Izračun radiatorjev za ogrevanje: kako izračunati potrebno število in moč radiatorjev

Pravilno urejen ogrevalni sistem bo zagotovil stanovanju potrebno temperaturo in v vseh prostorih bo ob vsakem vremenu udobno. Toda za prenos toplote v zračni prostor bivalnih prostorov je treba vedeti potrebno število radiatorjev, kajne?

To pomaga ugotoviti izračun radiatorjev ogrevanja, ki temelji na izračunih toplotne moči, potrebne od nameščenih grelnih naprav.

Nikoli še niste naredili takih izračunov in se bojite napake? Pomagali vam bomo razumeti formule – v članku je obravnavan podroben algoritem izračuna, razložene so vrednosti posameznih koeficientov, uporabljenih v procesu izračunov.

Da bi vam lažje razumeli podrobnosti izračuna, smo izbrali tematske fotografije in koristne videoposnetke, ki pojasnjujejo načelo izračuna moči ogrevalnih naprav.

Poenostavljen izračun nadomestila toplotnih izgub

Vsi izračuni temeljijo na določenih načelih. V osnovi izračunov potrebne toplotne moči radiatorjev je razumevanje, da morajo dobro delujoče grelne naprave v celoti nadomestiti toplotne izgube, ki nastanejo pri njihovem delovanju zaradi značilnosti ogrevanih prostorov.

Za bivalne prostore, ki se nahajajo v dobro izolirani hiši, ki je v zmernem podnebnem pasu, bo v nekaterih primerih zadostoval poenostavljen izračun nadomestila toplotnih izgub.

Za take prostore izračuni temeljijo na normativni moči 41 W, ki je potrebna za ogrevanje 1 kubičnega metra bivalnega prostora.

Da bi bila toplotna energija, ki jo oddajajo grelne naprave, usmerjena prav v ogrevanje prostorov, je treba izolirati stene, podstrešja, okna in tla.

Formula za določitev toplotne moči radiatorjev, potrebne za vzdrževanje optimalnih bivalnih pogojev v prostoru, je naslednja:

Q = 41 × V,

kjer je V – prostornina ogrevane sobe v kubičnih metrih.

Dobljeni štirimestni rezultat lahko izrazimo v kilovatih, tako da ga preračunamo po enačbi 1 kW = 1000 W.

Podrobna formula izračuna toplotne moči

Pri podrobnih izračunih količine in velikosti ogrevalnih radiatorjev se običajno izhaja iz relativne moči 100 W, potrebne za normalno ogrevanje 1 m² nekega normativnega prostora.

Formula za določitev zahtevane toplotne moči ogrevalnih naprav je naslednja:

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

Množitelj S v izračunih ni nič drugega kot površina ogrevanega prostora, izražena v kvadratnih metrih.

Preostale črke so različni popravni koeficienti, brez katerih bi bil izračun omejen.

Glavno pri toplotnih izračunih je zapomniti si pregovor “vročina kosti ne lomi” in se ne bati napake v večjo smer.

Toda niti dodatni izračunski parametri ne morejo vedno odražati vse specifike enega ali drugega prostora. Priporočljivo je, da v primeru dvomov o izračunih dajemo prednost kazalnikom z večjimi vrednostmi.

Lažje je kasneje znižati temperaturo radiatorjev s pomočjo termostatskih naprav, kot pa zmrzovati zaradi pomanjkanja njihove toplotne moči.

V nadaljevanju je podrobno obravnavan vsak od koeficientov, ki sodelujejo v formuli za izračun toplotne moči radiatorjev.

Na koncu članka so podane informacije o značilnostih razstavljivih radiatorjev iz različnih materialov, obravnavan pa je tudi postopek izračuna potrebnega števila segmentov in samih radiatorjev na podlagi osnovnega izračuna.

Orientacija prostorov glede na smeri neba

In tudi v najbolj mrzlih dneh sončna energija vseeno vpliva na toplotno ravnovesje znotraj bivališča.

Od usmerjenosti prostorov v eno ali drugo smer je odvisen koeficient «R» formule za izračun toplotne moči.

1. Prostor z oknom proti jugu – R = 1,0. V dnevnem času bo prejel maksimalno dodatno zunanjo toploto v primerjavi z drugimi prostori. Takšna orientacija se upošteva kot osnovna, dodatni parameter pa je v tem primeru minimalen.
2. Okno je obrnjeno proti zahodu – R = 1,0 ali R = 1,05 (za območja s kratkim zimskim dnevom). Tudi ta prostor bo prejel svoj delež sončne svetlobe. Sonce bo sicer pogledalo tja proti večeru, vendar je lega takega prostora ugodnejša kot vzhodna in severna.
3. Prostor je orientiran proti vzhodu – R = 1,1. Vzhajajoče zimsko sonce komajda uspe od zunaj ustrezno ogreti tak prostor. Za moč radiatorjev bodo potrebni dodatni vati. V skladu s tem izračunu dodamo občuten popravek v višini 10 %.
4. Zunaj okna je samo sever – R = 1,1 ali R = 1,15 (prebivalec severnih širin, ki bo vzel dodatnih 15 %, ne bo zgrešil). Pozimi tak prostor sploh ne vidi neposrednih sončnih žarkov. Zato je priporočljivo izračune zahtevane toplotne oddaje radiatorjev prav tako korigirati navzgor za 10 %.

Če na območju bivanja prevladujejo vetrovi določene smeri, je za prostore na privetrni strani priporočljivo povečati R še do 20 % glede na moč piha (x1,1÷1,2), za prostore s stenami, vzporednimi s hladnimi tokovi, pa dvigniti vrednost R za 10 % (x1,1).

Prostori, orientirani z okni proti severu in vzhodu, ter prostori na privetrni strani bodo potrebovali močnejše ogrevanje.

Upoštevanje vpliva zunanjih sten

Poleg stene z vgrajenim oknom ali okni imajo lahko tudi druge stene prostora stik z zunanjim mrazom.

Zunanje stene prostora določajo koeficient «K» formule za izračun toplotne moči radiatorjev:

• Prisotnost ene zunanje stene v prostoru je tipičen primer. Tukaj je s koeficientom vse preprosto – K = 1,0.
• Dve zunanji steni bosta za ogrevanje prostora zahtevali 20 % več toplote – K = 1,2.
• Vsaka naslednja zunanja stena izračunom doda 10 % zahtevane toplotne oddaje. Za tri zunanje stene – K = 1,3.
• Prisotnost štirih zunanjih sten v prostoru prav tako doda 10 % – K = 1,4.

Glede na značilnosti prostora, za katerega se izvaja izračun, je treba vzeti ustrezen koeficient.

Odvisnost radiatorjev od toplotne izolacije

Zmanjšanje proračuna za ogrevanje notranjega prostora omogoča pravilno in zanesljivo izolirano stanovanje pred zimskim mrazom, in to znatno.

Stopnja izolacije zunanjih sten je podrejena koeficientu »U«, ki zmanjšuje ali povečuje izračunano toplotno moč grelnih naprav:

• U = 1,0 – za standardne zunanje stene.
• U = 0,85 – če je bila izolacija zunanjih sten izvedena po posebnem izračunu.
• U = 1,27 – če zunanje stene niso dovolj odporne proti mrazu.

Standardne so stene iz materialov in debeline, primernih za podnebje. Prav tako zmanjšane debeline, vendar z ometano zunanjo površino ali s površinsko zunanjo toplotno izolacijo.

Če dopušča površina prostora, lahko izvedete notranjo izolacijo sten. Način, kako zaščititi stene pred mrazom od zunaj, pa se vedno najde.

Dobro izolirana vogalna soba po posebnem izračunu bo zagotovila znaten odstotek prihranka stroškov ogrevanja celotne bivalne površine stanovanja.

Podnebje – pomemben dejavnik aritmetike

Različna podnebna območja imajo različne kazalnike minimalno nizkih zunanjih temperatur.

Pri izračunu moči toplotne oddaje radiatorjev je za upoštevanje temperaturnih razlik predviden koeficient »T«.

Oglejmo si vrednosti tega koeficienta za različne podnebne razmere:

• T = 1,0 do -20 °С.
• T = 0,9 za zime z mrazom do -15 °С
• T = 0,7 – do -10 °С.
• T = 1,1 za mraze do -25 °С,
• T = 1,3 – do -35 °С,
• T = 1,5 – pod -35 °С.

Kot vidimo iz zgoraj navedenega seznama, se za normalno vreme šteje zimska temperatura do -20 °C. Za območja s tako nizkim mrazom se vzame vrednost 1.

Za toplejše regije bo ta izračunani koeficient znižal skupni rezultat izračunov. Za območja s hudim podnebjem pa se bo zahtevana količina toplotne energije iz grelnih naprav povečala.

Značilnosti izračuna visokih prostorov

Razumljivo je, da bo od dveh sob z enako površino več toplote potrebovala tista z višjim stropom. Pri izračunih toplotne moči upošteva popravek na prostornino ogrevanega prostora koeficient »H«.

Na začetku članka je bil omenjen neki normativni (standardni) prostor. Za takšnega se šteje soba s stropom na višini 2,7 m ali nižje. Zanjo se vzame vrednost koeficienta 1.

Oglejmo si odvisnost koeficienta H od višine stropov:

• H = 1,0 – za stropove višine 2,7 metra.
• H = 1,05 – za prostor z višino do 3 metrov.
• H = 1,1 – za sobo s stropom do 3,5 metra.
• H = 1,15 – do 4 metrov.
• H = 1,2 – potreba po toploti za višji prostor.

Kot vidimo, je treba za sobe z visokimi stropi k izračunu dodati po 5% za vsakih pol metra višine, začenši s 3,5 m.

Po naravnem zakonu se topel ogret zrak dviga navzgor. Da bi premešali celotno njegovo prostornino, se bodo morali ogrevalni aparati dobro potruditi.

Pri enaki površini prostorov lahko soba večje prostornine zahteva dodatno količino radiatorjev, priključenih na ogrevalni sistem.

Izračunska vloga stropa in tal

K zmanjšanju toplotne moči radiatorjev ne vodijo le dobro izolirane zunanje stene. Strop, ki je v stiku s toplim prostorom, prav tako omogoča zmanjšanje izgub pri ogrevanju sobe.

Koeficient «W» v formuli izračuna je ravno zato, da to predvidi:

• W = 1,0 – če je na vrhu na primer neogrevan in neizoliran podstrešje.
• W = 0,9 – za neogrevano, a izolirano podstrešje ali drug izoliran prostor zgoraj.
• W = 0,8 – če je soba v zgornjem nadstropju ogrevana.

Kazalnik W je mogoče prilagoditi navzgor za prostore prvega nadstropja, če so na zemlji, nad neogrevano kletjo ali kletnim prostorom. Potem bodo številke takšne: tla izolirana +20% (x1,2); tla neizolirana +40% (x1,4).

Kakovost okvirjev – zagotovilo toplote

Okna – nekoč šibka točka v toplotni izolaciji bivalnega prostora. Sodobna okna z zasteklitvami so omogočila bistveno izboljšanje zaščite sob pred uličnim mrazom.

Stopnjo kakovosti oken v formuli za izračun toplotne moči opisuje koeficient «G».

Za osnovo izračuna je vzeto standardno okno z enokomorno zasteklitvijo, katerega koeficient je enak 1.

Poglejmo si druge možnosti uporabe koeficienta:

• G = 1,0 – okno z enokomorno zasteklitvijo.
• G = 0,85 – če je okno opremljeno z dvo- ali trikomorno zasteklitvijo.
• G = 1,27 – če ima okno star lesen okvir.

Tako, če so v hiši stari okvirji, bodo toplotne izgube znatne. Zato bodo potrebni močnejši radiatorji. V idealnem primeru je te okvirje zaželeno zamenjati, saj so to dodatni stroški ogrevanja.

Velikost okna je pomembna

Sledeč logiki lahko trdimo, da večje kot je število oken v sobi in obsežnejši kot je njihov pogled, bolj občutljive so toplotne izgube skozi njih. Koeficient «X» iz formule za izračun toplotne moči, ki jo zahtevajo radiatorji, prav to odraža.

V sobi z ogromnimi okni morajo biti tudi radiatorji iz ustreznega števila sekcij glede na velikost in kakovost oken.

Norma je rezultat deljenja površine okenskih odprtin s površino prostora, ki znaša od 0,2 do 0,3.

Navedimo glavne vrednosti koeficienta X za različne situacije:

• X = 1,0 – pri razmerju od 0,2 do 0,3.
• X = 0,9 – za razmerje površin od 0,1 do 0,2.
• X = 0,8 – pri razmerju do 0,1.
• X = 1,1 – če je razmerje površin od 0,3 do 0,4.
• X = 1,2 – ko je od 0,4 do 0,5.

Če pa površina okenskih odprtin (na primer v prostorih s panoramskimi okni) presega predlagana razmerja, je smiselno dodati k vrednosti X še 10 % pri povečanju razmerja površin za 0,1.

Vrata v prostoru, ki jih pozimi redno uporabljajo za izhod na odprt balkon ali ložo, vnašajo svoje popravke v toplotno bilanco. Za tak prostor bo pravilno povečati X še za 30 % (×1,3).

Izgube toplotne energije se zlahka kompenzirajo s kompaktno namestitvijo kanalskega vodnega ali električnega konvektorja pod balkonskim vhodom.

Vpliv zaprtosti radiatorja

Seveda bo tisti radiator, ki je manj oviran z različnimi umetnimi in naravnimi ovirami, bolje oddajal toploto. Za ta primer je formula za izračun njegove toplotne moči razširjena s koeficientom »Y«, ki upošteva pogoje delovanja radiatorja.

Najpogostejše mesto namestitve grelnih naprav je pod okensko polico. Pri takšnem položaju je vrednost koeficienta enaka 1.

Oglejmo si tipične situacije namestitve radiatorjev:

• Y = 1,0 – takoj pod okensko polico.
• Y = 0,9 – če je radiator nenadoma popolnoma odprt z vseh strani.
• Y = 1,07 – ko je radiator zakrit z vodoravnim izbokom stene.
• Y = 1,12 – če je radiator, nameščen pod okensko polico, pokrit s sprednjim ohišjem.
• Y = 1,2 – ko je radiator zaprt z vseh strani.

Pomaknjene dolge debele zavese prav tako postanejo vzrok za ohladitev v prostoru.

Sodoben dizajn grelnih radiatorjev omogoča njihovo uporabo brez kakršnih koli okrasnih pokrovov – s tem je zagotovljena maksimalna oddaja toplote.

Učinkovitost priključitve radiatorjev

Od načina priključitve radiatorja na notranje ogrevalno razvodje je neposredno odvisna učinkovitost njegovega delovanja. Pogosto lastniki stanovanja žrtvujejo ta kazalnik v prid lepoti prostora. Formula za izračun zahtevane toplotne moči vse to upošteva s koeficientom »Z«.

Navedimo vrednosti tega kazalnika za različne situacije:

• Z = 1,0 – vključitev radiatorja v skupni krog ogrevalnega sistema s priključitvijo »po diagonali«, kar je najbolj upravičeno.
• Z = 1,03 – drug, najpogostejši zaradi majhne dolžine priključnega voda, način priključitve »s stranske strani«.
• Z = 1,13 – tretja metoda «spodaj z obeh strani». Zahvaljujoč plastičnim cevem se je ta hitro uveljavila v novogradnji, kljub precej manjši učinkovitosti.
• Z = 1,28 – še en, zelo nizko učinkovit način «spodaj z ene strani». Zasluži si pozornost le zato, ker so nekatere izvedbe radiatorjev opremljene z že pripravljenimi sklopi s priklopom na eno točko dovodne in povratne cevi.

Povečati koeficient koristnega delovanja ogrevalnih naprav bodo pomagali vgrajeni odzračevalniki, ki bodo pravočasno rešili sistem pred «zračnim zamaškom».

Preden skrijete ogrevalne cevi v tla, pri čemer uporabljate malo učinkovite priklope radiatorjev, se je vredno spomniti na stene in strop.

Načelo delovanja katerega koli vodnega ogrevalnega telesa temelji na fizikalnih lastnostih vroče tekočine, da se dviga navzgor in se po ohlajanju premika navzdol.

Zato se odločno ne priporoča uporaba priklopov ogrevalnih sistemov na radiatorje, pri katerih je dovodna cev spodaj, povratna pa zgoraj.

Praktični primer izračuna toplotne moči

Izhodiščni podatki:

1. Kotna soba brez balkona v drugem nadstropju dvonadstropne ometane hiše iz žlindre v območju brez vetra v Zahodni Sibiriji.
2. Dolžina sobe 5,30 m X širina 4,30 m = površina 22,79 m².
3. Širina okna 1,30 m X višina 1,70 m = površina 2,21 m².
4. Višina prostora = 2,95 m.

Zaporedje izračuna:

Spodaj je opis izračuna števila členov radiatorjev in zahtevanega števila baterij. Temelji na dobljenih rezultatih toplotnih moči ob upoštevanju dimenzij predvidenih mest namestitve ogrevalnih naprav.

Ne glede na končne rezultate se priporoča, da se v kotnih sobah s radiatorji opremijo ne le okenske niše. Baterije je treba namestiti ob «slepih» zunanjih stenah ali v bližini vogalov, ki so najbolj izpostavljeni zmrzovanju zaradi zunanjega mraza.

Specifična toplotna moč členov radiatorjev

Še pred izvedbo splošnega izračuna zahtevanega odvajanja toplote ogrevalnih naprav je treba odločiti, iz kakšnega materiala bodo v prostorih nameščene sestavljive baterije.

Izbira mora temeljiti na značilnostih ogrevalnega sistema (notranji tlak, temperatura hladilne tekočine). Pri tem ne gre pozabiti na močno različno ceno kupljenih izdelkov.

O tem, kako pravilno izračunati potrebno število različnih radiatorjev za ogrevanje, bomo govorili v nadaljevanju.

Pri nosilcu toplote pri 70 °C imajo standardni 500-milimetrski odseki radiatorjev iz različnih materialov neenako specifično toplotno moč 'q'.

1. Lito železo – q = 160 W (specifična moč enega litoželeznega odseka). Radiatorji iz te kovine so primerni za vsak ogrevalni sistem.
2. Jeklo – q = 85 W. Jekleni cevni radiatorji lahko delujejo v najtežjih pogojih obratovanja. Njihovi odseki so lepi v svojem kovinskem sijaju, vendar imajo najmanjšo toplotno moč.
3. Aluminij – q = 200 W. Lahke, estetske aluminijaste radiatorje je treba namestiti samo v avtonomne ogrevalne sisteme, v katerih je tlak manjši od 7 atmosfer. Toda pri oddajanju toplote njihovim odsekom ni para.
4. Bimetal – q = 180 W. Notranjost bimetalnih radiatorjev je iz jekla, toplotoodbojna površina pa iz aluminija. Te baterije bodo zdržale vse režime tlakov in temperatur. Specifična toplotna moč bimetalnih odsekov je prav tako visoka.

Navedene vrednosti q so precej pogojne in se uporabljajo za predhodni izračun. Natančnejše številke so v potnih listih kupljenih ogrevalnih naprav.

Izračun števila členov radiatorjev

Razstavljivi radiatorji iz katerega koli materiala so dobri zato, ker lahko za dosego njihove izračunane toplotne moči dodajate ali odvzemate posamezne odseke.

Za določitev potrebnega števila 'N' odsekov baterij iz izbranega materiala se držite formule:

N = Q / q,

Kjer je:

• Q = predhodno izračunana potrebna toplotna moč naprav za ogrevanje prostora,
• q = specifična toplotna moč posameznega odseka predvidenih baterij za namestitev.

Ko izračunate skupno potrebno število odsekov radiatorjev v prostoru, morate ugotoviti, koliko baterij je treba namestiti. Ta izračun temelji na primerjavi dimenzij predvidenih mest namestitve ogrevalnih naprav in velikosti baterij ob upoštevanju priključkov.

Elementi radiatorja se povezujejo z nastavki z nasprotno usmerjenim zunanjim navojem s pomočjo radiatorskega ključa, hkrati pa se na stikih namestijo tesnila.

Za predhodne izračune si lahko pomagate s podatki o širini členov različnih radiatorjev:

• litoželeznih = 93 mm,
• aluminijevih = 80 mm,
• bimetalnih = 82 mm.

Pri izdelavi razstavljivih radiatorjev iz jeklenih cevi se proizvajalci ne držijo določenih standardov. Če želite namestiti takšne radiatorje, je treba k vprašanju pristopiti individualno.

Prav tako lahko uporabite naš brezplačni spletni kalkulator za izračun števila členov:

Povečanje učinkovitosti oddajanja toplote

Pri ogrevanju notranjega zraka v prostoru z radiatorjem se intenzivno segreva tudi zunanja stena za radiatorjem. To vodi do dodatnih neupravičenih toplotnih izgub.

Za večjo učinkovitost oddajanja toplote radiatorja je priporočljivo, da grelni aparat od zunanje stene ločite s toplotno odbojnim zaslonom.

Trg ponuja številne sodobne izolacijske materiale s folijsko površino, ki odbija toploto. Folija ščiti topli zrak, ki ga je ogrel radiator, pred stikom s hladno steno in ga usmerja nazaj v prostor.

Za pravilno delovanje morajo robovi nameščenega odbojnika presegati mere radiatorja in na vsaki strani štrleti 2-3 cm. Razmik med grelnim aparatom in površino toplotne zaščite naj znaša 3-5 cm.

Za izdelavo toplotno odbojnega zaslona lahko priporočimo izospan, penofol ali aljufom. Iz kupljenega zvitka se izreže pravokotnik potrebnih dimenzij in pritrdi na steno na mestu, kjer je nameščen radiator.

Zaslon, ki odbija toploto grelne naprave, je najbolje pritrditi na steno s silikonskim lepilom ali s tekočimi žeblji.

Priporoča se, da izolacijski list od zunanje stene ločite z majhno zračno režo, na primer s pomočjo tanke plastične mrežice.

Če je odbojnik sestavljen iz več delov izolacijskega materiala, je treba stike na strani folije zalepiti z metaliziranim lepilnim trakom.

Zaključki in koristen video na to temo

Kratki videoposnetki prikazujejo praktično uresničitev nekaterih inženirskih nasvetov v vsakdanjem življenju. V naslednjem videoposnetku si lahko ogledate praktični primer izračuna ogrevalnih radiatorjev:

V tem videoposnetku je prikazano spreminjanje števila členov radiatorjev:

Naslednji videoposnetek prikazuje, kako namestiti odbojnik pod radiator.

Pridobljene veščine izračuna toplotne moči različnih vrst radiatorjev ogrevanja bodo domačemu mojstru pomagale pri pravilni ureditvi ogrevalnega sistema. Domače gospodinje pa bodo lahko preverile pravilnost postopka namestitve baterij s strani zunanjih strokovnjakov.

Ste se ukvarjali s samostojnim izračunom moči baterij ogrevanja za svoj dom? Ali ste naleteli na težave, ki so nastale zaradi namestitve nizkomočnih ogrevalnih naprav? Povejte o svojih izkušnjah našim bralcem – pustite, prosim, komentarje spodaj.