируемой в нём воды.
• Такие конструкции достаточно крепкие и выдерживают большое давление, но их главная неприятность содержится в подверженности коррозии и это, пожалуй, есть главной причиной, из-за чего инструкция не рекомендует применять их в отоплении – на протяжении спуска воды в ёмкость попадает кислород, что приводит к реакции и прибор ржавеет. Кроме этого металлические радиаторы употребляются, как полотенцесушители, но как батареи они изготавливаются лишь по личному заказу, поскольку тут нужна оцинкованная либо нержавеющая сталь, а это весьма дорого.

• Самой громадной теплоотдачей владеют алюминиевые радиаторы, каковые смогут производиться, как секционные, так и как панельные, а делаются они или литьевым, или экструзионным методом (второй метод пара дешевле, но тут не сильный местом есть клееный либо сварной стык). Непременно, отопительные устройства из для того чтобы металла весьма дорогие, но, как вы осознаёте, за уровень качества платят и, причём большие деньги, но применять их возможно только для автономных систем. Дело в том, что теплоноситель, циркулирующий в таких устройствах, должен быть антифризом со особыми присадками, противостоящим коррозии и образованию накипи, а это вероятно лишь в автономных контурах.

• Ну и, само собой разумеется, это до боли привычные всем чугунные батареи, как на фото вверху, каковые смонтированы в подавляющем большинстве квартир многоэтажных домов и устанавливаются в новостроях сейчас, причём зарекомендовали они себя весьма кроме того прекрасно. Главными недочётами таких устройств возможно назвать громадную ёмкость секций (необходимо греть большое количество воды) и толстые стены, каковые долго нагреваются, но кроме этого долго и остывают. Но с этими недочётами превосходно справляются централизованные системы отопления – объём там мало значит на неспециализированном фоне, а вот медленное остывание весьма комфортно, поскольку это связано с периодическими циклами циркуляции – при неработающей системе тепло сохраняется (для автономных контуров такие радиаторы в эксплуатации обойдутся дорого).

Рассчитываем мощность

Примечание. направляться подчернуть, что наиболее действенное место размещение радиатора находится под окном. Теплый воздушное пространство от прибора, поднимаясь вверх, образует заслон холодным потокам, каковые движутся от стёкол.

Как мы уже говорили, нам не нужно будет рассматривать сложные вычисления, поскольку вычислить радиаторы отопления для частного дома возможно более несложным методом а также в случае если это не совсем совершенно верно, однако, это действенно и большая часть сантехников поступает как раз так, не вызывая по окончании запуска системы в эксплуатацию никаких нареканий.

Но существует два метода расчётов – по площади и по объёму помещения – первый вариант вероятен только в том случае, если высота потолков не превышает 270 см, но в случае если эта цифра окажется больше, то в таких случаях мощность считается из нормы на кубометр.

Обратите внимание! Для Московской области и Москвы на квадратный метр помещения необходимо 100 Вт тепловой энергии, а вдруг вычислять по объёму, то на м 3 необходимо 41 Вт.

Давай те определим, как произвести расчет количества радиаторов отопления в частном доме по площади (потолки не выше 270 см) и для этого мы будем задействовать формулу Kколичество секций=S*100/P, где S — это размеры нашей помещения, а P — это тепловая мощность одной секции. Для примера заберём маленькую помещение 3×4м, значит, у нас S=12м2, а за расчетную единицу заберём секцию радиатора Grandini мощностью 130 Вт.

В таком случае, если у нас такие данные, то мы подставим их в формулу, тогда Kколичество секций=S*100/P=12*100/130=9,23. Но, в большинстве случаев, округление делают в громадную сторону, значит, для помещения площадью 12м2 вам пригодится радиатор из 10 секций, в случае если это Grandini 350 (для других устройств смотрите значение мощности в таблице).

Для тех случаев, в случае если потолок, например, имеет 3м, подходит другая формула – V*41/P и мы заберём помещение с такой же площадью, тогда Kколичество секций= V*41/P=4*3*3*41/130=11,35 либо 12 секций подобного радиатора.

Заключение

направляться подчернуть, что вы имеете возможность произвести расчёты своими руками для любых радиаторов, и металл тут не имеет значения – мощность секции либо панели в любом случае указывается заводом-изготовителем. Лишь панельные устройства вам необходимо рассчитывать не по секциям, а по штукам, применяя подобные формулы, где P будет равняется мощности одного панельного отопителя.

Расчет радиаторов отопления, количества секций, теплоотдачи, мощность

Для каждого хозяина дома очень важно осуществить правильный расчет радиаторов отопления. Недостаточное количество секций будет способствовать тому, что радиаторы не смогут обогреть помещение наиболее эффективным и оптимальным образом. Если же приобрести радиаторы, обладающие слишком большим количеством секций, то отопительная система будет весьма неэкономичной, используя лишнюю мощность радиаторов отопления.

Расчет радиаторов отопления

Если вам необходимо сменить отопительную систему или установить новую, то расчет количества секций радиаторов отопления будет играть очень важную роль. Если помещения в вашем доме или квартире стандартного типа, то подойдут и более простые расчеты. Однако иногда для получения наиболее высокого результата необходимо соблюдать кое-какие особенности и нюансы, касающиеся таких параметров, как мощность радиатора отопления на помещение и давление в батареях отопления.

Расчет исходя из площади помещения

Разберемся, как рассчитать батареи отопления. Ориентируясь на такие параметры, как общая площадь помещения, можно осуществить предварительный расчет батарей отопления на площадь. Данное вычисление довольно простое. Однако если у вас в помещении высокие потолки, то его за основу брать нельзя. На каждый квадратный метр площади потребуется около 100 ватт мощности в час. Таким образом, расчет секций батарей отопления позволит вычислить, какое количество тепла понадобится для обогрева всего помещения.

Подбор количества секций радиатора отопления в зависимости от площади отопления

Как рассчитать количество радиаторов отопления? К примеру, площадь нашего помещения составляет 25 кв. метров. Умножаем общую площадь помещения на 100 ватт и получаем мощность батареи отопления в 2500 ватт. То есть 2,5 кВатт в час необходимо для обогрева помещения с площадью в 25 кв. метров. Полученный результат делим на значение тепла, которое способна выделить одна секция отопительного радиатора. К примеру, в документации отопительного прибора указано, что одна секция выделяет в час 180 Ватт тепла.

Таким образом, расчет мощности радиаторов отопления будет выглядеть так: 2500 Вт / 180 Вт = 13,88. Полученный результат округляем и получаем цифру 14. Значит, для обогрева помещения в 25 кв. метров потребуется радиатор с 14 секциями.

Также потребуется учесть различные тепловые потери. Комната, которая находится в углу дома, или комната с балконом будет нагреваться медленнее, а также быстрее отдавать тепло. В таком случае, расчет теплоотдачи радиатора батарей отопления должен производиться с некоторым запасом. Желательно, чтобы такой запас составлял около 20%.

Теплопотери частного дама

Расчет батарей отопления может быть произведен и с учетом объема помещения. В таком случае, не только общая площадь помещения играет роль, но также и высота потолков. Как рассчитать радиаторы отопления? Расчет производится примерно по такому же принципу, как и в предыдущей ситуации. Для начала необходимо выявить, какое количество тепла понадобится, а также — как рассчитать количество батарей отопления и их секций.

СНиП 41-01-2003

Например, необходимо вычислить нужно количество тепла для комнаты, которая обладает площадью в 20 кв. метров, а высота потолков в ней составляет 3 метра. Умножаем 20 кв. метров на 3 метра высоты и получим 60 кубических метров общего объема помещения. На каждый кубометр необходимо около 41 Вт тепла – так говорят данные и рекомендации СНИП.

Производим расчет мощности батарей отопления дальше. Умножаем 60 кв. метров на 41 Вт и получаем 2460 Вт. Также делим эту цифру на ту тепловую мощность, которую излучает одна секция радиатора отопления. Например, в документации отопительного прибора указано, что одна секция выделяет в час около 170 Вт тепла.

2460 Вт делим на 170 Вт и получим цифру 14,47. Ее мы тоже округляем, таким образом, для обогрева помещения с объемом в 60 кубометров, понадобится 15-секционный радиатор отопления.

Можно сделать наиболее точный расчет количества радиаторов отопления. Такое может понадобиться для частных домов с нестандартными помещениями и комнатами.

Подобный способ, как рассчитать мощность радиатора отопления, требует соблюдения многих факторов, а также содержит ряд различных коэффициентов, которые учитывают все нюансы и особенности помещения.

Как рассчитать батарею отопления? Вот таким образом выглядит формула для наиболее точного расчета:

КТ = 100Вт/кв.м. х П х К1 х К2 х К3 х К4 х К5 х К6 х К7

Где:

Кт – это количество тепла, которое необходимо для определенного помещения;

П – общая площадь помещения;

К1 – это коэффициент, который учитывает, насколько остеклены проемы для окон.

Если окно с простым остеклением двойного типа, то кф. составляет 1.27.

Рекомендуем к прочтению:

Для окна со стеклопакетом двойного типа – 1.00.

Для тройного стеклопакета кф. составляет 0.87.

К2 – это кф. стеновой теплоизоляции.

Если теплоизоляция довольно низкая, то берется кф. в 1.27.

Для хорошей теплоизоляции – кф. = 1.0.

Для отличной теплоизоляции кф. равен 0.85.

К3 – это соотношение площади пола и площади окон в комнате.

Для 50% он будет равен 1,2.

Для 40% — 1,1.

Для 30% — 1.0.

Для 20% — 0.9.

Для 10% — 0.8.

К4 – это кф., учитывающий среднюю температуру в помещении во время самой холодной недели в году.

Для температуры в -35 градусов он будет равен значению 1,5.

Для -25 – кф. = 1.3.

Для -20 – 1.1.

Для -15 – 0.9.

Рекомендуем к прочтению:

Для -10 – 0.7.

К5 – это коэффициент, который поможет выявить потребность тепла с учетом того, сколько наружных стен есть у помещения.

Для помещения с одной стеной кф. составляет 1.1.

Две стены – 1.2.

Три стены 1.3.

К6 – учитывает тип помещений, которые расположены над нашим помещением.

Если чердак не отапливается, то он составляет 1.0.

Если чердак отапливается, то кф. равен 0.9.

Если выше расположено жилое помещение, которое отапливается, то за основу берется кф. в 0.7.

К7 – это учет высоты потолков в помещении.

Для высоты потолков в 2,5м, кф. будет равен 1,0.

При высоте потолков в 3 метра кф. равен 1,05.

Если высота потолков составляет 3,5 метра, то берется за основу кф. в 1,1.

При 4 метрах – 1,15.

Результат, вычисленный по данной формуле, необходимо разделить на тепло, которое выдает одна секция радиатора отопления, и округлить результат, который мы получили.

Теперь мы знаем, как посчитать количество радиаторов отопления, как рассчитать мощность батареи отопления и площадь радиатора отопления. Такие расчеты позволят вам правильно и эффективно обустроить свою систему отопления.

Оценка энергоэффективности стационарной системы хранения контейнеров литий-ионных батарей с помощью электротермического моделирования и подробного анализа компонентов (Журнальная статья)

Шимп, Майкл, Науман, Майк, Чыонг, Нам, Гессен, Хольгер К., Сантханагопалан, Шрирам, Саксон, Арон, и Йоссен, Андреас. Оценка энергоэффективности стационарной системы хранения контейнеров литий-ионных аккумуляторов посредством электротермического моделирования и подробного анализа компонентов .США: Н. П., 2017. Интернет. DOI: 10.1016 / j.apenergy.2017.10.129.

Шимп, Майкл, Науман, Майк, Чыонг, Нам, Гессен, Хольгер К., Сантханагопалан, Шрирам, Саксон, Арон, и Йоссен, Андреас. Оценка энергоэффективности стационарной системы хранения контейнеров литий-ионных аккумуляторов посредством электротермического моделирования и подробного анализа компонентов . Соединенные Штаты. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2017.10.129

Шимп, Майкл, Науман, Майк, Чыонг, Нам, Гессен, Хольгер К., Сантханагопалан, Шрирам, Саксон, Арон, и Йоссен, Андреас. Мы б . «Оценка энергоэффективности стационарной системы хранения контейнеров литий-ионных аккумуляторов с помощью электротермического моделирования и детального анализа компонентов». Соединенные Штаты.https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2017.10.129. https://www.osti.gov/servlets/purl/1409737.

@article {osti_1409737,
title = {Оценка энергоэффективности стационарной системы хранения контейнеров литий-ионных батарей с помощью электротермического моделирования и подробного анализа компонентов},
автор = {Шимп, Майкл и Науманн, Майк и Чыонг, Нам и Гессе, Хольгер К.и Сантанагопалан, Шрирам и Саксон, Арон и Йоссен, Андреас},
abstractNote = {Энергоэффективность - ключевой показатель производительности аккумуляторных систем хранения. Разработана подробная электротермическая модель стационарной литий-ионной аккумуляторной системы и проведена оценка ее энергоэффективности. Модель предлагает целостный подход к расчету потерь преобразования и потребления вспомогательной энергии. Подмодели аккумуляторной стойки, силовой электроники, управления температурным режимом, а также компонентов управления и контроля разрабатываются и объединяются в комплексную модель.Моделирование параметризовано на основе прототипа системы на 192 кВтч с использованием литий-железо-фосфатных батарей, подключенных к сети низкого напряжения. Ключевые механизмы потери определены, тщательно проанализированы и смоделированы. Общие профили с различными режимами работы системы оцениваются, чтобы показать характеристики стационарных аккумуляторных систем. Обычно потери в силовой электронике перевешивают потери в батарее при работе с низким энергопотреблением. Потребление вспомогательной энергии преобладает при низком коэффициенте использования системы.Для оценки реальной производительности оцениваются первичный контрольный резерв, вторичный контрольный резерв для сетевых приложений и накопление избыточной фотоэлектрической энергии. Эффективность преобразования в оба конца находится в диапазоне 70-80%. Наконец, общая эффективность системы, которая также учитывает энергопотребление, на 8-13 процентных пунктов ниже для основного управляющего резерва и приложения с фотоэлектрическими батареями. Тем не менее, для вторичного управляющего резерва общая эффективность приема-передачи оказывается чрезвычайно низкой и составляет 23% из-за низкой пропускной способности этого типа приложения.},
doi = {10.1016 / j.apenergy.2017.10.129},
url = {https://www.osti.gov/biblio/1409737}, journal = {Applied Energy},
issn = {0306-2619},
число = C,
объем = 210,
place = {United States},
год = {2017},
месяц = ​​{11}
}

Оптимизация и эксплуатация интегрированных домов с фотоэлектрическими аккумуляторными системами накопления энергии и соединением «энергия-тепло»

Основные моменты

•

Исследование домов с солнечными батареями и связью между электроэнергией и теплом.

•

Комбинированные стратегии работы в секторе электрооборудования и отопления повышают экономичность.

•

Представлены оптимизированные размеры компонентов с экономической точки зрения.

•

Интегрированные дома экономически конкурентоспособны по сравнению с домами с концепцией ископаемого топлива.

•

Использование накопителей тепла для избыточной солнечной энергии экономически лишь в незначительной степени.

Реферат

Возобновляемые источники энергии от бытовых фотоэлектрических систем могут использоваться в электроэнергетическом секторе, а также в секторе отопления жилых помещений.Поэтому соединение секторов, например, с использованием систем тепловых насосов, является обязательным. В интегрированных домах фотоэлектрическая энергия используется для отопления помещений и горячего водоснабжения, что способствует обезуглероживанию сектора отопления. Экономика — ключ к увеличению проникновения на рынок интегрированных домов. Комбинированные стратегии работы для сектора электроэнергетики, а также для сектора отопления могут улучшить экономику этих систем. В этой статье анализируются различные стратегии работы как электрических, так и тепловых систем и исследуется повышение эффективности за счет комбинированных стратегий.Кроме того, определение размеров различных компонентов системы сильно влияет на экономику интегрированного дома. Капиталоемкие компоненты, такие как фотоэлектрические генераторы, аккумуляторные системы хранения, тепловые насосы и блоки аккумулирования тепла, играют важную роль в прибыльности. Следовательно, оптимизация размеров компонентов необходима для повышения экономичности системы. В данной статье представлены результаты оптимизации, основанные на стратегии эволюции адаптации ковариационной матрицы.Результаты статьи показывают, что комбинированные стратегии работы, а также оптимизация размеров компонентов сильно влияют на экономику систем накопления энергии фотоэлектрических батарей со связью мощности и тепла. Влияние оптимизации на экономическую эффективность выше по сравнению с влиянием передовых стратегий комбинированных операций. Оптимизация показывает, что относительно небольшие хранилища более экономичны. Использование сектора отопления в качестве дополнительного накопителя избыточной фотоэлектрической энергии экономично лишь в незначительной степени, поскольку снижает коэффициент полезного действия теплового насоса.

Ключевые слова

Фотовольтаика

Аккумуляторные системы хранения энергии

Электроэнергетическая муфта

Интегрированные дома

Оптимизация

Рекомендуемые статьиЦитирующие статьи (0)

© 2019 Авторы. Опубликовано Elsevier Ltd.

Рекомендуемые статьи

Цитирующие статьи

Как нагрев и нагрузка влияют на срок службы батареи

Узнайте о температуре и о том, как старт-стоп сокращает срок службы стартерной батареи.

Тепло — убийца всех батарей, но не всегда удается избежать высоких температур. Это случай с аккумулятором внутри ноутбука, стартерным аккумулятором под капотом автомобиля и стационарными аккумуляторами в жестяном укрытии под палящим солнцем. Как правило, каждое повышение температуры на 8 ° C (15 ° F) сокращает срок службы герметичной свинцово-кислотной батареи вдвое. Это означает, что аккумулятор VRLA для стационарных применений, рассчитанный на 10 лет при 25 ° C (77 ° F), будет работать только 5 лет при постоянном воздействии 33 ° C (92 ° F) и 30 месяцев при постоянном хранении в пустыне. температура 41 ° C (106 ° F).Если аккумулятор поврежден из-за перегрева, его емкость не может быть восстановлена.

Согласно исследованию режима отказа BCI 2010 г., стартерные батареи стали более термостойкими. В исследовании 2000 года повышение температуры на 7 ° C (12 ° F) повлияло на срок службы батареи примерно на один год; в 2010 г. допуск к жаре был увеличен до 12 ° C (22 ° F). Другие статистические данные показывают, что в 1962 году стартерная батарея прослужила 34 месяца; технические усовершенствования увеличили продолжительность жизни в 2000 году до 41 месяца. В 2010 году BCI сообщила, что средний возраст стартерных батарей составляет 55 месяцев, при этом более холодный Север — 59 месяцев, а более теплый Юг — 47 месяцев.Из разговорных свидетельств 2015 года выяснилось, что батарея, хранившаяся в багажнике автомобиля, прослужила на год дольше, чем в моторном отсеке.

Срок службы батареи также зависит от активности, и срок службы сокращается, если батарея подвергается нагрузке из-за частой разрядки. Проворачивание двигателя несколько раз в день вызывает небольшую нагрузку на стартерную батарею, но это меняет режим старт-стопа микрогибрида. Микрогибрид выключает двигатель внутреннего сгорания (ДВС) на красный свет светофора и перезапускает его, когда движение возобновляется, в результате чего происходит около 2000 микроциклов в год.Данные, полученные от производителей автомобилей, показывают снижение мощности примерно до 60 процентов после 2 лет использования. Для увеличения срока службы автопроизводители используют специальные системы AGM и другие системы. (См. BU-211: Альтернативные аккумуляторные системы.)

На рисунке 1 показано падение емкости со 100 процентов до примерно 50 процентов после того, как батарея была подвергнута 700 микроциклам. Испытание на моделирование старт-стоп было проведено в лабораториях Cadex. CCA остается высоким и показывает снижение только примерно после 2000 циклов.

Рис. 1: Падение емкости стартерной батареи в конфигурации «старт-стоп». Емкость падает примерно до 50 процентов после 2 лет использования. Аккумулятор AGM более прочный. Предоставлено Cadex, 2010

Метод испытаний:

Аккумулятор был полностью заряжен, а затем разряжен до 70%, чтобы напоминать SoC микрогибрида в реальной жизни. Затем аккумулятор разряжался при 25 А в течение 40 секунд, чтобы имитировать выключенный двигатель при включенных фарах. Чтобы смоделировать запуск двигателя и движение, аккумулятор на короткое время разряжался до 400 А, а затем снова заряжался. CCA был взят с помощью Spectro CA-12.

При последовательном соединении напряжение каждой ячейки должно быть одинаковым, и это особенно важно в больших стационарных аккумуляторных системах. Со временем отдельные элементы выходят из строя, но применение выравнивающего заряда каждые 6 месяцев должно вернуть элементы к аналогичным уровням напряжения. (См. BU-404: Уравнивающий заряд). Что делает эту услугу настолько сложной, так это предоставление правильного средства правовой защиты для каждой ячейки.В то время как выравнивание будет стимулировать нуждающиеся клетки, здоровая клетка подвергнется стрессу, если выравнивающий заряд будет применен неосторожно. Гелевые и AGM-аккумуляторы менее подвержены перезарядке, чем залитые батареи, и применяются другие условия выравнивания.

Залитые свинцово-кислотные батареи — одна из самых надежных систем и хорошо подходят для жаркого климата. При хорошем обслуживании эти батареи служат до 20 лет. К недостаткам можно отнести необходимость полива и хорошей вентиляции.

Когда в 1980-х годах была представлена ​​VRLA, производители заявляли, что ожидаемый срок службы аналогичен затопленным системам, и телекоммуникационная отрасль была соблазнена перейти на эти необслуживаемые батареи.К середине 1990 года стало очевидно, что жизнь VRLA не дожила до затопленного типа; типичный срок службы VRLA составляет 5–10 лет, что составляет менее половины от затопленного эквивалента. Кроме того, было замечено, что воздействие на батареи VRLA температур выше 40 ° C (104 ° F) может вызвать тепловой пробой из-за высыхания.

Отказ автомобильных аккумуляторов в Северной Америке,

Исследование режимов отказа в 2005 году было проведено Douglas, East Penn., Exide Technologies и Johnson Controls.Образец аккумуляторного пула включал 2681 батарею, протестированную в период с 2003 по 2004 год. Основные моменты включают:

• Срок службы батареи в среднем составил 50 месяцев. Это улучшение по сравнению с предыдущими годами, когда было всего 41 месяц (2000 г.) и 34 месяца (1962 г.). Улучшенные материалы продлевают срок службы батареи.
• Северные и южные районы Северной Америки имеют разную продолжительность жизни. Батареи в более теплом климате умирают раньше, чем в более прохладных регионах. См. Рисунок 2.
• Короткое замыкание ячеек и сбои в сети являются основными причинами сбоев аккумуляторов в этом исследовании.

Рис. 2: Режим отказа в зависимости от региона, относящегося к температуре.
Батареи, используемые в северной части Северной Америки, служат дольше, чем батареи на юге.
^{Источник: исследование, проведенное Douglas, East Penn., Exide Technologies и Johnson Controls}

Отказ европейской автомобильной батареи

На рисунке 3 показано распределение отказов более 800 стартерных батарей AGM, проведенное Johnson Controls Power Solutions EMEA.Результаты были представлены на AABC Europe 2017 в Майнце, Германия.

^{Источник: Johnson Controls Power Solutions EMEA на выставке AABC Europe 2017 в Майнце, Германия}

Рисунок 3: Анализ режима отказа в Европе. Самый большой отказ — это массовый износ в зависимости от использования, отражающийся в снижении емкости и повышении внутреннего сопротивления.

В Таблице 4 обобщены причины отказа, полученные в результате исследования JCI.

Коэффициент	Причина	Диагностика
47.8%	Массовый износ при нормальной эксплуатации	Потеря емкости, повышение сопротивления. Оценка мощности наиболее предсказуема
23%	Аккумулятор разряжен	Используйте вольтметр в разомкнутой цепи, когда батарея разряжена
14,6%	Неисправностей не обнаружено	Благодаря улучшенным методам испытаний эти батареи снова можно использовать
12. 5%	Высокое внутреннее сопротивление	Может быть идентифицирован тестером аккумуляторов, измеряющим внутреннее сопротивление
1,6%	Контейнер поврежден	В большинстве случаев не подлежит ремонту
0,5%	Заводской брак	Производители заявляют, что большинство причин возникновения гарантии вызвано пользователем.

Таблица 4: Причины отказа в процентах от более 800 батарей AGM по окончании срока службы.

Вышеупомянутое исследование JCI, определяющее окончание срока службы аккумулятора, дает результаты, аналогичные результатам теста, проведенного немецким производителем автомобилей класса люкс в 2007 году с участием 175 стартерных аккумуляторов. В этом испытании были исключены батареи, вышедшие из строя из-за перегрева (высокое внутреннее сопротивление), и результаты представлены на рисунке 5. Горизонтальная ось представляет емкость; внутреннее сопротивление, коррелирующее с CCA, отложено по вертикальной оси. CCA измеряли в соответствии со стандартами DIN и IEC.

Истечение срока службы большинства батарей происходит при прохождении через линию емкости, расположенную слева от зеленого поля на Рисунке 5.Очень немногие батареи вышли из строя из-за падения через линию CCA. Уменьшение емкости происходит при нормальном использовании в основном из-за потери активной массы. Вспомогательная энергия, такая как старт-стоп, нагревательные элементы и механические действия двери, ускоряют потерю мощности. Повышенное внутреннее сопротивление является побочным эффектом активной потери массы, но оценка емкости является более надежным предиктором окончания срока службы. Это выделено серой точкой на батарейках. См. Также: BU-806: Отслеживание емкости и сопротивления батареи как часть старения.

Рис. 5: Емкость и CCA 175 стареющих стартерных батарей.

Большинство батарей проходит через линию емкости; немногие терпят неудачу из-за низкого CCA. Батареи устанавливались в багажник и эксплуатировались в умеренном климате.

Примечание: Испытание было проведено немецким производителем автомобилей класса люкс. Аккумуляторы, поврежденные нагреванием, были устранены.

Метод испытаний: Емкость и CCA были протестированы в соответствии со стандартами DIN и IEC.

Комментарии

Некоторые производители тестеров батарей заявляют, что измеряют емкость только при измерении внутреннего сопротивления.Рекламные функции, выходящие за рамки возможностей оборудования, сбивают с толку отрасль, заставляя поверить в то, что сложные тесты можно проводить с помощью основных методов. Приборы, основанные на сопротивлении, могут идентифицировать умирающую или разряженную батарею, но это делает и пользователь по плохой работе двигателя. См. Также BU-905: Проверка свинцово-кислотных батарей.

Последнее обновление 2019-02-06

*** Пожалуйста, прочтите относительно комментариев ***

Комментарии предназначены для «комментирования», открытого обсуждения среди посетителей сайта. Battery University отслеживает комментарии и понимает важность выражения точек зрения и мнений на общем форуме. Однако при общении необходимо использовать соответствующий язык, избегая спама и дискриминации.

Если у вас есть предложение или вы хотите сообщить об ошибке, используйте форму «свяжитесь с нами» или напишите нам по адресу: [email protected]. Нам нравится получать от вас известия, но мы не можем ответить на все запросы. Мы рекомендуем размещать свой вопрос в разделах комментариев, чтобы Battery University Group (BUG) могла поделиться им.

Предыдущий урок Следующий урок

Или перейти к другой артикуле

Батареи как источник питания

(PDF) Тепловые свойства литий-ионной батареи и компонентов

Журнал Электрохимического общества, 146 (3) 947-954 (1999) 947

S0013-4651 (98) 06-095-9 CCC: 7,00 долларов США © The Electrochemical Society, Inc.

Была разработана успешная перезаряжаемая литиевая батарея с высокой плотностью энергии

, основанная на перемещении ионов лития между двумя интеркаляционными электродами

(«ячейка-качалка»). Имеющиеся в продаже литий-ионные элементы

имеют отрицательный электрод (NE), состоящий из медной фольги

, покрытой смесью углеродного материала, связующего,

и углеродной сажи, электролита, состоящего из солей лития в органических соединениях.

растворитель и положительный электрод (PE), состоящий из смеси оксидов переходных металлов лития

мкм, связующего и углеродной сажи, покрытой алюминиевой фольгой толщиной

мкм. Сепаратор (Sp) представляет собой микропористый полимер, имеющий хорошую ионную проводимость

и достаточно низкую электронную проводимость, такой как пропилен поли-

.Во время заряда ионы лития деинтеркалируются из PE и

интеркалируются в NE, и во время разряда происходит обратное.

Работа большинства литий-ионных элементов ограничена диапазоном температур

от 20 до 558 ° C, в котором тепловыделение из-за внутреннего сопротивления и поляризации

легко контролируется, работая в диапазоне напряжений

(верхний / нижнее напряжение отсечки) и диапазон заряда /

скорости разряда, рекомендованные производителями. Условия неправильного использования (высокая скорость разряда / заряда, короткие замыкания и работа при высокой температуре окружающей среды

) резко ускоряют чистое накопление

тепловой энергии в литий-ионных элементах. Скорость тепловыделения in-

экспоненциально увеличивается с температурой ячейки, в то время как скорость передачи тепла

в холодную среду (охлаждение окружающей среды) увеличивается только lin-

раньше. В конечном итоге в элементе может возникнуть «тепловой разгон»

, сопровождаемый повышением давления, что может привести к взрыву элемента или возгоранию

.Поэтому, чтобы гарантировать безопасную работу в любых условиях, коммерческие литий-ионные элементы

имеют относительно небольшой размер.

Однако для портативных и мобильных источников питания желательны увеличенные батареи

. Например, разрабатываются системы мощностью 100 Вт / кг с плотностью

, подходящие для электромобилей.

op.

9

Литий-ионный аккумулятор, аналогичный аккумулятору Sony типа US-18650

, который основан на Li

x

C

6

/ Li

12x

CoO

2

Chemistry, может подойти —

, если его нынешняя мощность (1.37 Ач) можно было увеличить на два порядка

. Чтобы предсказать тепловое поведение увеличенных

конструкций таких батарей в широком диапазоне рабочих условий, исследователи

используют различные модели.

1-8

В принципе, для анализа таких

ячеек, особенно если они не удлиненные, требуются двух- или трехмерные модели

. Однако на практике используется множество одномерных «тепловых» моделей

.Это может показаться разумным упрощением для призматической ячейки с наложенными друг на друга слоями электродов или цилиндрической ячейки

, имеющей спирально намотанные слои, при условии, что такие ячейки с удлиненной геометрией

имеют высокое соотношение сторон (высота / площадь или

длина / диаметр).

Однако для более точной проверки правильности предположения о размерах

необходимо знать теплопроводность

компонентов ячейки в направлении поверхности электрода (в плоскости

k), а также перпендикулярно ему (поперечная плоскость k).Экспериментальные значения

для этих свойств не широко доступны в литературе;

Таким образом, эта работа направлена ​​на представление некоторых методов измерения, а

предоставляет соответствующие данные. Эксперименты проиллюстрированы приложением

к коммерчески доступному цилиндрическому литиево-ионному элементу Sony US-18650

мкм, номинальная емкость которого составляет 1,35 Ач. Ячейка была

, извлеченная из двойной аккумуляторной батареи, используемой в видеокамерах Sony, приобретенная в сентябре 1996 года в магазине Sony Products Store в Чика-

go, IL 60616.Эта ячейка содержит НЭ, который состоит из специально спроектированных микрографитных углеродных хлопьев

в качестве материала НЭ и высокослойной структуры LiCoO

2

в качестве материала ПЭ. Основываясь на массах

активных материалов PE и NE, извлеченных из покрытия токосъемников

ed с обеих сторон, для этого элемента

была оценена степень загрузки около 1,89. Точное количество связующего материала и других добавок, включенных в оба электрода, неизвестно.Были измерены и взвешены отдельные компоненты ячеек

,

, результаты показаны в таблице I.

Были использованы два различных метода измерения C

p

: (i) измерение температуры в переходных процессах

и (ii) адиабатическая калориметрия. Аналогично,

два метода были использованы для получения значений k для компонентов ячеек. В первом методе

поперечная плоскость k была определена путем приложения известного теплового потока

через поверхность слоев PE / Sp / NE и измерения разницы температур

в известных местах между слоями, уложенными друг в друга. эры.Во втором методе значения k

как в поперечном сечении, так и в плоскости были рассчитаны на основе коэффициента температуропроводности в плоскости и в плоскости (a

; k / rC

p

), измеренного методом ксеноновой вспышки ( XFT), с электролитом и без него —

[1 M LiPF

6

в EC-DMC (1: 1 мас. %)].

Experimental

Удельная теплоемкость, метод 1 (переходный процесс охлаждения). На рис. 1

показана принципиальная схема нагревательного узла, используемого для измерения

C

p

батареи Sony при OCV 5 2.74 В. Сердцевина этой сборки

образована изолирующим цилиндрическим блоком из пенополистирола

(внешний диаметр 120 мм, длина 150 мм) с закрытой цилиндрической полостью

(внутренний диаметр 19 мм, глубина 100 мм). Нагреватель Ni / Cr с высоким сопротивлением (AWG 24,

от Omega), электрически изолированный с помощью спирально намотанной ленты

с высокой теплопроводностью, был установлен близко к стенке полости. Циклер для аккумуляторов Arbin

(Arbin Instrument Corporation, College Station, TX,

модель BT-2042) подавал постоянный ток на нагреватель.

Тепловые свойства литий-ионной батареи и компонентов

Хоссейн Малеки,

a, c

Саид Аль Халладж, *

, a

J. Robert Selman, **

, a

Ralph B. Динвидди,

b

и Х. Ван

b

a

Центр электрохимических наук и инженерии, Технологический институт Иллинойса, Чикаго, Иллинойс 60616, США

b

Национальная лаборатория металлов и керамики Ок-Ридж Division, Oak Ridge, Tennessee 37831-6064, USA

Представлены экспериментальные данные о тепловых свойствах литий-ионной батареи Sony US-18650 и ее компонентов, а также методы измерения тепловых свойств

.Рассматриваемые свойства: удельная теплоемкость (C

p

), температуропроводность (a) и теплопроводность (k) в присутствии и в отсутствие электролита [1 M LiPF

6

в этиленкарбонат-диметилкарбонате (EC: DMC, 1: 1 мас.%)]:

Теплоемкость батареи, C

p

, составляет 0,96 6 0,02 Дж g

21

K

21

при напряжении холостого хода (OCV) 2,75 В и 1.04 6 0,02 Дж г

21

K

21

при 3,75 В. Теплопроводность k рассчитывалась по k; arC

p

, где a было измерено методом ксеноновой вспышки. При отсутствии электролита

k увеличивается с увеличением OCV как для отрицательного электрода (NE), так и для положительного электрода (PE). Для NE увеличение

составляет 26% при увеличении OCV с 2,75 до 3,75 В, тогда как для PE увеличение составляет всего 5–6%. Зависимость как

C

p

, так и k от OCV качественно объясняется рассмотрением влияния литиирования и делитирования на плотность электронных носителей,

, которое приводит к полупроводимости n-типа в графитовом материале NE, но переход от полупроводникового к металлическому в материале

Li

x

CoO

2

PE.Общий эффект — увеличение C

p

и k с OCV. Для k эта зависимость устраняется добавлением электролита

, которое, однако, значительно увеличивает эффективный k многослойных компонентов батареи за счет снижения сопротивления теплового контакта.

И для NE, и для PE значение k в плоскости (измеренное вдоль слоев) почти на порядок выше, чем k в плоскости пересечения.

Это в основном объясняется высокой теплопроводностью токосъемников и в меньшей степени ориентацией частиц

в слоях электродов.

© 1999 Электрохимическое общество. S0013-4651 (98) 06-095-9. Все права защищены.

Рукопись представлена ​​15 апреля 1998 г .; Отредактированная рукопись получена 12 октября 1998 г.

** Член Электрохимического Общества.

** Действительный член Электрохимического общества.

c

Текущий адрес: Motorola, Energy Systems Group, Laurenceville, GA 30043.

Загружено 13 февраля 2009 г. на 130.132.143.49. Распространение подлежит лицензии или авторскому праву ECS; см. http: // www.ecsdl.org/terms_use.jsp

Управление температурным режимом батареи

Температурные эффекты

Пределы рабочих температур

Все батареи зависят от своего действия в электрохимическом процессе, будь то зарядка или разрядка, и мы знаем, что эти химические реакции в некотором роде зависят от температуры. Номинальная производительность батареи обычно указывается для рабочих температур где-то в диапазоне от + 20 ° C до + 30 ° C, однако фактическая производительность может существенно отличаться от этого, если батарея эксплуатируется при более высоких или более низких температурах. См. Температурные характеристики для получения типичных графиков производительности.

Закон Аррениуса говорит нам, что скорость, с которой протекает химическая реакция, увеличивается экспоненциально с повышением температуры (см. Срок службы батареи).Это позволяет получать больше мгновенной энергии от батареи при более высоких температурах. В то же время более высокие температуры улучшают подвижность электронов или ионов, уменьшая внутренний импеданс ячейки и увеличивая ее емкость.

В верхней части шкалы высокие температуры могут также вызвать нежелательные или необратимые химические реакции и / или потерю электролита, что может вызвать необратимое повреждение или полный выход батареи из строя. Это, в свою очередь, устанавливает верхний предел рабочей температуры для аккумулятора.

В нижней части шкалы электролит может замерзнуть, что приведет к ограничению низкотемпературных характеристик. Но значительно выше точки замерзания электролита производительность батареи начинает ухудшаться, поскольку скорость химической реакции снижается. Даже если батарея может работать при температурах до -20 ° C или -30 ° C, производительность при 0 ° C и ниже может быть серьезно снижена.

Также обратите внимание, что нижний рабочий предел температуры батареи может зависеть от ее состояния заряда.Например, в свинцово-кислотном аккумуляторе по мере разряда аккумулятора сернокислый электролит становится все более разбавленным водой, и его точка замерзания соответственно увеличивается.

Таким образом, аккумулятор необходимо поддерживать в ограниченном диапазоне рабочих температур, чтобы можно было оптимизировать как емкость заряда, так и срок службы. Поэтому для практической системы может потребоваться как нагрев, так и охлаждение, чтобы поддерживать ее не только в рабочих пределах, указанных производителем батареи, но и в более ограниченном диапазоне для достижения оптимальной производительности.

Управление температурным режимом заключается не только в соблюдении этих ограничений. Батарея подвержена нескольким одновременным внутренним и внешним тепловым воздействиям, которые необходимо контролировать.

Источники тепла и водоотводы

Электрический нагрев (Джоулев нагрев)

При работе любой батареи выделяется тепло из-за потерь I ² R, поскольку ток течет через внутреннее сопротивление батареи, независимо от того, заряжается она или разряжается.Это также известно как Джоулев нагрев. В случае разряда общая энергия в системе фиксирована, а повышение температуры будет ограничено доступной энергией. Однако это все еще может вызвать очень высокие локальные температуры даже в батареях с низким энергопотреблением. Во время зарядки такое автоматическое ограничение не применяется, поскольку нет ничего, что могло бы помешать пользователю продолжать подавать электроэнергию в аккумулятор после того, как он полностью зарядился. Это может быть очень рискованная ситуация.

Разработчики аккумуляторов стремятся поддерживать внутреннее сопротивление ячеек как можно более низким, чтобы минимизировать тепловые потери или тепловыделение внутри батареи, но даже с сопротивлением ячеек всего 1 миллиОм нагрев может быть значительным.См. Примеры в разделе «Влияние внутреннего импеданса».

Термохимический нагрев и охлаждение

Помимо джоулева нагрева, химические реакции, протекающие в ячейках, могут быть экзотермическими, добавляясь к выделяемому теплу, или они могут быть эндотермическими, поглощая тепло в процессе химического воздействия. Поэтому перегрев с большей вероятностью будет проблемой при экзотермических реакциях, в которых химическая реакция усиливает тепло, выделяемое током, а не при эндотермических реакциях, когда ему противодействует химическое воздействие.В аккумуляторных батареях, поскольку химические реакции обратимы, химические вещества, которые являются экзотермическими во время зарядки, будут эндотермическими во время разряда и наоборот. Так что от проблемы никуда не деться. В большинстве ситуаций Джоулев нагрев будет превышать эффект эндотермического охлаждения, поэтому меры предосторожности все же необходимо принимать.

Свинцово-кислотные аккумуляторы экзотермичны во время зарядки, а аккумуляторы VRLA склонны к тепловому разгоне (см. Ниже). NiMH-элементы также являются экзотермическими во время зарядки, и по мере приближения к полной зарядке температура элемента может резко повыситься.Следовательно, зарядные устройства для никель-металлгидридных элементов должны быть спроектированы так, чтобы определять это повышение температуры и отключать зарядное устройство, чтобы предотвратить повреждение элементов. Напротив, никелевые батареи с щелочными электролитами (NiCad) и литиевые батареи эндотермичны во время зарядки. Тем не менее, при зарядке этих аккумуляторов возможен тепловой разгон, если они подвержены перезарядке.

Термохимия литиевых элементов немного сложнее, в зависимости от степени внедрения ионов лития в кристаллическую решетку.Во время зарядки реакция сначала является эндотермической, а затем переходит в слегка экзотермическую в течение большей части цикла зарядки. Во время разряда реакция обратная, сначала экзотермическая, затем переходящая в слегка эндотермическую на протяжении большей части цикла разряда. Как и другие химические составы, эффект джоулевого нагрева больше, чем термохимический эффект, пока ячейки остаются в пределах своих проектных ограничений.

Внешнее тепловое воздействие

Тепловое состояние аккумулятора также зависит от окружающей среды. Если его температура выше температуры окружающей среды, он будет терять тепло из-за теплопроводности, конвекции и излучения. Если окружающая температура выше, аккумулятор будет нагреваться от окружающей среды. Когда температура окружающей среды очень высока, система управления температурным режимом должна работать очень усердно, чтобы поддерживать температуру под контролем. Отдельный элемент может очень хорошо работать при комнатной температуре сам по себе, но если он является частью аккумуляторной батареи, окруженной одинаковыми ячейками, выделяющими тепло, даже если он несет ту же нагрузку, он может значительно превысить свои температурные пределы.

Температура — ускоритель

Конечным результатом термоэлектрических и термохимических эффектов, возможно, усиленных условиями окружающей среды, обычно является повышение температуры, и, как мы отметили выше, это вызывает экспоненциальное увеличение скорости протекания химической реакции. Мы также знаем, что при чрезмерном повышении температуры может произойти много неприятностей

• Активные химические вещества расширяются, вызывая набухание клетки
• Механическое искажение компонентов ячейки может привести к короткому замыканию или разрыву цепи
• Могут происходить необратимые химические реакции, вызывающие необратимое снижение количества активных химикатов и, следовательно, емкости элемента
• Продолжительная работа при высоких температурах может привести к растрескиванию пластиковых частей элемента
• Повышение температуры вызывает ускорение химической реакции, повышение температуры еще больше и может привести к тепловому разгоне
• Газы могут выделяться
• Давление внутри ячейки
• Ячейка со временем может разорваться или взорваться
• Могут выделяться токсичные или легковоспламеняющиеся химические вещества
• Судебные иски последуют за

Тепловая мощность — конфликт

По иронии судьбы, поскольку инженеры по аккумуляторным батареям стремятся втиснуть все больше и больше энергии во все меньшие объемы, разработчику приложений становится все труднее получить ее снова. К сожалению, большая сила батарей, изготовленных по новой технологии, также является источником их наибольшей слабости.

Теплоемкость объекта определяет его способность поглощать тепло. Проще говоря, для заданного количества тепла, чем больше и тяжелее объект, тем меньше будет повышение температуры, вызванное теплом.

В течение многих лет свинцово-кислотные батареи были одними из немногих источников питания, доступных для приложений большой мощности.Из-за их большого размера и веса повышение температуры во время работы не было большой проблемой. Но в поисках меньших и легких батарей с большей мощностью и плотностью энергии неизбежным следствием является уменьшение тепловой емкости батареи. Это, в свою очередь, означает, что при заданной выходной мощности повышение температуры будет выше.

(Это предполагает аналогичный внутренний импеданс и аналогичные термохимические свойства, что не обязательно так.В результате отвод тепла является серьезной инженерной проблемой для батарей с высокой плотностью энергии, используемых в приложениях с высокой мощностью. Разработчики ячеек разработали инновационные методы строительства ячеек, чтобы отводить тепло от ячейки. Разработчики аккумуляторных блоков должны найти столь же инновационные решения, чтобы избавить аккумулятор от тепла.

Температурные характеристики аккумуляторных батарей EV и HEV

Подобные конфликты возникают с батареями EV и HEV.Аккумулятор электромобиля большой, с хорошей способностью рассеивать тепло за счет конвекции и теплопроводности и подвержен небольшому повышению температуры благодаря своей высокой теплоемкости. С другой стороны, батарея HEV с меньшим количеством ячеек, но каждая из которых имеет более высокий ток, должна выдерживать ту же мощность, что и батарея EV, менее чем на одну десятую размера. Благодаря более низкой теплоемкости и более низким характеристикам рассеивания тепла это означает, что аккумулятор HEV будет подвергаться гораздо более высокому повышению температуры.

Принимая во внимание необходимость поддерживать работу элементов в допустимом температурном диапазоне (см. Срок службы в разделе «Отказы литиевой батареи»), батарея электромобиля с большей вероятностью столкнется с проблемами, связанными с поддержанием ее тепла на нижнем конце диапазона температур, пока аккумулятор HEV с большей вероятностью будет иметь проблемы с перегревом в условиях высоких температур, даже если они оба рассеивают одинаковое количество тепла.

В случае электромобиля при очень низких температурах окружающей среды самонагрев (нагрев I ² R) за счет протекания тока во время работы, скорее всего, будет недостаточным для повышения температуры до желаемых рабочих уровней из-за большого размера батареи и для повышения температуры могут потребоваться внешние нагреватели. Это может быть обеспечено за счет отвода части емкости батареи на обогрев. С другой стороны, такое же тепловыделение I ² R в аккумуляторной батарее HEV, работающей в высокотемпературных средах, может привести к тепловому разгоне, и необходимо обеспечить принудительное охлаждение.

См. Также Технические характеристики EV, HEV и PHEV в разделе «Тяговые батареи»

.

Thermal Runaway

Рабочая температура, достигаемая в батарее, является результатом увеличения температуры окружающей среды за счет тепла, выделяемого батареей. Если аккумулятор подвергается чрезмерному току, возникает возможность теплового разгона, что приводит к катастрофическому разрушению аккумулятора.Это происходит, когда скорость выделения тепла внутри батареи превышает ее способность рассеивания тепла. Это может произойти при нескольких условиях:

• Первоначально тепловые потери I ² R зарядного тока, протекающего через элемент, нагревают электролит, но сопротивление электролита уменьшается с температурой, так что это, в свою очередь, приведет к более высокому току, вызывающему еще более высокую температуру, усиление реакции до достижения состояния выхода из-под контроля.
• Во время зарядки зарядный ток вызывает экзотермическую химическую реакцию химических веществ в элементе, которая усиливает тепло, выделяемое зарядным током.
• Или во время отвода тепла, возникающего в результате экзотермического химического воздействия, генерирующего ток, усиливается резистивный нагрев из-за протекания тока внутри элемента.
• Слишком высокая температура окружающей среды.
• Недостаточное охлаждение

Если не будут приняты какие-либо защитные меры, последствиями теплового разгона могут быть расплавление элемента или повышение давления, приводящее к взрыву или пожару, в зависимости от химического состава и конструкции элемента. См. Более подробную информацию в разделе «Неисправности литиевых батарей».

Система терморегулирования должна держать все эти факторы под контролем.

Примечание

Температурный разгон может произойти во время зарядки свинцово-кислотных аккумуляторов с регулируемым клапаном, когда выделение газа запрещено, а рекомбинация способствует повышению температуры. Это не относится к залитым свинцово-кислотным аккумуляторным батареям, поскольку электролит выкипает.

Регуляторы температуры

Отопление

Относительно легко справиться с низкотемпературными условиями эксплуатации.В простейшем случае в батарее обычно достаточно энергии для питания самонагревательных элементов, которые постепенно доводят батарею до более эффективной рабочей температуры, когда нагреватели могут быть отключены. В некоторых случаях достаточно, чтобы аккумулятор не перезаряжался, когда он не используется. В более сложных случаях, например, с высокотемпературными батареями, такими как батарея Zebra, работающая при температурах, значительно превышающих нормальные температуры окружающей среды, может потребоваться некоторый внешний обогрев, чтобы довести батарею до рабочей температуры при запуске, и может потребоваться специальная теплоизоляция для поддержания температуру как можно дольше после выключения.

Охлаждение

Для маломощных батарей достаточно обычных схем защиты, чтобы поддерживать батарею в рекомендуемых пределах рабочих температур. Однако цепи большой мощности требуют особого внимания к управлению температурным режимом.

Проектные цели

• Защита от перегрева —
  В большинстве случаев это просто включает в себя мониторинг температуры и прерывание пути тока, если температура при достижении температурных пределов достигается с использованием обычных схем защиты.Хотя это предотвратит повреждение батареи от перегрева, но может отключить батарею до того, как будет достигнут предел допустимой нагрузки по току, что серьезно ограничит ее производительность.
• Рассеивание избыточного тепла —
  Удаление тепла из батареи позволяет переносить более высокие токи до достижения температурных пределов. Тепло выходит из батареи за счет конвекции, теплопроводности и излучения, и задача разработчика блока состоит в том, чтобы максимизировать эти естественные потоки, поддерживая низкую температуру окружающей среды, обеспечивая прочный, хороший путь теплопроводности от батареи (используя металлические охлаждающие стержни или пластины между ячейки, если необходимо), максимально увеличив площадь его поверхности, обеспечив хороший естественный поток воздуха через или вокруг блока и установив его на проводящей поверхности.
• Равномерное распределение тепла —

Даже несмотря на то, что тепловая конструкция батареи может быть более чем достаточной для рассеивания общего тепла, выделяемого батареей, внутри батареи все же могут быть локализованные горячие точки, которые могут превышать указанные температурные пределы. Это может быть проблемой для ячеек в середине многоячеечной упаковки, которая будет окружена теплыми или горячими ячейками по сравнению с внешними ячейками в упаковке, которые обращены к более прохладной среде.

Температурный градиент аккумулятора может серьезно повлиять на срок его службы. Закон Аррениуса указывает, что с увеличением температуры на каждые 10 ° C скорость химической реакции увеличивается примерно вдвое. Это создает несбалансированную нагрузку на элементы в батарее, а также усугубляет любой возрастной износ элементов. См. Также «Взаимодействие между ячейками и балансировка ячеек».

Разделение ячеек во избежание этой проблемы увеличивает объем упаковки.Для выявления потенциальных проблемных участков может потребоваться тепловидение.

Пассивное рассеяние можно еще больше улучшить, установив ячейки в блок из теплопроводящего материала, который действует как теплоотвод. Передача тепла от ячеек может быть максимизирована, если для этой цели используется материал с фазовым переходом (PCM), поскольку он также поглощает скрытую теплоту фазового перехода при переходе из твердого в жидкое состояние. Находясь в жидком состоянии, конвекция также вступает в игру, увеличивая потенциал теплового потока и выравнивая температуру в аккумуляторной батарее.Для этого применения доступны графитовые губчатые материалы с высокой проводимостью, пропитанные воском, который поглощает дополнительное тепло, когда температура достигает точки плавления.

• Минимальная прибавка в весе —
  Для приложений с очень высокой мощностью, таких как тяговые батареи, используемые в электромобилях и HEV, естественного охлаждения может быть недостаточно для поддержания безопасной рабочей температуры, и может потребоваться принудительное охлаждение. Это должно быть последним средством, поскольку это усложняет конструкцию батареи, увеличивает ее вес и потребляет электроэнергию.Однако, если принудительное охлаждение неизбежно, первым выбором будет принудительное воздушное охлаждение с помощью вентилятора или вентиляторов. Это относительно просто и недорого, но теплоемкость теплоносителя, воздуха, который предназначен для отвода тепла, относительно мала, что ограничивает его эффективность. В худшем случае может потребоваться жидкостное охлаждение.
  Для очень высоких скоростей охлаждения требуются рабочие жидкости с более высокой теплоемкостью. Вода обычно является первым выбором, поскольку она недорогая, но можно использовать и другие жидкости, такие как этиленгликоль (антифриз), которые имеют лучшую теплоемкость.Вес хладагента, насосы для его циркуляции, рубашки охлаждения вокруг ячеек, трубопроводы и коллекторы для транспортировки и распределения хладагента, а также радиатор или теплообменник для его охлаждения — все это значительно увеличивает общий вес, сложность и стоимость. батареи. Эти штрафы вполне могут перевесить выгоды, которые, как ожидается, будут достигнуты за счет использования химического состава батарей с высокой плотностью энергии.

Рекуперация тепла

В некоторых приложениях, таких как электромобили, как отмечалось выше, есть возможность использовать отработанное тепло для обогрева салона, и большинство автомобильных систем включают в себя некоторую форму интеграции управления температурным режимом аккумуляторной батареи с климат-контролем транспортного средства.Однако это полезно только в холодную погоду. В жарком климате высокая температура окружающей среды ложится дополнительным бременем на управление температурным режимом батареи.

Расчет количества отопительных батарей в частном доме.Расчет радиаторов отопления в доме

При установке и замене радиаторов отопления обычно возникает вопрос: как правильно рассчитать количество секций радиаторов отопления, чтобы в квартире было уютно и тепло даже в самое холодное время года? Сделайте расчет самостоятельно, достаточно просто, нужно лишь знать параметры помещения и мощность аккумулятора выбранного типа. Для угловых комнат и помещений с потолками выше 3 метров или панорамными окнами расчет несколько иной.Учтите все методики расчета.

Стандартные высоты потолков

Расчет количества секций радиаторов отопления для типового дома производится исходя из квадратной площади. Площадь комнаты в Доме Типовой застройки рассчитывается, кратно длине комнаты по ее ширине. Для обогрева 1 квадратного метра требуется мощность нагревательного устройства 100 Вт, а для расчета общей мощности необходимо умножить полученную площадь на 100 Вт. Полученное значение означает общую мощность нагревательного устройства.В документации на радиатор обычно указывается тепловая мощность одной секции. Чтобы определить количество секций, вам нужно разделить общую мощность на это значение и округлить результат в большую сторону.

Пример расчета:

Помещение шириной 3,5 метра и длиной 4 метра, с обычной высотой потолков. Мощность одной секции радиатора — 160 Вт. Необходимо найти количество секций.

1. Определяем площадь комнаты, умножая ее длину на ширину: 3.5 · 4 = 14 м 2.
2. Находим общую мощность отопительных приборов 14 · 100 = 1400 Вт.
3. Находим количество секций: 1400/160 = 8,75. Мы округляемся в сторону большего числа и получаем 9 разделов.

Для помещений, расположенных с торца здания, расчетное количество радиаторов необходимо увеличить на 20% ..

Помещения с высотой потолков более 3 метров

Расчет количества секций отопительных приборов для помещений при высоте потолков более трех метров выполняется от размера комнаты.Объем — это площадь, умноженная на высоту потолков. Для обогрева 1 кубометра помещения требуется тепловая мощность отопительного прибора 40 Вт, а его общую мощность рассчитывают, умножая объем помещения на 40 Вт. Для определения количества секций это значение необходимо разделить на мощность одного раздела по паспорту.

Пример расчета:

Помещение шириной 3,5 метра и длиной 4 метра, с высотой потолков 3,5 метра.Мощность одной секции радиатора — 160 Вт. Необходимо найти количество секций радиаторов отопления.

Также можно воспользоваться таблицей:

Как и в предыдущем случае, для углового помещения этот показатель необходимо умножить на 1,2. Также необходимо увеличивать количество секций в том случае, если помещение имеет один из следующих факторов:

• Находится в панельном или плохо утепленном доме;
• Расположен на первом или последнем этаже;
• Имеет больше одиночных окон;
• Находится рядом с неотапливаемым помещением.

В этом случае полученное значение необходимо умножить на коэффициент 1,1 для каждого из коэффициентов.

Пример расчета:

Угловое помещение шириной 3,5 метра и длиной 4 метра, с высотой потолков 3,5 метра. Находится в панельном доме на первом этаже, имеет два окна. Мощность одной секции радиатора — 160 Вт. Необходимо найти количество секций радиаторов отопления.

1. Находим площадь комнаты, умножив ее длину на ширину: 3.5 · 4 = 14 м 2.
2. Находим объем помещения, умножив площадь на высоту потолков: 14 · 3,5 = 49 м 3.
3. Находим общую мощность отопления радиатор: 49 · 40 = 1960 Вт.
4. Находим количество секций: 1960/160 = 12,25. Мы округляем самые большие и получаем 13 секций.
5. Умножьте полученную сумму на коэффициенты:

Угловое помещение — коэффициент 1,2;

Панельный дом — коэффициент 1,1;

Два окна — 1.1 коэффициент;

Первый этаж — коэффициент 1,1.

Таким образом, получаем: 13 · 1,2 · 1,1 · 1,1 · 1,1 = 20,76 сечения. Округлите их в большую сторону — 21 секция радиаторов отопления.

При расчете следует учитывать, что разные типы радиаторов отопления имеют разную тепловую мощность. При подборе количества секций радиатора отопления совпадают именно значения.

Чтобы теплоотдача от радиаторов была максимальной, необходимо установить их в соответствии с рекомендациями производителя, соблюдая все расстояния, указанные в паспорте.Это способствует лучшему распределению конвективных потоков и снижает теплопотери.

Знать, как рассчитать количество радиаторов отопления на комнату, нужно не только профессионалам в области обработки систем отопления. Даже простая замена аккумуляторов в доме невозможна без точного расчета и выбора достаточно эффективных устройств, поэтому изложенная ниже информация будет востребована каждым из нас.

Зачем нужен точный расчет?

Очень пригодится инструкция по расчету точных параметров отопительных приборов, приведенная в этой статье:

• Во-первых, комфорт зависит от теплопроизводительности нашего дома.Если установить слишком слабые радиаторы, то в холодное время года они не справятся с возрастающей нагрузкой, а значит, параметры микроклимата будут далеки от оптимальных.

• Во-вторых, цена на высокое качество очень высока, а потому не должно быть чрезмерным при установке ненужных конструкций. Зная, как рассчитать количество радиаторов отопления в помещении, мы сможем сократить свои расходы, купив ровно столько батарей, сколько нам нужно.
• Наконец, предварительный просчет позволит нам спланировать наши затраты еще на этапе планирования. Зная, какое количество тепла необходимо для обогрева помещений, мы можем выбрать подходящий тип системы отопления, начиная от котла и заканчивая материалом, из которого будут изготовлены аккумуляторные секции в доме.

Техника для расчета мощности

Простая техника

Совет!
Округление необходимо, так как резерва мощности не будет, но недостаток придется компенсировать большими дополнительными затратами.

Боле точный путь

Есть еще одно решение проблемы, как рассчитать мощность радиатора по комнате своими руками.

Для этого нам необходимо посчитать объем помещения:

• Площадь помещения умножьте на его высоту, получив искомое значение в кубических метрах.
• Объем умножается на нормативный коэффициент, который для европейской части Российской Федерации составляет 41 Вт.
• Далее поступаем в предыдущем случае: полученное значение делится на теплопередачу секции или панельного радиатора, а затем результат округляется в самую сторону.

Как видите, метод не намного сложнее предыдущего. Однако максимально точно можно рассчитать, сколько тепла потребляет помещение, и сколько батарей нужно для его обогрева.

Пример расчета

В этом разделе мы на простом примере Продемонстрируем, как рассчитать мощность радиатора отопления в помещении:

• Итак, допустим, у нас есть комната длиной 5 м, шириной 4 м с потолками высотой 2.7 мес.
• Рассчитайте объем: 5 х 4 х 2,7 = 54м3.
• Далее рассчитываем, сколько тепла требуется для эффективного отопления: 54 х 41 = 2214 Вт.
• Затем выберите модель каменки. Выполним расчет для биметаллической конструкции SIRA RS500 с теплопередачей одной секции 199 Вт.

Примечание!
Перед тем, как произвести расчет стальных радиаторов отопления на комнату, нужно внимательно изучить паспорт изделия.
Очень часто такие устройства теплопередачи обозначаются всей панелью, в то время как чугунные, алюминиевые и биметаллические конструкции используют поисковый расчет.

• Необходимость теплоотвода к секции теплопередачи: 2214/199 = 11,1. Чтобы получить округленный до 12 запас мощности — это столько ребер аккумуляторных батарей, которые нам нужно установить, чтобы обеспечить комфортный микроклимат в помещении.

размеры

Как правило, установка одного большого устройства обходится дешевле, чем двух продуктов меньшего размера, но здесь есть определенные ограничения, связанные с размерами жертвы:

• Итак, установить аккумулятор близко к полу нельзя .Минимальный зазор должен составлять около 80 — 120 мм.
• Также важен отступ от нижнего края подоконника . Эта величина не должна быть меньше 60 — 120 мм, иначе тепло просто не пойдет на окно, а на стекле будет собираться конденсат.
• Есть ограничения по ширине . Если радиатор монтируется внутри оконных ниш, то по бокам должно оставаться не менее 150 мм свободного пространства.

Аккумулятор.

Но чтобы во всех комнатах было достаточно тепло, нужно определиться еще и с точным количеством секций, исходя из площади помещения и возможных тепловых потерь.

Перед тем, как производить расчет количества батарей или секций радиаторов отопления на квадратный метр По площади определенной комнаты в частном доме или квартире, убедитесь, что подбор прибора был правильным, и действительно ли он подходит в твоем случае. Вкратце рассмотрим их типы.

Алюминий

Алюминиевые радиаторы можно производить из первичного или вторичного сырья.Вторые по качеству заметно уступают, но дешевле. Основные преимущества алюминиевых аккумуляторов:

• Высокая теплопередача,
• Малый вес
• Простая универсальная конструкция,
• Устойчивость к высоким давлениям,
• Низкая инертность (быстро нагревается и охлаждается, что позволяет быстро регулировать температуру в помещении),
• Умеренная цена (300-500 рублей за секцию).

Алюминий чувствителен к щелочам в составе охлаждающей жидкости, поэтому сердцевина часто покрывается слоем полимеров, что увеличивает срок службы изделия.Основная часть моделей изготавливается методом литья, тем более что экструзионные (экструдированные) секции сведены к минимуму. Популярные производители : Sira, Global, Rifar и Thermal.

биметаллический

Компенсация тепловых потерь

Чтобы мощности аккумуляторов хватило на обогрев помещения, необходимо внести некоторые корректировки:

• Дробные значения округлены в положительную сторону . Пусть немного питания останется лучше, а желаемый уровень температуры регулируется с помощью термостата.
• Если в комнате два окна, то нужно рассчитанное количество секций разделить на две и установить их под каждым из окон. Тепло будет подниматься, создавая тепловую завесу для холодного воздуха, проникающего в квартиру через стеклопакет.
• Вам нужно добавить несколько секций, если две стены в комнате выходят за пределы или высота потолка превышает 3 м.

Дополнительно стоит учесть особенности системы отопления.Автономное или индивидуальное отопление намного эффективнее центральных систем в многоэтажных домах. Если в трубах уже есть более холодная охлаждающая жидкость, радиаторы не смогут работать на полную мощность.

Возможна ли экономия?

Точная математика при подборе мощности радиаторов и количества секций позволяет сделать комнату достаточно теплой, комфортной для проживания. При таком подходе есть финансовые преимущества : Можно сэкономить, не переплачивая за ненужное оборудование.Еще более впечатляющая экономия получается при использовании современных пластиковых окон (при условии их правильного монтажа) и наличии теплоизоляции стен.

Для расчета количества радиаторов существует несколько методик, но суть их одна: узнать максимальные теплопотери помещения, а затем рассчитать количество отопительных приборов, необходимых для их компенсации.

Методы расчета разные. Самые простые дают приблизительные результаты. Однако их можно использовать, если помещения стандартные, или применять коэффициенты, позволяющие учесть существующие «нестандартные» условия каждой конкретной комнаты (угловая комната, выход на балкон, окно во всю стену и т. Д. .). Есть более сложный расчет по формулам. Но по сути это одни и те же коэффициенты, только собранные в одну формулу.

Есть еще способ. Он определяет фактические убытки. Специальное устройство — тепловизор — определяет реальные тепловые потери. И на основании этих данных рассчитывается, сколько радиаторов нужно для их компенсации. Чем хорош этот способ, тем это факт, что изображение тепловизора видно именно там, где тепло более активно. Это может быть брак в работе или в стройматериалах, трещина и т. Д.Так что заодно можно исправить ситуацию.

Расчет радиаторов отопления по площади

Самый простой способ. Рассчитайте количество тепла, необходимое для обогрева, исходя из площади помещения, в котором будут установлены радиаторы. Площадь каждой комнаты вам известна, а потребность в тепле можно определить по строительным нормам СНиПА:

.

• для среднего климатического пояса на обогрев 1М 2 жилых помещений требуется 60-100Вт;
• для регионов выше 60 o требуется 150-200 Вт.

Исходя из этих норм, можно рассчитать, сколько тепла потребуется вашей комнате. Если квартира / дом находится в средней климатической полосе, для отопления 16м 2 потребуется тепла 1600Вт (16 * 100 = 1600). Так как нормы средние, а погода постоянно не балует, считаем, что 100Вт требуется. Хотя, если вы живете на юге средней климатической полосы и зима у вас мягкая, рассмотрите 60W.

Блок питания в отоплении нужен, но не очень большой: количество радиаторов увеличивается с увеличением количества необходимой мощности.И чем больше радиаторов, тем больше теплоносителя в системе. Если для тех, кто подключен к центральному отоплению Это не критично, то для тех, у кого индивидуальное отопление или запланировано, большой объем системы означает большие (дополнительные) затраты на нагрев теплоносителя и большую инерционность системы (установленная температура поддерживается меньше). И возникает вопрос законодателя: «Зачем платить больше?».

Рассчитав потребность помещения в тепле, можно узнать, сколько нужно секций. Каждый из отопительных приборов может выделять определенное количество тепла, которое указано в паспорте.Взять найденный нужно тепло и разделить на радиатор мощности. В результате получается необходимое количество секций для восполнения убытков.

Рассчитайте количество радиаторов для одной комнаты. Мы определили, что нужно выделить 1600Вт. Пусть мощность одной секции 170Вт. Получается 1600/170 = 9411шт. Вы можете округлить в большую или меньшую сторону на ваше усмотрение. В меньшем его можно округлить, например, на кухне — достаточно дополнительных источников тепла, а в большом — лучше в комнате с балконом, большим окном или в угловой комнате.

Система простая, но недостатки очевидны: высота потолков может быть разной, материал стен, окон, утеплителя и еще целой линии Факторы не учитываются. Так что расчет количества секций радиаторов отопления по СНиП показателен. Для получения точных результатов необходимо внести коррективы.

Как рассчитать сечение радиатора в пересчете на комнату

При таком расчете учитывается не только площадь, но и высота потолков, т.к. залечен весь воздух в помещении.Так что такой подход оправдан. И в этом случае техника аналогична. Определим размер комнаты, а потом по нормативам узнаем, сколько тепла нужно на ее обогрев:

Рассчитаем все для одной комнаты площадью 16м 2 и сравним результаты. Пусть высота потолков 2,7 м. Объем: 16 * 2,7 = 43,2м 3.

• В панельном доме. Требуется для обогрева тепла 43,2м 3 * 41В = 1771,2Вт. Если взять все те же секции мощностью 170Вт, то получим: 1771 т / 170Вт = 10418шт (11шт).
• ВО Дом кирпичный. Тепло нужно 43,2м 3 * 34Вт = 1468,8Вт. Считаем радиаторы: 1468,8Вт / 170Вт = 8,64СТ (9шт).

Как видно разница получается довольно большая: 11шт и 9шт. Причем при расчете площади получилось среднее значение (если округлить в ту же сторону) — 10шт.

Результаты корректировки

Чтобы получить более точный расчет, необходимо принять во внимание как можно больше факторов, которые уменьшают или увеличивают потери тепла.Это из чего сделаны стены и насколько хорошо они утеплены, насколько большие окна, и какое на них остекление, сколько стен в комнате выходит на улицу и т. Д. Для этого есть коэффициенты, умножающие найденные значения потери тепла.

Окно

Окна падают с 15% до 35% теплопотерь. Конкретная цифра зависит от размера окна и от того, насколько хорошо оно утеплено. Следовательно, есть два соответствующих коэффициента:

• отношение площади окна к площади пола:
  • 10% — 0,8
  • 20% — 0,9
  • 30% — 1,0
  • 40% — 1,1
  • 50% — 1,2
• остекление:
  • двойное трехкамерное стекло или аргон в двухкамерном стекле — 0.85
  • нормальные двухкамерные стеклопакеты — 1,0
  • обычные двойные рамы — 1,27.

Стены и кровля

Для учета потерь важны материал стен, степень теплоизоляции, количество стен, выходящих на улицу. Вот коэффициенты для этих факторов.

Степень теплоизоляции:

Нормой считается

• кирпичных стен толщиной в два кирпича — 1,0
• недостаточно (отсутствует) — 1.27
• хорошо — 0,8.

Наличие наружных стен:

• внутреннее помещение — без потерь, коэффициент 1,0
• одна — 1,1
• два — 1,2
• три — 1,3.

На теплопотери влияет тепло, и наверху нет помещения. Если сверху жилое отапливаемое помещение (второй этаж дома, другая квартира и т. Д.), То коэффициент уменьшения — 0,7, если отапливаемый чердак — 0,9. Считается, что неотапливаемый чердак не влияет на температуру в а (коэффициент 1.0).

Если расчет производился по площади, а высота потолков нестандартная (для стандартной берется высота 2,7 м), то используйте пропорциональное увеличение / уменьшение с коэффициентом. Считается легким. Для этого реальную высоту потолков в комнате делят на стандартные 2,7 м. Получите желаемый коэффициент.

Рассмотрим для примера: Пусть высота потолков 3,0 м. Получаем: 3,0 м / 2,7 м = 1,1. Поэтому количество секций радиатора, которые были рассчитаны на площадь для этого помещения, необходимо умножить на 1.1.

Все эти нормы и коэффициенты определены для квартир. Чтобы учесть теплопотери дома через крышу и цоколь / фундамент, нужно увеличить результат на 50%, то есть коэффициент для частного дома равен 1,5.

Климатические факторы

Можно вносить корректировки в зависимости от средних температур зимой:

• -10 O и выше — 0,7
• -15 o С — 0,9
• -20 o C — 1,1
• -25 o C — 1.3
• -30 ° С — 1,5

Внеся все необходимые корректировки, получите более точное количество необходимых для обогрева помещения радиаторов с учетом параметров помещения. Но это далеко не все критерии, влияющие на мощность теплового излучения. Есть еще технические тонкости, о которых мы расскажем ниже.

Расчет разных типов радиаторов

Если вы собираетесь установить секционные радиаторы типоразмера (с осевым расстоянием 50 см по высоте) и уже выбрали материал, модель и желаемый размер, то никаких сложностей с расчетом их количества возникнуть не должно.Самые солидные фирмы, поставляющие хорошее отопительное оборудование. На сайте представлены технические данные всех модификаций, среди которых есть тепловые. Если указана не мощность, а расход теплоносителя, то перевести в мощность просто: расход теплоносителя в 1 л / мин примерно равен 1 кВт (1000 Вт).

Осевое расстояние радиатора определяется высотой между центрами отверстий для подачи / отвода теплоносителя.

Чтобы упростить покупателям на многих сайтах, установите специально разработанную программу-калькулятор.Тогда расчет сечений радиаторов отопления сводится к внесению данных о вашем помещении в соответствующие поля. И на выходе у вас уже готовый результат: количество секций данной модели в штуках.

Но если просто присоединить возможные варианты, стоит учесть, что радиаторы одного размера из разных материалов имеют разную тепловую мощность. Методика расчета количества секций биметаллических радиаторов отопления На расчет из алюминия, стали или чугуна ничем не отличается.Только тепловая мощность одной секции может быть разной.

• алюминий — 190Вт.
• биметаллический — 185Вт.
• чугун — 145Вт.

Если вы просто предпочитаете, какой из материалов выбрать, вы можете использовать эти данные. Для наглядности приведем максимально простой расчет сечений биметаллических радиаторов отопления, в котором учитывается только площадь помещения.

При определении количества нагревательных устройств из биметалла стандартного размера (расстояние между осями 50 см) предполагается, что одна секция может нагреть 1.8м 2 кв. Затем необходимо уместить 16м 2: 16м 2 / 1,8м 2 = 8,88шт. Округлые — нужно 9 секций.

Аналогичным образом мы рассматриваем чугунные или стальные бараки. Нам всего нужны нормы:

• Радиатор биметаллический — 1,8 м 2
• алюминий — 1,9-2,0 м 2
• чугун — 1,4-1,5 м 2.

Это данные для участков с межосевым расстоянием 50 см. Сегодня есть модели самой разной высоты: от 60 см до 20 см и даже ниже.Модели 20см и ниже называются бордюром. Естественно, их мощность отличается от указанной стандартной, и если вы планируете использовать «нестандартные», вам придется внести коррективы. Или ищите паспортные данные, или считайте себя. Мы исходим из того, что теплоотдача теплового устройства напрямую зависит от его площади. С уменьшением высоты уменьшается площадь устройства, а значит, пропорционально уменьшается мощность. То есть нужно найти соотношение высот выбранного радиатора со штатным, а затем с помощью этого коэффициента скорректировать результат.

Для наглядности произведем расчет радиаторов алюминиевых по площади. Помещение то же: 16м2. Считаем количество секций стандартным размером: 16м 2 / 2м 2 = 8шт. Но мы хотим использовать малогабаритные секции высотой 40 см. Находим соотношение радиаторов выбранного размера к стандартному: 50 см / 40см = 1,25. А теперь регулируем количество: 8шт * 1,25 = 10шт.

Регулировка в зависимости от режима системы отопления

Производители в паспортных данных указывают максимальную мощность радиаторов: при высокотемпературном режиме использования — температура теплоносителя в подаче 90 o C, в обратном — 70 ° C (обозначается 90/70) в помещениях. должна быть 20 o C.Но в таком режиме современные системы отопления работают очень редко. Обычно режим средней мощности 75/65/20 или даже низкотемпературный с параметрами 55/45/20. Понятно, что расчет требуется корректировать.

Для учета режима работы необходимо определить температурное давление в системе. Температурное давление — это разница между температурой воздуха и нагревательных приборов. В этом случае температура нагревательных устройств рассматривается как среднее арифметическое между значениями подачи и возвратами.

Для наглядности произвести расчет чугунных радиаторов отопления на два режима: высокотемпературный и низкотемпературный, типоразмер секции (50см). Помещение то же: 16м2. Одна чугунная секция в высокотемпературном режиме 90/70/20 нагревает 1,5 м 2. Следовательно нам потребуется 16м 2 / 1,5 м 2 = 10,6шт. Округлые — 11шт. В системе планируется использовать низкотемпературную 55/45/20. Теперь находим температурное давление для каждой из систем:

• высокотемпературный 90/70 / 20- (90 + 70) / 2-20 = 60 ° С;
• низкотемпературный 55/45/20 — (55 + 45) / 2-20 = 30 o С.

То есть, если будет использоваться работа при низких температурах, вам потребуется вдвое больше секций, чтобы обеспечить размещение с теплом. В нашем примере для помещения площадью 16 м 2 требуется 22 секции чугунных радиаторов. Большой крутится аккумулятор. Это, кстати, одна из причин, по которой отопительные приборы такого типа не рекомендуют использовать в низкотемпературных сетях.

С помощью этого расчета вы можете учесть желаемую температуру воздуха. Если вы хотите, чтобы в комнате было не 20 o C, а, например, 25 ° C, просто рассчитайте тепловое давление для этого случая и найдите желаемый коэффициент.Рассчитаем все для тех же чугунных радиаторов: параметры получатся 90/70/25. Считаем температурное давление для этого случая (90 + 70) / 2-25 = 55 o C. Теперь находим соотношение 60 ° C / 55 ° C = 1,1. Для обеспечения температуры в 25 o С 11шт * 1,1 = 12,1шт.

Зависимость мощности радиаторов от подключения и расположения

Помимо всех параметров, описанных выше, теплоотдача радиатора различается в зависимости от типа подключения.Оптимальным считается диагональное соединение с подводом сверху, в этом случае потери тепловой мощности отсутствуют. Наибольшие потери наблюдаются при боковых подключениях — 22%. Все остальные имеют средний КПД. Примерно величина процентных потерь показана на рисунке.

Фактическая мощность радиатора снижается и при наличии задиров. Например, если подоконник висит сверху, теплоотдача падает на 7-8%, если не полностью перекрывает радиатор, то потеря 3-5%.При установке сетчатого экрана, не доходящего до пола, потери примерно такие же, как и в случае с подвесным подоконником: 7-8%. Но если экран полностью закрывает весь нагревательный прибор, его теплоотдача снижается на 20-25%.

Определение количества радиаторов для однотрубных систем

Есть еще один очень важный момент: все вышесказанное справедливо для случая, когда охлаждающая жидкость с одинаковой температурой поступает на вход каждого радиатора.Считается намного сложнее: там с каждым последующим отопительным прибором вода становится все холоднее. А если вы хотите рассчитать количество радиаторов для однотрубной системы, вам нужно каждый раз пересчитывать, а это сложно и долго. Какой выход? Одна из возможностей — определить мощность радиаторов как для двухтрубной системы, а затем пропорционально падению тепловой мощности добавить секции для увеличения теплоотдачи батареи в целом.

Поясним на примере.На схеме изображена однотрубная система отопления с шестью радиаторами. Количество аккумуляторов определялось для двухтрубной разводки. Теперь вам нужно внести коррективы. Для первого нагревательного устройства все остается на месте. Второй — это уже теплоноситель с меньшей температурой. Определите% падения мощности и увеличьте количество секций до соответствующего значения. Картина получается такая: 15кВт-3кВт = 12кВт. Найдите процент: падение температуры на 20%. Соответственно для компенсации увеличиваем количество радиаторов: если нужно было 8шт, будет на 20% больше — 9 или 10шт.Здесь вам пригодятся знания о комнате: если это спальня или детская, округлите до самого большого, если гостиная или другая подобная комната округлите до меньшего. Учитывайте расположение относительно сторон света: на севере закругленное в самой большой, в южной — в меньшей.

Этот способ явно не идеален: ведь получается, что последний в ответвлении АКБ должен будет иметь просто огромные размеры: судя по схеме на его вводе теплоноситель подается с удельной теплоемкостью своей мощности , а на практике убрать все 100% нереально.Поэтому при определении мощности котла для однотрубных систем берут запас, ставят запорную арматуру и подключают радиаторы через байпас, чтобы можно было регулировать теплопередачу, и тем самым компенсировать падение температуры теплоносителя. . Из всего этого следует: количество и / или размер радиаторов в однотрубной системе необходимо увеличивать, а по мере удаления от начала ответвления ставить все больше и больше секций.

РЕЗУЛЬТАТЫ

Приблизительный расчет количества секций радиаторов отопления прост и быстр.Но уточнение в зависимости от всех особенностей помещения, размеров, типа подключения и расположения требует внимания и времени. Но вы обязательно определитесь с количеством отопительных приборов для создания комфортной атмосферы зимой.

Для каждого хозяина дома очень важно провести правильный расчет радиаторов отопления. Недостаточное количество секций поспособствует тому, что радиаторы не смогут максимально эффективно и оптимально отапливать помещение. Если вы купите радиаторы со слишком большим количеством секций, система отопления будет очень неэкономичной из-за дополнительной мощности радиаторов отопления.

Если нужно сменить систему отопления или установить новую, то расчет количества секций радиаторов отопления будет играть очень важную роль. Если в вашем доме или квартире стандартного типа есть комнаты, то подойдут более простые расчеты. Однако иногда для получения наивысшего результата необходимо соблюдать некоторые особенности и нюансы, касающиеся таких параметров, как мощность радиатора отопления в помещении и давление в батареях отопления.

Расчет по площади

Разберемся как рассчитать батареи отопления. Ориентируясь на такой параметр, как общая площадь помещения, можно произвести предварительный расчет батарей отопления на площадь. Этот расчет довольно прост. Однако если у вас в комнате высокие потолки, брать ее нельзя. На каждый квадратный метр площади потребуется около 100 ватт электроэнергии в час. Таким образом, расчет секций батарей отопления позволит рассчитать, сколько тепла нужно для обогрева всего помещения.

Как рассчитать количество радиаторов отопления? Например, площадь нашей комнаты 25 квадратных метров. метров. Умножаем общую площадь помещения на 100 Вт и получаем мощность батареи отопления в 2500 Вт. То есть 2,5 кват в час необходимо для обогрева помещения площадью 25 квадратных метров. метров. Полученный результат делится на теплотворную способность, которую способна отделять одна секция радиатора отопления.Например, в документации на отопительный прибор указано, что одна секция выделяет 180 Вт тепла в час.

Таким образом, расчет мощности радиаторов отопления будет выглядеть так: 2500 Вт / 180 Вт = 13,88. Полученный результат округляем и получаем число 14. Итак, для обогрева помещения на 25 кв. Счетчикам понадобится радиатор на 14 секций.

Также необходимо учитывать различные тепловые потери. Помещение, которое находится в углу дома, или комната с балконом будет медленнее отапливаться, а также быстрее отдавать тепло.В этом случае расчет теплоотдачи радиатора отопительных батарей следует производить с некоторым запасом. Желательно, чтобы такая наценка составляла около 20%.

Расчет батарей отопления можно проводить и с учетом объема помещения. В этом случае играет роль не только общая площадь комнаты, но и высота потолков. Как рассчитать радиаторы отопления? Расчет производится примерно по тому же принципу, что и в предыдущей ситуации.Для начала необходимо выявить, сколько тепла потребуется, а также как рассчитать количество отопительных батарей и их секций.

Например, необходимо рассчитать количество тепла для комнаты, имеющей площадь 20 квадратных метров. метров, а высота потолков в нем 3 метра. Умножьте 20 кв. метров на 3 метра высоты и получается 60 кубометров общей площади. На каждый кубометр необходимо около 41 Вт тепла — так говорят данные и рекомендации СНиП.

Производим расчет мощности батарей отопления на. Умножьте 60 кв. Счетчики на 41 Вт и получим 2460 Вт. Также разделите эту цифру на тепловую мощность, которую излучает одна секция радиатора отопления. Например, в документации на отопительный прибор указано, что в одном разделе выделяется около 170 Вт тепла в час.

2460 Вт Делим на 170 Вт и получаем число 14,47. Он также округляется ею, поэтому для обогрева помещения объемом 60 кубометров понадобится 15-ти секционный радиатор отопления.

Вы можете максимально точно рассчитать количество радиаторов отопления. Это может понадобиться для частных домов с нестандартными помещениями и комнатами.

КТ = 100Вт / кв.м. x P x K1 x K2 x K3 x K4 x K5 x K6 x K7

CT — количество тепла, которое необходимо для определенного помещения;

Н — общая площадь помещения;

К1 — коэффициент, учитывающий степень остекления оконных проемов.

Если окно с простым двухстекольным стеклопакетом, то кф.составляет 1,27.

Для двухкамерного стеклопакета.

Для тройного остекления CF. составляет 0,87.

K2 — это KF. Утепление стен.

Если теплоизоляция достаточно низкая, то берется КФ. на 1,27.

Для хорошей теплоизоляции — кф. = 1,0.

Для отличной теплоизоляции КФ. равно 0,85.

К3 — это соотношение площади пола и площади окон в комнате.

Для 50% будет равно 1,2.

На 40% — 1.1.

Для 30% — 1.0.

Для 20% — 0,9.

Для 10% — 0,8.

K4 — kf с учетом средней температуры в помещении в самую холодную неделю года.

Для температуры в -35 градусов будет равно 1,5.

Для -25 — кф. = 1,3.

Для -20 — 1.1.

Для -15 — 0,9.

Для -10 — 0,7.

K5 — это коэффициент, который поможет определить потребность в тепле с учетом количества наружных стен в помещении.

Для помещения с одной стенкой CF. составляет 1,1.

Две стены — 1.2.

Три стены 1.3.

К6 — учитывает тип помещения, которое расположено над нашим помещением.

Если чердак не отапливается, то 1,0.

Если чердак отапливается, то кф. равно 0,9.

Если наверху находится жилое помещение, которое отапливается, то за основу берется КФ. на 0,7.

K7 — это учет высоты потолков в помещении.

На высоту потолков 2,5м, кф. Он будет равен 1.0.

При высоте потолков 3 метра КФ. равно 1,05.

Если высота потолков 3,5 метра, то за основу берется КФ. в 1.1.

С 4 метра — 1,15.

Результат, вычисленный по этой формуле, нужно разделить на тепло, которое дает одна секция радиатора отопления, и округлить полученный результат.

Аккумулятор для хранения | Center for Sustainable Energy

Бытовые аккумуляторы — это быстро развивающаяся технология, которая обычно используется наряду с солнечными фотоэлектрическими батареями.(Его также можно использовать с бытовой ветряной турбиной, но в этом руководстве мы сосредоточимся на солнечной энергии.) Он позволяет хранить излишки электроэнергии, генерируемые солнечными панелями, для дальнейшего использования, а не экспортировать в национальную энергосистему.

Если у вас есть солнечные фотоэлементы, вы можете вырабатывать много электроэнергии, когда светит солнце. Но в пасмурные дни вы будете зарабатывать меньше, а ночью не зарабатываете вообще. Этот образец генерации часто не совпадает с тем, когда домохозяйства хотят использовать электричество — это ночью, когда вы хотите включить свет и использовать такие приборы, как посудомоечная машина или телевизор.

Если ваши солнечные панели вырабатывают электроэнергию, а вы не используете ее, она попадает в национальную энергосистему. Вам могут заплатить за это, но не так много, как вы сэкономите, если сами воспользуетесь электроэнергией.

Здесь на помощь приходит аккумуляторная батарея. Если вы можете хранить электроэнергию, произведенную в течение дня, вам будет меньше потреблять электроэнергию — например, включите стиральную машину — когда светит солнце, вы будете использовать больше энергии, которую вы производите, и сэкономите деньги.

Кроме того, некоторые батареи теперь могут экспортировать и импортировать электроэнергию непосредственно в сеть, помогая сбалансировать национальный спрос и предложение, а также сокращая выбросы углерода в часы пик.Появляются новые методы участия в торговле энергией, такие как продажа электричества на месте соседям или в микросеть, или участие в международном «сообществе батарей».

Подходит ли мне аккумулятор?

Если вы потребляете мало электроэнергии и рассчитываете быстро окупить вложения, аккумуляторная батарея, вероятно, не для вас. Но это может быть что-то для более глубокого изучения, если:

• Вы хотите максимально использовать электроэнергию, вырабатываемую собственными силами, но не можете приспособить домашнее поведение для этого.(то есть вы не можете использовать большую часть электроэнергии в течение дня или производить значительно больше электроэнергии, чем вы потребляете).
• Вы хотите играть активную роль в будущей энергетической системе и сокращать выбросы углерода.
• Вы хотите быть вне сети или как можно более энергоэффективным.

Чтобы оценить финансовые вложения, вам необходимо знать годовое потребление электроэнергии в домашнем хозяйстве и годовую производственную мощность — фактическую или ожидаемую — ваших солнечных панелей.Затем вам нужно будет рассмотреть возможные затраты на установку в зависимости от типа батареи, которую вы хотите, а также возможные экспортные платежи.

На что обратить внимание …

Во-первых, сам аккумулятор. Как только вы узнаете свое потребление электроэнергии и генерирующую мощность, вы можете подумать о типах аккумуляторных систем хранения, которые вам подходят. Приведенные ниже пункты призваны помочь вам в этом.

Следует иметь в виду, что аккумуляторные батареи быстро развиваются.Ожидается, что к 2022 году емкость хранения в Великобритании (внутренняя и внешняя) будет в 50 раз больше, чем была всего два года назад, и такой рост, вероятно, снизит затраты. Кроме того, сама технология — и связанные с ней услуги — тоже меняются, становясь все более сложными и предлагая больше возможностей тем, кто стремится более активно участвовать во все более децентрализованной электросети.

1) Тип батареи

Большинство домашних аккумуляторов энергии — литий-ионные (которые также используются в бытовой электронике).Они легче, меньше по размеру и долговечнее свинцово-кислотных аккумуляторов. Они имеют высокую плотность энергии (кВт · ч / кг), поэтому могут хранить больше электроэнергии для своего размера и могут разряжать большее количество энергии за один раз. Они также более эффективны, чем свинцово-кислотные батареи с точки зрения потерь энергии, и требуют меньшего ухода для поддержания работоспособности батареи. Поэтому неудивительно, что литий-ионные батареи более дорогие — вот почему свинцово-кислотные, как правило, используются в автономных объектах, где требуется гораздо больше аккумуляторов электроэнергии.

2) Полезная емкость аккумулятора

Емкость — это то, сколько электроэнергии может хранить аккумулятор в киловатт-часах (кВтч). Полезная емкость меньше общей емкости, потому что батареи не должны разряжаться полностью, так как это может привести к их повреждению (это предотвращается с помощью «контроллеров заряда»). Батарея на 14 кВтч может иметь полезную емкость 13,5 кВтч.

3) Количество «циклов»

Один цикл — это полная зарядка и полная разрядка, но это случается редко. Батареи обычно заряжаются частично, поэтому 50% заряда и разряда составляют половину цикла.Если вы знаете количество гарантированных циклов (то есть количество циклов, которое вы гарантированно получите), вы можете рассчитать, сколько кВтч даст вам батарея, например 10 000 циклов батареи на 12 кВтч дадут примерно 120 000 кВтч. По прошествии времени батарея разрядится, и вы будете получать меньше киловатт-часов за цикл. Текущие батареи имеют гарантированное количество циклов от 6 000 до 10 000 циклов. Это не то же самое, что гарантия на продукт, которая обычно составляет 10 лет, хотя батареи служат дольше этого срока.

4) Скорость заряда / разряда

Это входная и выходная мощность в кВт.Убедитесь, что у вас достаточно мощности от вашей батареи для работы используемых вами приборов; мощность 5 кВт может запустить чайник, сушилку для белья или электрический камин, но мощность 2 кВт, вероятно, не может. Если вы не можете получить доступ к достаточному количеству накопленной энергии батареи, когда она вам нужна («эффект узкого места»), вам нужно будет дополнить свое энергоснабжение сетью. Точно так же, если вы можете генерировать 4 кВт, а ваша батарея может потреблять только 2,5 кВт, вы тратите 1,5 кВт энергии, которую вы не можете сохранить (но можете экспортировать в сеть).

5) Цена за кВтч емкости накопителя

На рынке доступны различные батареи по разным ценам.Если вы пытаетесь выбрать между аналогичными батареями, то цена / кВтч емкости хранения — полезный способ сравнить разные системы.

6) Отключение электроэнергии

Некоторые батареи не обеспечивают резервное питание при отключении электроэнергии. Это важно для вас? В таком случае может потребоваться некоторое изменение проводки, и вам потребуется больший объем памяти, чтобы разместить этот резерв.

7) Связь по переменному или постоянному току

Для солнечных батарей требуется инвертор, как и аккумулятор. Система, использующая связь по постоянному току, имеет один комбинированный инвертор, в то время как связь по переменному току требует отдельных инверторов для батареи и панелей.Тип используемого соединения влияет на работу и эффективность системы. Поговорите об этом с установщиком. Кратко плюсы и минусы каждого из них:

---

Муфта переменного тока — плюсы

• Больше мощности — получите комбинированную выходную мощность солнечных фотоэлектрических и аккумуляторных инверторов в кВт.
• Может располагаться отдельно для оптимальной производительности. Аккумулятор лучше всего работает при комнатной температуре, в то время как инверторы должны быть прохладнее.
• Неисправности батареи / солнечной батареи не повлияют на другие.

Муфта переменного тока — минусы

• Эффективность передачи энергии на 1-3% меньше.
• Дороже.

Соединение по постоянному току — плюсы

• Более эффективная передача энергии за счет меньших потерь энергии.
• Часто дешевле.

Соединение по постоянному току — минусы

• Меньший доступ к источнику питания.
• Инвертор и аккумулятор необходимо размещать вместе, чтобы не терять эффективность.
• Неисправность солнечной фотоэлектрической системы может вывести из строя инвертор и сделать батарею бесполезной, и наоборот.

---

8) Электромобили

Электромобиль — это большая батарея на колесах, и если оставить ее в течение дня дома, она может стать настроена на автоматическую зарядку при избыточном генерировании электроэнергии.Большинство домашних хозяйств вряд ли будут иметь и электромобиль, и аккумуляторную батарею просто из-за затрат. Если вы планируете использовать оба устройства, поговорите с установщиком о том, как они будут взаимодействовать друг с другом, особенно с точки зрения емкости аккумулятора и скорости разряда.

9) Интеллектуальное подключение к сети

Некоторые батареи можно использовать не только для хранения электроэнергии от солнечных панелей дома, но и для хранения излишков электроэнергии из сети. Такие «умные» батареи потребляют электроэнергию из сети, когда ее достаточно и дешево, которую можно использовать дома позже или продать обратно в сеть по более высокой цене в периоды высокого национального спроса.Такие услуги «виртуальной электростанции» (VPP), которые помогают сбалансировать национальную сеть, быстро развиваются, но обратите внимание, что не все батареи могут это сделать, и что есть нерешенные вопросы, связанные с более тонкими деталями их работы, например, является ли это -экспортируемая электроэнергия будет подлежать платежам по смарт-экспортной гарантии (см. вставку). Услуги VPP требуют соглашения с энергетической компанией или третьей стороной, а некоторые энергетические компании могут потребовать установки отдельного счетчика.

Услуги VPP — это один из нескольких способов, с помощью которых аккумуляторы могут изменить отношения между домохозяйствами, производящими электроэнергию, и энергосистемой.Другие включают микросети (местные независимые сетевые сети), одноранговую торговлю (например, продажу электроэнергии вашим соседям) и коммунальное энергоснабжение (владельцы батарей делятся своей электроэнергией друг с другом). Такие системы используют интеллектуальные счетчики и могут включать ценообразование по времени использования, когда стоимость электроэнергии зависит от низкого или высокого национального спроса.

Экспортные платежи и текущие изменения

Схема льготных тарифов (FiT) предлагала финансовые стимулы для выработки и экспорта электроэнергии в сеть, и тем самым поощряла домохозяйства устанавливать возобновляемые генераторы электроэнергии — в основном солнечные фотоэлектрические системы. но и небольшие ветряные турбины или гидро.Схема оказалась успешной, и, как и предполагалось, потребление солнечной энергии резко возросло, а стоимость установки упала на 60%.

В апреле 2019 года прекращено поступление новых заявок на платежи FiT, и правительство заменило их на Smart Export Guarantee (SEG), в рамках которого энергетические компании с более чем 150 000 потребителей должны предоставить хотя бы один экспортный тариф к январю 2020 года. предложить это добровольно. Платежи SEG применяются к возобновляемым технологиям, сертифицированным через схему сертификации Microgeneration, и энергетическим компаниям потребуется подтверждение этого в рамках процесса подачи заявки.Системы хранения аккумуляторов технически соответствуют требованиям SEG, но сертификация технологии в рамках MCS все еще продолжается. Зарегистрируйтесь на веб-сайте MCS для получения обновлений.

Разработка тарифов SEG — цена за киловатт-час на экспортируемую электроэнергию и продолжительность контракта — оставлена ​​на усмотрение энергетических компаний. Это не субсидия, поэтому правительство не установило минимальную цену. Система разработана так, чтобы быть гибкой, при этом домовладельцам выплачивается рыночная ставка за производимую ими электроэнергию аналогично мелким коммерческим возобновляемым генераторам.Тарифы, вероятно, будут становиться все более динамичными в зависимости от спроса в разное время дня.

Актуальный список экспортных тарифов SEG можно найти в таблице умных экспортных гарантий ассоциации Solar Trade. В октябре 2019 года тарифы составляют 5,38 пенсов за кВтч — примерно так же, как и по старому тарифу FIT.

Установка и окупаемость инвестиций

В среднем установка аккумулятора будет стоить от 4 000 до 8 000 фунтов стерлингов, с полезной емкостью 3,8-13,5 кВтч и мощностью заряда / разряда 2.0 / 5,5 кВт. Не забудьте учесть НДС в своих расходах. В настоящее время при установке батареи с солнечной фотоэлектрической системой взимается НДС в размере 5%, а при переоборудовании батареи — 20%.

Определить рентабельность инвестиций непросто, но следующий расчет даст вам очень приблизительное представление. Для простоты предполагается, что вы еще не производите электроэнергию (если это так, вы можете использовать годовой счет до того, как были установлены солнечные панели). Расчет также предполагает, что ваша батарея способна накапливать всю вырабатываемую вами электроэнергию и разряжать ее со скоростью, соответствующей вашим потребностям.

1. Начните со сравнения годового потребления кВтч, которое вы платите своей электроэнергетической компании, с ожидаемой годовой выработкой.
2. Если вы будете производить больше, чем используете: разделите стоимость батареи на ваш годовой счет за электроэнергию. Это дает вам количество лет, необходимое для окупаемости, хотя помните, что аккумулятор со временем разряжается.
3. Если вы используете больше, чем вы могли бы произвести: сначала рассчитайте свое поколение как процент от вашего годового использования (допустим, вы генерируете 60% вашего использования).Затем подсчитайте, сколько 60% составляет ваш годовой счет за электроэнергию (300 фунтов стерлингов из 500 фунтов стерлингов). Наконец, разделите стоимость батареи на 300 фунтов стерлингов, чтобы получить время окупаемости.
4. После того, как платежи SEG станут опцией, вы также сможете рассчитывать их выплаты в свою рентабельность инвестиций.

Если цена является вашим главным соображением, а батареи в настоящее время слишком дороги, подождите несколько лет, пока цены не снизятся. Однако, если вы не ограничиваетесь финансовым вознаграждением, например хотите быть более самодостаточным или активно участвовать в энергетической системе обезуглероживания — или потому, что вам просто нравится технология — аккумуляторы могут быть для вас.