Cálculo de radiadores de aquecimento: como calcular a quantidade necessária e a potência das baterias

Um sistema de aquecimento bem projetado fornecerá à habitação a temperatura necessária e todos os quartos serão confortáveis ​​em qualquer clima.Mas para transferir calor para o espaço aéreo de instalações residenciais é preciso saber a quantidade necessária de baterias, certo?

O cálculo dos radiadores de aquecimento, com base nos cálculos da energia térmica necessária dos dispositivos de aquecimento instalados, ajudará a descobrir isso.

Você nunca fez esses cálculos e tem medo de errar? Ajudaremos você a entender as fórmulas - o artigo discute um algoritmo de cálculo detalhado e analisa os valores dos coeficientes individuais usados ​​​​no processo de cálculo.

Para facilitar a compreensão dos meandros do cálculo, selecionamos materiais fotográficos temáticos e vídeos úteis que explicam o princípio de cálculo da potência dos dispositivos de aquecimento.

Cálculo simplificado de compensação de perda de calor

Quaisquer cálculos são baseados em certos princípios. Os cálculos da potência térmica necessária das baterias baseiam-se no entendimento de que os dispositivos de aquecimento que funcionam bem devem compensar totalmente as perdas de calor que ocorrem durante o seu funcionamento devido às características das instalações aquecidas.

Para salas localizadas em uma casa bem isolada, localizada, por sua vez, em zona de clima temperado, em alguns casos é adequado um cálculo simplificado de compensação por vazamento de calor.

Para tais instalações, os cálculos são baseados na potência padrão de 41 W necessária para aquecer 1 metro cúbico. espaço de convivência.

Diagrama de perda de calor de uma casa de dois andares
Para que a energia térmica emitida pelos aparelhos de aquecimento seja direcionada especificamente para o aquecimento das instalações, é necessário isolar paredes, sótãos, janelas e pisos

A fórmula para determinar a potência térmica dos radiadores necessária para manter as condições ideais de vida em uma sala é a seguinte:

Q = 41 x V,

Onde V – volume da sala aquecida em metros cúbicos.

O resultado resultante de quatro dígitos pode ser expresso em quilowatts, reduzindo-o à razão de 1 kW = 1000 W.

Fórmula detalhada para cálculo de energia térmica

Ao fazer cálculos detalhados do número e tamanho dos radiadores de aquecimento, costuma-se partir da potência relativa de 100 W necessária para o aquecimento normal de 1 m² de uma determinada sala padrão.

A fórmula para determinar a potência térmica necessária dos dispositivos de aquecimento é a seguinte:

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

Fator S nos cálculos, nada mais é do que a área da sala aquecida, expressa em metros quadrados.

As restantes letras são vários fatores de correção, sem os quais o cálculo será limitado.

Um exemplo prático de cálculo térmico com margem
O principal ao fazer cálculos térmicos é lembrar o ditado “o calor não quebra os ossos” e não ter medo de cometer um grande erro

Mas mesmo parâmetros de design adicionais nem sempre podem refletir todas as especificidades de uma sala específica. Na dúvida sobre os cálculos, recomenda-se dar preferência aos indicadores com valores maiores.

É mais fácil reduzir a temperatura dos radiadores usando dispositivos de controle de temperaturado que congelar quando sua energia térmica é insuficiente.

A seguir, é discutido detalhadamente cada um dos coeficientes envolvidos na fórmula de cálculo da potência térmica das baterias.

Ao final do artigo, são fornecidas informações sobre as características dos radiadores dobráveis ​​​​feitos de diversos materiais, e o procedimento de cálculo do número necessário de seções e das próprias baterias é discutido com base no cálculo básico.

Orientação dos quartos de acordo com as direções cardeais

E nos dias mais frios, a energia do sol ainda afeta o equilíbrio térmico dentro de casa.

O coeficiente “R” da fórmula de cálculo da potência térmica depende da orientação das salas em uma direção ou outra.

  1. Quarto com janela para sul - R = 1,0. Durante o dia, receberá o máximo de calor externo adicional em comparação com outras salas. Esta orientação é considerada básica e o parâmetro adicional neste caso é mínimo.
  2. A janela está voltada para oeste - R = 1,0 ou R = 1,05 (para áreas com dias curtos de inverno). Esta sala também terá tempo para receber sua porção de luz solar. Embora o sol apareça lá no final da tarde, a localização de tal sala ainda é mais favorável do que as do leste e do norte.
  3. A sala está orientada para leste - R = 1,1. É improvável que a crescente luminária de inverno tenha tempo para aquecer adequadamente tal sala do lado de fora. A energia da bateria exigirá watts adicionais. Dessa forma, adicionamos uma alteração significativa de 10% ao cálculo.
  4. Fora da janela há apenas o norte - R = 1,1 ou R = 1,15 (um residente das latitudes norte não se enganará se levar mais 15%). No inverno, essa sala não recebe luz solar direta. Portanto, recomenda-se ajustar os cálculos da produção de calor necessária dos radiadores em 10% para cima.

Se na área onde você mora prevalecem ventos de uma determinada direção, é aconselhável aumentar R em até 20% para ambientes com barlavento, dependendo da força do golpe (x1,1÷1,2), e para ambientes com paredes paralelo às correntes frias, aumente o valor de R em 10% (x1,1).

Orientação esquemática para o sol e o vento
Os quartos com janelas voltadas para norte e leste, bem como os quartos a barlavento, necessitarão de aquecimento mais potente

Levando em consideração a influência das paredes externas

Além da parede com janela ou janelas embutidas, outras paredes do ambiente também podem ter contato com o frio externo.

As paredes externas da sala determinam o coeficiente “K” da fórmula de cálculo da potência térmica dos radiadores:

  • A presença de um muro de rua próximo a uma sala é um caso típico. Aqui tudo é simples com o coeficiente - K = 1,0.
  • Duas paredes externas exigirão 20% mais calor para aquecer o ambiente - K = 1,2.
  • Cada parede externa subsequente adiciona 10% da transferência de calor necessária aos cálculos. Por três muros de rua - K = 1,3.
  • A presença de quatro paredes externas em uma sala também acrescenta 10% - K = 1,4.

Dependendo das características da sala para a qual o cálculo está sendo realizado, deve-se considerar o coeficiente adequado.

Dependência dos radiadores do isolamento térmico

Uma caixa isolada de forma adequada e confiável do frio do inverno permite reduzir significativamente o orçamento para aquecimento do espaço interior.

O grau de isolamento das paredes das ruas está sujeito ao coeficiente “U”, que reduz ou aumenta a potência térmica calculada dos dispositivos de aquecimento:

  • você=1,0 - para paredes externas padrão.
  • você = 0,85 - se o isolamento das paredes das ruas foi realizado de acordo com um cálculo especial.
  • você = 1,27 - se as paredes externas não forem suficientemente resistentes ao frio.

Paredes feitas de materiais e espessuras adequados ao clima são consideradas padrão. E também de espessura reduzida, mas com superfície externa rebocada ou com superfície isolamento térmico externo.

Se a área da sala permitir, você poderá fazer isolamento de paredes por dentro. E há sempre uma forma de proteger as paredes do frio exterior.

Isolamento de apartamento de esquina em prédio de apartamentos
Um quarto de canto bem isolado, de acordo com cálculos especiais, proporcionará uma economia percentual significativa nos custos de aquecimento para toda a área residencial do apartamento

O clima é um fator importante na aritmética

Diferentes zonas climáticas têm diferentes temperaturas exteriores mínimas.

Ao calcular a potência de transferência de calor dos radiadores, é fornecido um coeficiente “T” para levar em consideração as diferenças de temperatura.

Consideremos os valores deste coeficiente para diversas condições climáticas:

  • T=1,0 até -20°C.
  • T=0,9 para invernos com geadas até -15 °C
  • T=0,7 – até -10 °C.
  • T=1,1 para geadas até -25 °C,
  • T=1,3 – até -35 °C,
  • T=1,5 – abaixo de -35 °C.

Como podemos ver na lista acima, o clima de inverno até -20 °C é considerado normal. Para áreas com menos frio, é considerado o valor 1.

Para regiões mais quentes, este fator de cálculo diminuirá o resultado geral do cálculo. Mas para áreas de climas rigorosos, a quantidade de energia térmica necessária dos dispositivos de aquecimento aumentará.

Características de cálculo de salas altas

É claro que de dois quartos com a mesma área, aquele com pé direito mais alto necessitará de mais calor. O coeficiente “H” ajuda a levar em conta a correção do volume do espaço aquecido no cálculo da potência térmica.

No início do artigo, foi mencionado alguns pressupostos regulatórios. Esta é considerada uma sala com pé-direito igual ou inferior a 2,7 metros. Para isso, tome um valor de coeficiente igual a 1.

Consideremos a dependência do coeficiente H da altura dos tetos:

  • H=1,0 - para tetos com 2,7 metros de altura.
  • H=1,05 - para salas de até 3 metros de altura.
  • H = 1,1 - para uma sala com teto de até 3,5 metros.
  • H = 1,15 – até 4 metros.
  • H = 1,2 - necessidade de calor para uma sala mais alta.

Como você pode ver, para salas com pé direito alto, deve-se adicionar 5% ao cálculo para cada meio metro de altura, a partir de 3,5 m.

De acordo com a lei da natureza, o ar quente e aquecido sobe. Para misturar todo o seu volume, os dispositivos de aquecimento terão que trabalhar muito.

Instalação de baterias de aquecimento em uma sala grande
Com a mesma área de instalações, uma sala maior pode exigir um número adicional de radiadores conectados ao sistema de aquecimento

Função de design do teto e do piso

Reduzir a energia térmica das baterias não é apenas bom paredes externas isoladas. O teto em contato com a sala quente também permite minimizar perdas durante o aquecimento da sala.

O coeficiente “W” na fórmula de cálculo serve justamente para prever isso:

  • W = 1,0 - se houver, por exemplo, um sótão sem aquecimento e sem isolamento no andar de cima.
  • P=0,9 - para um sótão não aquecido, mas isolado, ou outro cômodo isolado acima.
  • P=0,8 - se o quarto do andar de cima for aquecido.

O indicador W pode ser ajustado para cima para quartos no primeiro andar se estiverem localizados no solo, acima de um porão ou porão sem aquecimento. Então os números serão os seguintes: o piso está isolado +20% (x1,2); o piso não está isolado +40% (x1,4).

A qualidade das armações é a chave para o calor

As janelas já foram um ponto fraco no isolamento térmico de uma área residencial. As caixilharias modernas com vidros duplos melhoraram significativamente a protecção dos quartos do frio da rua.

O grau de qualidade da janela na fórmula de cálculo da potência térmica é descrito pelo coeficiente “G”.

O cálculo é baseado em uma moldura padrão com janela de vidro duplo monocâmara, cujo coeficiente é igual a 1.

Considere outras opções para usar o coeficiente:

  • G = 1,0 - caixilharia com janelas monocâmara com vidro duplo.
  • G=0,85 - se a moldura estiver equipada com janela com vidro duplo de duas ou três câmaras.
  • G = 1,27 - se a janela tiver moldura de madeira antiga.

Portanto, se a casa tiver esquadrias antigas, a perda de calor será significativa. Portanto, serão necessárias baterias mais potentes. Idealmente, é aconselhável substituir essas molduras, porque se trata de custos adicionais de aquecimento.

O tamanho da janela é importante

Seguindo a lógica, pode-se argumentar que quanto maior o número de janelas na sala e quanto mais ampla for a sua visão, mais sensível será a fuga de calor através delas. O fator “X” na fórmula de cálculo da energia térmica exigida das baterias reflete isso.

Uma sala com grande área de aberturas de janelas
Numa sala com janelas enormes, os radiadores devem ter um número de secções correspondente ao tamanho e qualidade das esquadrias

A norma é o resultado da divisão da área das aberturas das janelas pela área da sala igual a 0,2 a 0,3.

Aqui estão os principais valores do coeficiente X para diversas situações:

  • X = 1,0 - em uma proporção de 0,2 a 0,3.
  • X = 0,9 - para proporção de área de 0,1 a 0,2.
  • X = 0,8 - com uma proporção de até 0,1.
  • X = 1,1 - se a proporção de áreas for de 0,3 a 0,4.
  • X = 1,2 - quando for de 0,4 a 0,5.

Se a metragem das aberturas das janelas (por exemplo, em salas com janelas panorâmicas) ultrapassar as proporções propostas, é razoável adicionar mais 10% ao valor X quando a proporção da área aumentar em 0,1.

A porta da sala, que é regularmente utilizada no inverno para aceder a uma varanda aberta ou loggia, faz os seus próprios ajustes no equilíbrio térmico.Para tal sala, seria correto aumentar X em mais 30% (x1,3).

As perdas de energia térmica podem ser facilmente compensadas pela instalação compacta de água canalizada ou convetor elétrico sob a entrada da varanda.

Impacto da bateria fechada

É claro que o radiador menos cercado por vários obstáculos artificiais e naturais emitirá melhor o calor. Neste caso, a fórmula de cálculo de sua potência térmica foi ampliada devido ao coeficiente “Y”, que leva em consideração as condições de funcionamento da bateria.

O local mais comum para dispositivos de aquecimento é sob o parapeito da janela. Nesta posição, o valor do coeficiente é 1.

Consideremos situações típicas de colocação de radiadores:

  • S = 1,0 - bem embaixo do parapeito da janela.
  • S = 0,9 - se a bateria ficar repentinamente completamente aberta em todos os lados.
  • S = 1,07 - quando o radiador está obscurecido por uma projeção horizontal da parede
  • S = 1,12 - se a bateria localizada sob o parapeito da janela estiver coberta por uma caixa frontal.
  • Y = 1,2 - quando o dispositivo de aquecimento está bloqueado por todos os lados.

Longas cortinas blackout fechadas também fazem com que o ambiente fique mais frio.

Exemplo de instalação de radiador tradicional
O design moderno dos radiadores de aquecimento permite que sejam utilizados sem quaisquer revestimentos decorativos - garantindo assim a máxima transferência de calor

Eficiência de conexão do radiador

A eficiência do seu funcionamento depende diretamente do método de ligação do radiador à cablagem do aquecimento interior. Os proprietários muitas vezes sacrificam esse indicador em prol da beleza do ambiente. A fórmula de cálculo da potência térmica necessária leva tudo isso em consideração através do coeficiente “Z”.

Aqui estão os valores deste indicador para diversas situações:

  • Z=1,0 - ligação do radiador ao circuito geral do sistema de aquecimento pelo método “diagonal”, que é o mais justificado.
  • Z = 1,03 - outra, mais comum devido ao curto comprimento do liner, é a opção de conexão “pela lateral”.
  • Z = 1,13 - o terceiro método é “por baixo em ambos os lados”. Graças aos tubos de plástico, rapidamente se enraizou em novas construções, apesar da sua eficiência muito menor.
  • Z = 1,28 - outro método muito ineficaz “de baixo para um lado”. Ele merece consideração apenas porque alguns projetos de radiadores são equipados com unidades prontas com tubos de alimentação e retorno conectados a um ponto.

As saídas de ar nelas instaladas ajudarão a aumentar a eficiência dos dispositivos de aquecimento, o que evitará prontamente que o sistema “areje”.

Métodos para conectar radiadores a um sistema de aquecimento
Antes de esconder tubos de aquecimento no chão, usando conexões de bateria ineficazes, vale lembrar das paredes e do teto

O princípio de funcionamento de qualquer dispositivo de aquecimento de água baseia-se nas propriedades físicas do líquido quente subir e, após o resfriamento, descer.

Portanto, é altamente recomendável não usar conexões de sistema de aquecimento para radiadores nos quais o tubo de alimentação esteja na parte inferior e o tubo de retorno na parte superior.

Exemplo prático de cálculo de energia térmica

Dados iniciais:

  1. Um quarto de canto sem varanda no segundo andar de uma casa rebocada de blocos de concreto de dois andares em uma região sem vento da Sibéria Ocidental.
  2. Comprimento da sala 5,30 m X largura 4,30 m = área 22,79 m².
  3. Largura da janela 1,30 m X altura 1,70 m = área 2,21 m².
  4. Altura da sala = 2,95 m.

Sequência de cálculo:

Área do quarto em m²:S = 22,79
Orientação da janela – sul:R = 1,0
Número de paredes externas – duas:K = 1,2
O isolamento das paredes externas é padrão:você=1,0
Temperatura mínima – até -35°C:T=1,3
Altura da sala – até 3 m:H=1,05
O quarto de cima é um sótão sem isolamento:W = 1,0
Caixilharia – janelas monocâmara com vidro duplo:G = 1,0
A proporção entre as áreas da janela e da sala é de até 0,1:X = 0,8
Posição do radiador – sob o peitoril da janela:S = 1,0
Conexão do radiador – diagonalmente:Z=1,0
Total (lembre-se de multiplicar por 100):Q = 2.986 Watts

Abaixo está uma descrição do cálculo do número de seções do radiador e do número necessário de baterias. Baseia-se nos resultados obtidos de potência térmica, tendo em conta as dimensões dos locais de instalação propostos para dispositivos de aquecimento.

Independentemente dos resultados, recomenda-se equipar não apenas os nichos dos peitoris das janelas com radiadores nos quartos de canto. As baterias devem ser instaladas perto de paredes externas “cegas” ou perto de cantos sujeitos a maior congelamento sob a influência do frio externo.

Potência térmica específica das seções da bateria

Antes mesmo de realizar um cálculo geral da transferência de calor necessária dos dispositivos de aquecimento, é necessário decidir de que material as baterias dobráveis ​​​​serão instaladas nas instalações.

A escolha deve ser baseada nas características do sistema de aquecimento (pressão interna, temperatura do líquido refrigerante). Ao mesmo tempo, não se esqueça dos custos muito variados dos produtos adquiridos.

Como calcular corretamente o número necessário de baterias diferentes para aquecimento será discutido mais adiante.

A uma temperatura do líquido refrigerante de 70 °C, seções padrão de radiadores de 500 mm feitas de materiais diferentes têm potência térmica específica “q” desigual.

  1. Ferro fundido - q = 160 Watts (potência específica de uma seção de ferro fundido). Radiadores deste metal adequado para qualquer sistema de aquecimento.
  2. Aço - q = 85 Watts. Aço radiadores tubulares pode trabalhar nas condições operacionais mais adversas. Suas seções são lindas em seu brilho metálico, mas têm a menor produção de calor.
  3. Alumínio - q = 200 Watts. Leve, estético radiadores de alumínio deve ser instalado apenas em sistemas de aquecimento autônomos em que a pressão seja inferior a 7 atmosferas. Mas suas seções não têm igual em termos de transferência de calor.
  4. Bimetálico - q = 180 Watts. Entranhas radiadores bimetálicos feito de aço e a superfície de dissipação de calor é feita de alumínio. Essas baterias suportarão todas as condições de pressão e temperatura. A potência térmica específica das seções bimetálicas também é alta.

Os valores fornecidos de q são bastante arbitrários e são usados ​​para cálculos preliminares. Números mais precisos estão contidos nos passaportes dos dispositivos de aquecimento adquiridos.

Cálculo do número de seções do radiador

Radiadores dobráveis ​​​​feitos de qualquer material são bons porque, para atingir a potência térmica calculada, você pode adicionar ou subtrair seções individuais.

Para determinar o número necessário “N” de seções de bateria do material selecionado, a fórmula é seguida:

N=Q/q,

Onde:

  • P = potência térmica necessária previamente calculada dos dispositivos para aquecimento da sala,
  • q = potência térmica específica de uma seção separada de baterias propostas para instalação.

Depois de calcular o número total necessário de seções do radiador na sala, você precisa entender quantas baterias precisam ser instaladas. Este cálculo é baseado na comparação das dimensões dos locais propostos instalação de dispositivos de aquecimento e tamanhos de bateria levando em consideração as conexões.

Radiador dobrável com seções separadas
Os elementos da bateria são conectados por bicos com roscas externas multidirecionais usando uma chave de radiador e, ao mesmo tempo, juntas são instaladas nas juntas

Para cálculos preliminares, você pode se munir de dados sobre a largura das seções de diferentes radiadores:

  • ferro fundido = 93mm,
  • alumínio = 80mm,
  • bimetálico = 82 milímetros.

Ao fabricar radiadores dobráveis ​​​​a partir de tubos de aço, os fabricantes não seguem certos padrões. Se você quiser instalar essas baterias, deverá abordar o problema individualmente.

Você também pode usar nossa calculadora online gratuita para calcular o número de seções:

Área do quarto (m2)
Dissipação de calor (W)
Janela
Altura da sala
Sala

Maior eficiência de transferência de calor

Quando o radiador aquece o ar interno da sala, ocorre também um aquecimento intenso da parede externa na área atrás do radiador.Isto leva a perdas adicionais de calor injustificadas.

Para aumentar a eficiência da transferência de calor do radiador, propõe-se isolar o dispositivo de aquecimento da parede externa com uma tela refletora de calor.

O mercado oferece muitos materiais isolantes modernos com uma superfície refletora de calor. A folha protege o ar quente aquecido pela bateria do contato com a parede fria e o direciona para dentro da sala.

Para um funcionamento adequado, os limites do refletor instalado devem exceder as dimensões do radiador e sobressair 2 a 3 cm de cada lado. A distância entre o dispositivo de aquecimento e a superfície de proteção térmica deve ser deixada de 3 a 5 cm.

Para fazer uma tela refletora de calor, podemos recomendar isospan, penofol, alufom. Um retângulo com as dimensões exigidas é recortado do rolo adquirido e fixado na parede do local onde o radiador está instalado.

Desenho de um radiador com tela refletora de calor
É melhor fixar a tela que reflete o calor do aquecedor na parede com cola de silicone ou pregos líquidos

Recomenda-se separar a folha de isolamento da parede externa com um pequeno entreferro, por exemplo, usando uma grade plástica fina.

Se o refletor for unido por várias partes de material isolante, as juntas do lado da folha devem ser seladas com fita adesiva metalizada.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

Os curtas-metragens apresentarão a implementação prática de algumas dicas de engenharia no dia a dia. No vídeo a seguir você pode ver um exemplo prático de cálculo de radiadores de aquecimento:

A alteração do número de seções do radiador é discutida neste vídeo:

O vídeo a seguir explicará como montar o refletor sob a bateria:

As habilidades adquiridas no cálculo da potência térmica de diferentes tipos de radiadores de aquecimento ajudarão o artesão doméstico no projeto competente do sistema de aquecimento. E as donas de casa poderão verificar a exatidão do processo de instalação da bateria por especialistas terceirizados.

Você calculou de forma independente a potência das baterias de aquecimento da sua casa? Ou você encontrou problemas resultantes da instalação de dispositivos de aquecimento de baixa potência? Conte aos nossos leitores sobre sua experiência - deixe comentários abaixo.

Comentários dos visitantes
  1. Num dos quartos do nosso apartamento, os construtores calcularam claramente mal - a janela tem 2,1 m de comprimento e o radiador tem 80 cm, e começa mais cedo, ou seja, atinge aproximadamente o meio da primeira válvula. Assim, quase sempre faz frio no lado oposto da janela, principalmente quando há vento ou geada. A tela de isolamento térmico ajuda bastante, mas ainda faremos isolamento externo adicional na primavera.

  2. Toda a minha vida morei em casas e apartamentos com radiadores de ferro fundido. Eles sempre foram tão largos quanto uma janela, estou tão acostumada com isso. Recentemente troquei baterias velhas por aparelhos modernos, e elas eram pequenas, com metade do tamanho de uma janela, e também me garantiram que seriam suficientes para aquecimento. Claro, a sala está fria, o radiador não aguenta. Vou mudar tudo na primavera. Quão mais fácil foi com radiadores de ferro fundido(

  3. Giorgi

    Olá. Obrigado pela informação detalhada.A fórmula que você forneceu para calcular a energia térmica inclui o aquecimento do ambiente a que temperatura? Ou seja, os coeficientes desta fórmula como resultado apenas permitem saber sobre a perda de calor em quilowatts, ou a fórmula (coeficientes) inclui uma reserva que irá compensar a perda de calor e ainda garantir o aquecimento da temperatura ambiente a um determinado grau?

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