Как рассчитать батареи отопления на комнату: Расчет количества секций радиаторов отопления по объему или площади, примеры

Содержание

расчет количества секций и мощности, размеры, видео и фото

Знать о том, как рассчитать количество радиаторов на комнату, нужно не только профессионалам в области проектировки отопительных систем. Даже простая замена батарей в доме невозможна без точного расчета и подбора достаточно эффективных устройств, так что информация, изложенная ниже, будет востребована каждому из нас.

Важно знать, какое количество батарей будет достаточным

Зачем нужен точный расчет?

Инструкция по вычислению точных параметров отопительных устройств, приведенная в этой статье, весьма полезна:

  • Во-первых, от мощности обогрева зависит комфорт в нашем доме. Если мы установим слишком слабые радиаторы, то в холодное время года они не смогут справляться с возрастающей нагрузкой, и потому параметры микроклимата будут далеки от оптимальных.

Маломощная батарея может не справиться с нагрузкой, и в доме будет холодно

  • Во-вторых, цена качественного радиатора весьма высока, и потому переплачивать за установку ненужных конструкций тоже не следует.
    Зная, как рассчитать количество радиаторов отопления на комнату, мы сможем сократить наши расходы, купив ровно столько батарей, сколько нам требуется.
  • Наконец, предварительный просчет позволит нам спланировать наши затраты еще на этапе планирования. Зная, какое количество тепла потребуется для обогрева помещений, мы сможем выбрать подходящий тип отопительной системы, начиная от котла и заканчивая материалом, из которого будут изготовлены секции батарей в доме.

Технология вычислений мощности

Простая методика

Если вы не знаете, как рассчитать какой радиатор выбрать для комнаты, и не хотите возиться с расчетами – воспользуйтесь простой таблицей

На вопрос о том, как рассчитать – сколько нужно радиаторов на комнату, есть несколько ответов. В таблице ниже мы приводим данные, которыми стоит пользоваться при ориентировочных вычислениях:

Характеристики помещения Тепловая мощность на 1м2, Вт
Комната с одним окном, одной наружно стеной и высотой потолков не более 2,5 – 2,7 м. 100
Комната с одним окном, двумя наружными стенами и потолками высотой до 3 м. 120
Комната с двумя окнами, двумя наружными стенами и потолками стандартной высоты. 130

Далее площадь помещения умножаем на выбранную из таблицу величину, а полученное число делим на теплоотдачу нужной нам модели радиаторов (в Вт). Результат округляем до целого значения в большую сторону.

Каждое окно – это дополнительный источник теплопотерь

Совет!
Округление необходимо, поскольку запас по мощности точно лишним не будет, а вот недостаток придется компенсировать с большими дополнительными затратами.

Боле точный способ

Есть и еще один вариант решения задачи о том, как рассчитать мощность радиатора на комнату своими руками.

Для этого нам нужно вычислить объем комнаты:

Для начала нужно вычислить площадь и объем помещения

  • Площадь помещения умножаем на его высоту, получая искомую величину в кубометрах.
  • Объем умножаем на нормативный коэффициент, который для европейской части РФ равен 41 Вт.
  • Далее поступаем как в предыдущем случае: полученное значение делим на теплоотдачу секции или панельного радиатора, а затем округляем результат в большую сторону.

Как видите, метод не намного сложнее предыдущего. Однако с его помощью можно максимально точно вычислить, сколько тепла потребляет помещения, и какое количество батарей необходимо для его обогрева.

Достаточно мощные приборы способны поддерживать комфортную температуру даже в холодное время года

Пример расчета

В этом разделе мы на простом примере продемонстрируем, как рассчитать мощность радиатора отопления на комнату:

  • Итак, допустим, у нас есть помещение длиной 5м, шириной 4 м с потолками высотой 2,7 м.
  • Вычисляем объем: 5 х 4 х 2,7 = 54м3.
  • Далее рассчитываем, сколько тепла требуется для эффективного обогрева: 54 х 41 = 2214 Вт.
  • Затем выбираем модель обогревателя. Мы выполним вычисление для биметаллической конструкции Sira RS500 с теплоотдачей одной секции, равной 199 Вт.

Фото радиатора Sira RS500, используемого в статье в качестве примера

Обратите внимание!
Перед тем как рассчитать стальные радиаторы на комнату, нужно внимательно изучить паспорт изделия.
Очень часто у таких устройств теплоотдача указывается за всю панель целиком, в то время как у чугунных, алюминиевых и биметаллических конструкций чаще применяется посекционный расчет.

  • Потребность в тепле делим на теплоотдачу секции: 2214 / 199 = 11,1. Для получения запаса по мощность округлим до 12 – именно столько ребер батареи нам нужно установить, чтобы обеспечить комфортный микроклимат в комнате.

Габаритные размеры

Вопрос о том, как рассчитать размер радиатора для комнаты, также очень важен.

Как правило, установка одного большого устройства менее затратна, чем двух изделий поменьше, однако здесь действуют определённые ограничения, связанные с габаритами простенков:

  • Так, нельзя устанавливать батарею вплотную к полу. Минимальный зазор должен составлять около 80 – 120 мм.
  • Отступ от нижнего края подоконника также важен. Эта величина не должна быть меньше 60 – 120 мм, иначе тепло просто не будет поступать к окну, и на стекле будет собираться конденсат.
  • Существуют и ограничения по ширине. Если радиатор монтируется внутри подоконной ниши, то по бокам должно оставаться минимум по 150 мм свободного пространства.

Ограничения, которые накладывает место установки на габариты изделий

Обратите внимание!
Оптимальная ширина отопительной панели составляет от 50 до 75% от ширины оконного проема.

Руководствуясь этими данными, вы без труда вычислите максимальную величину изделия, которое можно установить в выбранной вами точке.

Заключение

Сведения о том, как рассчитать количество секций радиатора на комнату, нужны каждому из нас, особенно если в обозримом будущем мы планируем обустройство или реконструкцию отопительной системы.

Чтобы ознакомиться с используемыми методами более подробно, рекомендуем вам просмотреть видео в этой статье.

Как рассчитать количество радиаторов отопления на комнату

Как рассчитать количество секций радиатора

При модернизации системы отопления кроме замены труб меняют и радиаторы. Причем сегодня они есть из разных материалов, разных форм и размеров. Что не менее важно, имеют они разную теплоотдачу: количество тепла, которые могут передать воздуху. И это обязательно учитывают, когда делают расчет секций радиаторов.

В помещении будет тепло, если количество тепла, которое уходит, будет компенсироваться. Поэтому в расчетах за основу берут теплопотери помещений (они зависят от климатической зоны, от материала стен, утепления, площади окон и т.д.). Второй параметр — тепловая мощность одной секции. Это то количество тепла, которое она может выдать при максимальных параметрах системы (90°C на входе и 70°C на выходе). Эта характеристика обязательно указывается в паспорте, зачастую присутствует на упаковке.

Делаем расчет количества секций радиаторов отопления своими руками, учитываем особенности помещений и системы отопления

Один важный момент: проводя расчеты самостоятельно, учтите, что большинство производителей указывают максимальную цифру, которую они получили при идеальных условиях. Потому любое округление производите в большую сторону. В случае с низкотемпературным отоплением (температура теплоносителя на входе ниже 85°C) ищут тепловую мощность для соответствующих параметров или делают перерасчет (описан ниже).

Расчет по площади

Это — самая простая методика, позволяющая примерно оценить число секций, необходимое для отопления помещения. На основании многих расчетов выведены нормы по средней мощности отопления одного квадрата площади. Чтобы учесть климатические особенности региона, в СНиПе прописали две нормы:

  • для регионов средней полосы России необходимо от 60 Вт до 100 Вт;
  • для районов, находящихся выше 60°, норма отопления на один квадратный метр 150-200 Вт.

Почему в нормах дан такой большой диапазон? Для того, чтобы можно было учесть материалы стен и степень утепления. Для домов из бетона берут максимальные значения, для кирпичных можно использовать средние. Для утепленных домов — минимальные. Еще одна важная деталь: эти нормы просчитаны для средней высоты потолка — не выше 2,7 метра.

Как рассчитать количество секций радиатора: формула

Зная площадь помещения, умножаете ее норму затрат тепла, наиболее подходящую для ваших условий. Получаете общие теплопотери помещения. В технических данных к выбранной модели радиатора, находите тепловую мощность одной секции. Общие теплопотери делите на мощность, получаете их количество. Несложно, но чтобы было понятнее, приведем пример.

Пример расчета количества секций радиаторов по площади помещения

Угловое помещение 16 м 2 , в средней полосе, в кирпичном доме. Устанавливать будут батареи с тепловой мощностью 140 Вт.

Для кирпичного дома берем теплопотери в середине диапазона. Так как помещение угловое, лучше взять большее значение. Пусть это будет 95 Вт. Тогда получается, что для обогрева помещения требуется 16 м 2 * 95 Вт = 1520 Вт.

Теперь считаем количество радиаторов для отопления этой комнаты: 1520 Вт / 140 Вт = 10,86 шт. Округляем, получается 11 шт. Столько секций радиаторов необходимо будет установить.

Расчет батарей отопления на площадь прост, но далеко не идеален: высота потолков не учитывается совершенно. При нестандартной высоте используют другую методику: по объему.

Считаем батареи по объему

Есть в СНиПе нормы и для обогрева одного кубометра помещений. Они даны для разных типов зданий:

  • для кирпичных на 1 м 3 требуется 34 Вт тепла;
  • для панельных — 41 Вт

Этот расчет секций радиаторов похож на предыдущий, только теперь нужна не площадь, а объем и нормы берем другие. Объем умножаем на норму, полученную цифру делим на мощность одной секции радиатора (алюминиевого, биметаллического или чугунного).

Формула расчета количества секций по объему

Пример расчета по объему

Для примера рассчитаем, сколько нужно секций в комнату площадью 16 м 2 и высотой потолка 3 метра. Здание построено из кирпича. Радиаторы возьмем той же мощности: 140 Вт:

  • Находим объем. 16 м 2 * 3 м = 48 м 3
  • Считаем необходимое количество тепла (норма для кирпичных зданий 34 Вт). 48 м 3 * 34 Вт = 1632 Вт.
  • Определяем, сколько нужно секций. 1632 Вт / 140 Вт = 11,66 шт. Округляем, получаем 12 шт.

Теперь вы знаете два способа того, как рассчитать количество радиаторов на комнату.

Теплоотдача одной секции

Сегодня ассортимент радиаторов большой. При внешней схожести большинства, тепловые показатели могут значительно отличаться. Они зависят от материала, из которого изготовлены, от размеров, толщины стенок, внутреннего сечения и от того, насколько хорошо продумана конструкция.

Потому точно сказать, сколько кВт в 1 секции алюминиевого (чугунного биметаллического) радиатора, можно сказать только применительно к каждой модели. Эти данные указывает производитель. Ведь есть значительная разница в размерах: одни из них высокие и узкие, другие — низкие и глубокие. Мощность секции одной высоты того же производителя, но разных моделей, могут отличаться на 15-25 Вт (смотрите в таблице ниже STYLE 500 и STYLE PLUS 500) . Еще более ощутимые отличия могут быть у разных производителей.

Технические характеристики некоторых биметаллических радиаторов. Обратите внимание, что тепловая мощность одинаковых по высоте секций может иметь ощутимую разницу

Тем не менее, для предварительной оценки того, сколько секций батарей нужно для отопления помещений, вывели средние значения тепловой мощности по каждому типу радиаторов. Их можно использовать при приблизительных расчетах (приведены данные для батарей с межосевым расстоянием 50 см):

  • Биметаллический — одна секция выделяет 185 Вт (0,185 кВт).
  • Алюминиевый — 190 Вт (0,19 кВт).
  • Чугунные — 120 Вт (0,120 кВт).

Точнее сколько кВт в одной секции радиатора биметаллического, алюминиевого или чугунного вы сможете, когда выберете модель и определитесь с габаритами. Очень большой может быть разница в чугунных батареях. Они есть с тонкими или толстыми стенками, из-за чего существенно изменяется их тепловая мощность. Выше приведены средние значения для батарей привычной формы (гармошка) и близких к ней. У радиаторов в стиле «ретро» тепловая мощность ниже в разы.

Это технические характеристики чугунных радиаторов турецкой фирмы Demir Dokum. Разница более чем солидная. Она может быть еще больше

Исходя из этих значений и средних норм в СНиПе вывели среднее количество секций радиатора на 1 м 2 :

  • биметаллическая секция обогреет 1,8 м 2 ;
  • алюминиевая — 1,9-2,0 м 2 ;
  • чугунная — 1,4-1,5 м 2 ;

Как рассчитать количество секций радиатора по этим данным? Все еще проще. Если вы знаете площадь комнаты, делите ее на коэффициент. Например, комната 16 м 2 , для ее отопления примерно понадобится:

  • биметаллических 16 м 2 / 1,8 м 2 = 8,88 шт, округляем — 9 шт.
  • алюминиевых 16 м 2 / 2 м 2 = 8 шт.
  • чугунных 16 м 2 / 1,4 м 2 = 11,4 шт, округляем — 12 шт.

Эти расчеты только примерные. По ним вы сможете примерно оценить затраты на приобретение отопительных приборов. Точно рассчитать количество радиаторов на комнату вы сможете выбрав модель, а потом еще пересчитав количество в зависимости от того, какая температура теплоносителя в вашей системе.

Расчет секций радиаторов в зависимости от реальных условий

Еще раз обращаем ваше внимание на то, что тепловая мощность одной секции батареи указывается для идеальных условий. Столько тепла выдаст батарея, если на входе ее теплоноситель имеет температуру +90°C, на выходе +70°C, в помещении при этом поддерживается +20°C. То есть, температурный напор системы (называют еще «дельта системы») будет 70°C. Что делать, если в вашей системе выше +70°C на входе на бывает? или необходима температура в помещении +23°C? Пересчитывать заявленную мощность.

Для этого необходимо рассчитать температурный напор вашей системы отопления. Например, на подаче у вас +70°C, на выходе +60°C, а в помещении вам необходима температура +23°C. Находим дельту вашей системы: это среднее арифметическое температур на входе и выходе, за минусом температуры в помещении.

Формула расчета температурного напора системы отопления

Для нашего случая получается: (70°C+ 60°C)/2 — 23°C = 42°C. Дельта для таких условий 42°C. Далее находим это значение в таблице пересчета (расположена ниже) и заявленную мощность умножаем на этот коэффициент. Поучаем мощность, которую сможет выдать эта секция для ваших условий.

Таблица коэффициентов для систем отопления с разной дельтой температур

При пересчете действуем в следующем порядке. Находим в столбцах, подкрашенных синим цветом, строчку с дельтой 42°C. Ей соответствует коэффициент 0,51. Теперь рассчитываем, тепловую мощность 1 секции радиатора для нашего случая. Например, заявленная мощность 185 Вт, применив найденный коэффициент, получаем: 185 Вт * 0,51 = 94,35 Вт. Почти в два раза меньше. Вот эту мощность и нужно подставлять когда делаете расчет секций радиаторов. Только с учетом индивидуальных параметров в помещении будет тепло.

Расчет секций радиаторов отопления.

Если необходим точный расчет секций радиаторов отопления, то сделать это можно по площади помещения. Данный расчет подходит для помещений с низким потолком не более 2,6 метра. Для того, чтобы его обогреть тратится 100 Вт тепловой мощности на 1 м 2 . Исходя из этого, не трудно посчитать, сколько понадобится тепла на всю комнату. То есть площадь нужно умножить на количество квадратных метров.

Далее имеющийся результат следует разделить на значение теплоотдачи одной секции, полученное значение просто округляем в сторону увеличения. Если это теплое помещение, например кухня, то результат можно округлить в меньшую сторону.

При вычислении количества радиаторов нужно учитывать возможные теплопотери, учитывая определенные ситуации и состояние жилья. Например, если комната квартиры угловая и имеет балкон или лоджию, то тепло она теряет намного быстрее, нежели комнаты квартир с другим расположением. Для таких помещений расчеты по тепловой мощности необходимо увеличить минимум на 20%. Если в планах монтировать радиаторы отопления в нише или скрыть их за экраном, то расчет тепла увеличивают на 15-20%.

Для расчета радиаторов отопления, вы можете воспользоваться калькулятором расчета радиаторов отопления.

Расчеты учитывая объем помещения.

Расчет секций радиаторов отопления будет более точным, если их рассчитывать, основываясь на высоте потолка, то есть исходя из объема помещения. Принцип расчета в этом случае аналогичный предыдущему варианту.

Вначале нужно вычислить общую потребность в тепле, а уже потом рассчитать количество секций в радиаторах. Когда радиатор скрывают за экраном, то потребность помещения в тепловой энергии увеличивают минимум на 15-20%. Если брать во внимание рекомендации СНИП, то для того, чтобы обогреть один кубический метр жилой комнаты в стандартном панельном доме необходимо потратить 41 Вт тепловой мощности.

Для расчета берем площадь комнаты и умножаем на высоту потолка, получится общий объем, его нужно умножить на нормативное значение, то есть на 41. Если квартира с хорошими современными стеклопакетами, на стенах есть утепление из пенопласта, то тепла понадобится меньшее значение – 34 Вт на м 3 . Например, если комната с площадью 20 кв. метров имеет потолки с высотой 3 метра, то объем помещения будет составлять всего 60 м 3 , то есть 20Х3. При расчете тепловой мощности комнаты получаем 2460 Вт, то есть 60Х41.

Таблица расчетов необходимого теплоснабжения.

Приступаем к расчету: Чтобы рассчитать необходимое количество радиаторов отопления необходимо полученные данные разделить на теплоотдачу одной секции, которую указывает производитель. Например, если взять за пример: одна секция выдает 170 Вт, берем площадь комнаты, для которой нужно 2460 Вт и делим его на 170 Вт, получаем 14,47. Далее округляем и получаем 15 секций отопления на одну комнату. Однако следует учитывать тот факт, что многие производители намеренно указывают завышенные показатели по теплоотдаче для своих секций, основываясь на том, что температура в батареях будет максимальной. В реальной жизни такие требования не выполняются, а трубы иногда чуть теплые, вместо горячих. Поэтому нужно исходить из минимальных показателей теплоотдачи на одну секцию, которые указывают в паспорте товара. Благодаря этому полученные расчеты будут более точными.

Как получить максимально точный расчет.

Расчет секций радиаторов отопления с максимальной точностью получить довольно трудно, ведь не все квартиры считаются стандартными. И особенно это касается частных строений. Поэтому у многих хозяев возникает вопрос: как сделать расчет секций радиаторов отопления по индивидуальным условиям эксплуатации? В этом случае учитывается высота потолка, размеры и количество окон, утепление стен и другие параметры. По этому методу расчетов необходимо использовать целый перечень коэффициентов, которые будут учитывать особенности определенного помещения, именно они могут повлиять на способность отдавать или сохранять тепловую энергию.

Вот как выглядит формула расчета секций радиаторов отопления: КТ = 100Вт/кв.м. * П * К1 * К2 * К3 * К4 * К5 * К6 * К7, показатель КТ — это количество тепла, которое нужно для индивидуального помещения.

1. где П — общая площадь комнаты, указана в кв.м.;

2. К1 — коэффициент, который учитывает остекление оконных проемов: если окно с обычным двойным остеклением, то показатель — 1,27;

  • Если окно с двойным стеклопакетом — 1,0;
  • Если окно с тройным стеклопакетом — 0,85.

3. К2 — коэффициент теплоизоляции стен:

  • Очень низкая степень теплоизоляции — 1,27;
  • Отличная теплоизоляция (кладка стен на два кирпича или же утеплитель) — 1,0;
  • Высокая степень теплоизоляции — 0,85.

4. К3 — соотношение площади окон и пола в комнате:

5. К4 — коэффициент, который позволяет учитывать среднюю температуру воздуха в самое холодное время:

  • Для -35 градусов — 1,5;
  • Для -25 градусов — 1,3;
  • Для -20 градусов — 1,1;
  • Для -15 градусов — 0,9;
  • Для -10 градусов — 0,7.

6. К5 — корректирует потребность в тепле, учитывая количество наружных стен:

7. К6 — учитывает тип помещения, которое находится выше:

  • Очень холодный чердак — 1,0;
  • Чердак с отоплением — 0,9;
  • Отапливаемое помещение — 0,8

8. К7 — коэффициент, который учитывает высоту потолков:

Представленный расчет секций радиаторов отопления учитывает все нюансы комнаты и расположения квартиры, поэтому достаточно точно определяет потребность помещения в тепловой энергии. Полученный результат нужно только разделить на значение теплоотдачи от одной секции, готовый результат округляет. Есть и такие производители, которые предлагают воспользоваться более простым способом расчета. На их сайтах представлен точный калькулятор расчетов, необходимый для вычислений. Для работы с этой программой, пользователь вводит нужные значения в поля и получает готовый результат. Кроме этого, он может использовать специальный софт.

Расчет количества радиаторов отопления на площадь квартиры

Как рассчитать радиаторы отопления так, чтобы температура в квартире была предельно комфортной — вопрос, который возникает у каждого, кто решился на ремонт. Слишком малое количество секций не будет полностью прогревать помещение, а излишек только повлечёт за собой слишком большие траты на коммунальные услуги. Итак, что необходимо учитывать, чтобы правильно подсчитать размеры батарей?

Как рассчитать радиаторы отопления на площадь квартиры

Предварительная подготовка

Что необходимо учитывать для рассчета мощности радиатора отопления на комнату:

  • определить температурный режим и потенциальные термопотери;
  • разработать оптимальные технические решения;
  • определить тип теплового оборудования;
  • установить финансовые и тепловые критерии;
  • учесть надёжность и технические параметры обогревательных приборов;
  • составить схемы теплопровода и расположение батарей для каждого помещения;

Без помощи специалистов и дополнительных программ рассчитать количество секций радиаторов отопления достаточно сложно. Чтобы расчёт был наиболее точен, не обойтись без тепловизора или специально установленных для этого программ.

Необходимая мощность радиаторов отопления

Что будет, если провести вычисления неправильно? Основное последствие — более низкая температура в помещениях, а следовательно, и эксплуатационные условия не будут соответствовать желаемому. Слишком мощные отопительные приборы приведут к избыточным тратам как на сами приборы и их монтаж, так и на коммунальные услуги.

Самостоятельные подсчёты

Можно приблизительно подсчитать, какой должна быть мощность батарей, использовав только рулетку для измерения длины и ширины стен и калькулятор. Но точность таких вычислений крайне мала. Погрешность будет составлять 15-20%, но такое вполне допустимо.

Формула для расчета

Вычисления в зависимости от типа отопительных приборов

При выборе модели учитывайте, что тепловая мощность зависит от материала, из которого они сделана. Методы вычисления размеров секционных батарей не отличаются, а вот итоги выйдут разными. Есть среднестатистические значения. На них и стоит ориентироваться, выбирая оптимальное число отопительных приборов. Мощности отопительных приборов с секциями в 50 см:

  • батареи из алюминия — 190 Вт;
  • биметаллические — 185 Вт;
  • чугунные приборы обогрева — 145 Вт;

Таблица для расчета количества секций батареи

Чтобы правильно рассчитать радиаторы отопления по площади комнаты, важно знать не только мощность, но и сколько квадратов обогревает одна секция, значение этого параметра зависит от металла:

  • алюминий — 1,9-2 м кв.;
  • алюминий и сталь — 1,8 м кв.;
  • чугун — 1,4-1,5 м кв;

Вот пример вычисления количества секций алюминиевых радиаторов отопления. Допустим, что размеры комнаты 16 м. кв. Выходит, что на помещение такого размера нужно 16м2/2м2 = 8 шт. По такому же принципу считайте для чугунных или биметаллических приборов. Важно только точно знать норму — приведённые выше параметры верны для моделей высотой в 0,5 метра.

Виды радиаторов отопления

На данный момент выпускаются модели от 20 до 60 см. Соответственно площадь, которую способна обогреть секция, будет отличаться. Самые маломощные модели — бордюрные, высотой в 20 см. Если вы решили приобрести тепловой агрегат нестандартных размеров, то в вычислительную формулу придётся вносить корректировку. Ищите необходимые данные в техпаспорте.

При внесении корректировок стоит учитывать, что размер батарей напрямую влияет на теплоотдачу. Следовательно, чем меньше высота при той же ширине, тем меньше площадь, а вместе с ними и мощность. Для верных подсчётов найдите соотношение высот выбранной модели и стандартной, а уже с помощью полученных данных подкорректируйте результат.

Расчитываем, насколько сильно должна греть батарея

Допустим, вы выбрали модели высотой 40 см. В этом случае расчёт количества секций алюминиевых радиаторов отопления на площадь комнаты будет выглядеть следующим образом:

  • воспользуемся предыдущими подсчётами: 16м2/2м2 = 8штук;
  • посчитайте коэффициент 50см/40см = 1,25;
  • подкорректируйте вычисления по основной формуле — 8шт*1,25 = 10 шт.

Расчёт количества радиаторов отопления по объёму начинается в первую очередь со сбора необходимой информации. Какие параметры нужно учесть:

  • Площадь жилья.
  • Высота потолков.
  • Число и площадь дверных и оконных проёмов.
  • Температурные условия за окном в период отопительного сезона.

Нормы и правила, установленные для мощности отопительных проборов, регламентируют минимально допустимый показатель на кв. метр квартиры — 100 Вт. Расчёт радиаторов отопления по объему помещения будет более точен, чем тот, в котором за основу берётся только длина и ширина. Итоговые результаты корректируются в зависимости от индивидуальных характеристик конкретного помещения. Делается это посредством умножения на коэффициент корректировки.

При вычислении мощности отопительных приборов берётся среднестатистическая высота потолков — 3 м. Для квартир с потолком 2,5 метра этот коэффициент составит 2,5м/3м = 0,83, для квартир с высокими потолками 3,85 метров — 3,85м/3м = 1,28. Угловые комнаты потребуют внесения дополнительных корректировок. Итоговые данные умножаются на 1,8.

Расчёт количества секций радиатора отопления по объему помещения должен проводиться с корректировкой, если в комнате одно окно большого размера или сразу несколько окон (коэффициент 1,8).

Радиаторы отопления с нижним подключением

Нижнее подключение также потребует внести свои корректировки. Для такого случая коэффициент составит 1,1.

В районах с экстремальными погодными условиями, где зимние температуры достигают рекордно низких показателей, мощность должна быть увеличена в 2 раза.

Пластиковые стеклопакеты, наоборот, потребуют корректировку в сторону уменьшения, за основу берётся коэффициент 0,8.

В выше приведённых данных приведены усреднённые значения, поскольку не были дополнительно учтены:

  • толщина и материал стен и перекрытий;
  • площадь остекления;
  • материал напольного покрытия;
  • наличие или отсутствие утеплителя на полу;
  • занавески и гардины в оконных проёмах.

Дополнительные параметры для более точных вычислений

Работа с тепловизором

Точный расчёт количества радиаторов отопления на площадь не обойдётся без данных из технических документов. Это важно, чтобы точнее определить значение теплопотерь. Лучше всего определить уровень потери тепла с помощью тепловизора. Прибор быстро определит самые холодные области в помещении.

Всё было бы в разы легче, если каждая квартира была построена по стандартной планировке, но это далеко не так. В каждом доме или городской квартире свои особенности. С учётом множества характеристик (числа оконных и дверных проёмов, высоты стен, площади жилья и пр.) резонно возникает вопрос: как же рассчитать количество радиаторов отопления?

Расчет радиаторов отопления по площади

Особенности точной методики в том, что для вычислений необходимо больше коэффициентов. Одно из важных значений, которое нужно вычислить — это количество тепла. Формула отлична от предыдущих и выглядит следующим образом: КТ = 100 Вт/м2*П*К1*К2*К3*К4*К5*К6*К7.

Подробнее о каждом значении:

  • КТ — количество тепла, которое нужно для обогрева.
  • П — размеры комнаты м2.
  • К1 — значение этого коэффициента учитывает качество остекления окон: двойное — 1,27; пластиковые окна с двойным стеклопакетом — 1,0; с тройным — 0,85.
  • К2 — коэффициент, учитывающий уровень теплоизоляционных характеристик стен: низкая — 1,27; хорошая (например двухслойная кирпичная кладка) — 1,0; высокая — 0,85.
  • К3 — это значение учитывает соотношение площадей оконных проёмов и полов: 50% — 1,2; 40% — 1,1; 30% — 1,0; 20% — 0,9; 10% — 0,8.
  • К4 — коэффициент, зависящий от среднестатистических температурных показателей воздуха в зимнее время года: — 35 °С — 1,5; — 25 °С — 1,3; — 20 °С — 1,1; — 15 °С — 0,9; -10 °С — 0,7.
  • К5 зависит от числа внешних стен здания, данные этого коэффициента таковы: одна — 1,1; две — 1,2; три — 1,3; четыре — 1,4.
  • К6 рассчитывается, исходя из типа помещения, находящегося этажом выше: чердак — 1,0; чердачное отапливаемое помещение — 0,9; отапливаемая квартира — 0,8.
  • К7 — последний из корректировочных значений и зависит от высоты потолка: 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.

Описанный расчёт секций батарей отопления по площади — наиболее точный, поскольку учитывает значительно больше нюансов. Полученное в ходе этих подсчётов число делится на значение теплоотдачи. Итоговый результат округляется до целого числа.

Корректировка с учётом температурного режима

В техпаспорте отопительного прибора указана максимальная мощность. Например, при температуре воды в теплопроводе 90°С во время подачи и 70°С в обратном режиме в квартире будет +20°С. Такие параметры обычно обозначают так: 90/70/20, но самые распространённые мощности в современных квартирах — 75/65/20 и 55/45/20.

Параметры теплоносителя системы отопления.

Для правильного расчёта необходимо для начала высчитать температурный напор — это разница между температурой самой батареи и воздуха в квартире. Учтите, что для вычислений берётся усреднённое значение между температурами подачи и обратки.

Как рассчитать количество секций алюминиевых радиаторов с учётом выше перечисленных параметров? Для лучшего понимания вопроса будут произведены вычисления для батарей из алюминия в двух режимах: высокотемпературном и низкотемпературном (расчёт для стандартных моделей высотой 50 см). Размеры комнаты те же — 16 м кв.

Одна секция алюминиевого радиатора в режиме 90/70/20 обогревает 2 кв метра., следовательно, для полноценного обогрева помещения понадобится 16м2/2м2 = 8 шт. При вычислении размера батарей для режима 55/45/20 нужно для начала подсчитать температурный напор. Итак, формулы для обеих систем:

Расчитываем количество секций в радиаторе отопления

Следовательно, при низкотемпературном режиме нужно увеличить размеры отопительных приборов в 2 раза. С учётом данного примера на помещении 16 кв. метров нужно 16 алюминиевых секций. Учтите, что для чугунных приборов понадобится 22 секции при той же площади помещения и при таких же температурных системах. Подобная батарея получится слишком большой и массивной, поэтому чугун меньше всего подходит для низкотемпературных контструкций.

С помощью этой формулы можно легко вычислить, сколько необходимо секций радиаторов на комнату с учётом желаемого температурного режима. Чтобы зимой в квартире было +25°С, просто поменяйте температурные данные в формуле теплового напора, а полученный коэффициент подставьте в формулу вычисления размера батарей. Допустим, при параметрах 90/70/25 коэффициент будет таким: (90+70)/2 — 25 = 55°С.

Далее нужно подсчитать соотношение 60°С/55°С = 1,1. В итоге, чтобы добиться температуры в +25 °С для помещения с высокотемпературным режимом понадобится 8шт*1,1 = 8,8. С округлением получится 9 штук.

Если не хочется тратить время на расчёт радиаторов отопления, можно воспользоваться онлайн-калькуляторами или специальными программами, установленными на компьютер.

Как пользоваться онлайн-калькулятором

Он-лайн калькулятор для расчета мощности радиаторов

Посчитать, сколько секций радиаторов отопления на кв. метр понадобится, можно с помощью специальных калькуляторов, которые всё посчитают в мгновение ока. Такие программы можно найти на официальных сайтах некоторых производителей. Воспользоваться этими калькуляторами легко. Просто введите в поля все соответствующие данные и вам моментально будет выведен точный результат. Чтобы вычислить, сколько секций радиаторов отопления нужно на квадратный метр, надо вводить данные (мощность, температурный режим и т.д.) для каждой комнаты отдельно. Если же помещения не разделены дверями, сложите их общие размеры, а тепло будет распространяться по обоим помещениям.

Интерфейс калькулятора отопления.

Во избежание неточностей при вычислениях, внимательно вводите все параметры и проверьте, насколько точные данные вы указали в соответствующих полях. Лучше несколько раз перепроверить, чем потом испытывать на себе последствия своих ошибок в виде слишком низкой или высокой температуры в доме.

Подведение итогов

Итак, из выше приведённых формул понятно, как правильно сделать расчёт алюминиевых (чугунных, биметаллических и др.) радиаторов для квартиры. Как видите, дело это не такое уж и сложное. Главное, внимательность и точность. Чтобы получить максимально правильные данные, используйте специальное оборудование.

Расчет количества секций радиаторов отопления

При монтировании системы отопления, или просто при смене радиаторов нужно всегда четко понимать — сколько радиаторов отопления нужно. ТО есть какое количество поставить в ту или иную комнату. Если поставить мало — то будет холодно, а вот если поставить много — то в комнате будет жарко. Однако если обратиться к СНиПу, то все уже рассчитано, нужно только правильно этим пользоваться …

Для расчета количества секций радиаторов отопления стоит принимать во внимание: мощность одной секции радиатора, а также расположение квартиры (угловые наружные стены или стены внутри дома)

Итак, что говорит нам СНиП:

– 1 квадратный метр внутри здания (нет уличных угловых стен), с высотой потолков 2,7 метра требует мощность одной секции радиаторов в 100 Вт

— 1 квадратный метр угловой уличная стена, с высотой потолков 2,7 метра, требует мощность одной секции радиаторов в 120 Вт

Теперь радиаторы отопления

Чугунные – 1 секция радиатора выделяет тепловую мощность равную в 180 Вт

Алюминиевые – 1 секция выделяет тепловую мощность в 180 Вт

Биметаллические – 1 секция выделяет тепловую мощность в 180 Вт

То есть, разницы в радиаторах практически нет, все производители стараются придерживаться одного показателя в 180 Вт, не зависимо от материала. Кстати интересная статья про — выбор биметаллических или алюминиевых радиаторов

Расчет секций радиаторов

Как вы понимаете, рассчитать все достаточно просто.

Допустим — у нас дана комната в 20 квадратных метра (рассмотрим два случая, когда она угловая и когда средняя между комнатами)

1)      Угловая комната – по СНиПу, требуемая мощность 20 Х 120Вт (для угловой комнаты) = 2400 Вт.

Теперь 2400 / 180 Вт (мощность одной секции) = 13,33. Округляем в большую сторону (для задела мощности) равняется 14 радиаторов отопления на такую комнату.

2)      Средняя комната (не угловых уличных стен) —  по СНиПу, требуемая мощность 20 Х 100Вт (для обычной комнаты) = 2000 Вт

Теперь 2000/180 Вт = 11,11. Опять же округляем в большую сторону (для задела мощности) получается 12 радиаторов отопления.

Как видите ничего сложного.

Однако в квартирах есть еще и панельные радиаторы

Панельные радиаторы

Тут все индивидуально. На рынке сейчас существует очень много производителей таких радиаторов. Мощность колеблется примерно от 1000Вт до 2500Вт, все зависит от размеров радиатора. При выборе обязательно обращайте внимание, на мощность, это важно для расчета!!!

И опять же все просто, мы уже подсчитали — что на комнату в 20 кв. метров, нужно либо 2000 Вт (если она в середине дома и не имеет угловых наружных стен), или 2400 Вт если она угловая.

Если взять самый маломощный панельный радиатор (1000 Вт), то получается 2000/1000 = 2, то есть нужно два таких радиатора. Или же достаточно одного, но мощного – 2400/2500 Вт = 0,96, хватит даже с заделом мощности!

Как видите рассчитать количество секций радиаторов, не так то и сложно, главное обратиться к СНиПу

Таблица расчета мощности стальных радиаторов отопления

Чтобы увеличить эффективность отопительной системы, нужно правильно рассчитать площадь и приобрести качественные отопительные элементы.

Формула с учетом площади

 Формула расчета мощности стального устройства отопления с учетом площади:

Р = V x 40 + теплопотеря из-за окон + теплопотеря из-за наружной двери

  • Р – мощность;
  • V – объем помещения;
  • 40 Вт – тепловая мощность для обогрева 1м3;
  • потери тепла из-за окон – рассчитывать из значения 100 Вт (0,1 кВт) на 1 окно;
  • потери тепла из-за наружной двери – рассчитывать из значения 150-200 Вт.

Пример:

Комната 3х5 метра, высотой 2,7 метров, с одним окном и одной дверью.

Р = (3 х 5 х 2,7) х40 +100 +150 = 1870 Вт

Так можно узнать, какая будет теплоотдача устройства отопления на обеспечение достаточного обогрева заданной площади.

Если комната расположена в углу или торце здания, к расчетам мощности батареи нужно добавить еще 20% запаса. Столько же нужно добавлять в случае частых понижений температуры теплоносителя.

Стальные радиаторы отопления в среднем значении выдают 0,1-0,14 кВт/секции теплоэнергии.

Т 11 (1 ребро)

Глубина емкости: 63 мм. Р = 1,1 кВт

Т 22 (2 секции)

Глубина:100 мм. Р = 1,9 кВт

Т 33 (3 ребра)

Глубина: 155 мм. Р = 2,7 кВт

Мощность Р приведена для батарей высотой 500 мм, длиной 1 м при dT = 60 град (90/70/20) – типовая конструкция радиаторов, подходит для моделей стальных изделий от разных производителей.

Таблица: теплоотдача радиаторов отопления

Расчет на 1 (11 тип), 2 (22 тип), 3 (33 тип) ребра   

Теплоотдача отопительного устройства должна быть не менее 10% от площади помещения, если высота потолка менее 3 м. Если потолок выше, то прибавляется еще 30%.

В комнате батареи устанавливаются под окнами у наружной стены, вследствие чего, тепло распространяется самым оптимальным образом. Холодный воздух из окон блокируется тепловым потоком из радиаторов, идущим вверх, тем самым исключает образование сквозняков.

Если жилое помещение расположено в районе с суровыми морозами и холодными зимами, нужно полученные цифры умножать на 1,2 – коэффициент теплопотери.

Еще один пример расчета

За пример взято помещение площадью 15 м2 и с высотой потолка 3 м. Рассчитывается объем комнаты: 15 х 3=45 м3. Известно, что для обогрева помещения в местности со средним климатом нужно 41 Вт/1 м3.

45 х 41 = 1845 Вт.

Принцип тот же, что и в предыдущем примере, но не учитываются потери теплоотдачи из-за окон и двери, что создает определенный процент погрешности. Для правильного расчета нужно знать, сколько выдаёт тепла каждая из секций. Рёбра могут быть в разном количестве у стальных панельных батарей: от 1 до 3. Сколько рёбер у батареи, на столько и усилится теплоотдача.

Чем больше теплоотдача от системы отопления, тем лучше.

Сколько тепла выделяет свинцово-кислотная батарея?

Сколько тепла выделяет свинцово-кислотная батарея?

Иногда нам задают очень интересные вопросы. Недавно нас спросили, сколько тепла выделяет промышленная резервная батарея. Честно говоря, это зависит от того, кого вы спрашиваете. У разных производителей аккумуляторов разные ответы на этот вопрос, и разные методы расчета дают существенно разные ответы.

Выделяемое или генерируемое тепло иногда называют «потерей тепла».

Автор статьи не дает рекомендаций по методам, приведенным ниже. Статья подготовлена, чтобы показать, что между различными используемыми методами существует противоречие.

В общих чертах вопрос задается для расчета требований к вентиляции, и в этой статье исследуются различные методы и демонстрируется изменчивость результатов.

Тепло выделяется при подзарядке, подзарядке и разрядке. Тепло, выделяемое при зарядке, является конечным, т.е. когда аккумулятор полностью заряжен, тепло больше не выделяется, но в этот момент аккумулятор переходит в фазу плавающего заряда, и пока аккумулятор находится на зарядке, тепло выделяется.Тепло, выделяемое при разряде, также ограничено, потому что после полной разрядки аккумулятора тепло не выделяется. Следовательно, у нас есть три условия, которые следует учитывать:

1) нагрев при подзарядке.

2) нагрев на плавающем заряде.

3) нагрев при разряде.

Все мы знаем, что свинцово-кислотные батареи тяжелые и имеют большую тепловую массу. Из-за этого во время перезарядки, плавающего заряда и разряда тепло, генерируемое внутри элементов, не будет немедленно рассеиваться в окружающую атмосферу, и существуют разные мнения о том, насколько быстро это будет происходить.Частично разногласия являются результатом разных размеров и форм элементов или моноблоков, составляющих батарею, а также того, являются ли они типами VRLA AGM, VRLA GEL или вентилируемыми.

В общих чертах, тепло — это ватты, а ватты можно рассчитать из V x I (вольт x ампер) или мы можем использовать I2R (амперы x амперы x сопротивление). Этот принцип эти формулы могут использоваться для расчета выделяемого тепла.

В этой статье в примерах используется следующая система батарей.В примерах рассматривается следующее: —

a) Аккумуляторная батарея мощностью 300 кВт в течение 15 м при температуре 20 ° C до не менее 408 В (в среднем 1,70 В на канал).

б) Батарея состоит из 3 параллельных цепочек, каждая из которых состоит из 40 моноблоков на 12 В; то есть 240 ячеек.

c) Напряжение холостого хода 2.27Vpc = 545V.

г) Номинальная емкость каждой гирлянды составляет 110 Ач, т.е. общая емкость батареи 330 Ач.

e) Внутреннее сопротивление каждого моноблока равно 3.8мОм. Это значение взято из информации производителя аккумулятора. Следовательно, сопротивление батареи составляет 3,8 мОм x 40 блоков / 3 струны = общее сопротивление 50,7 мОм.

f) Полностью заряженный ток холостого хода 1 мА на Ач = 330 мА. Значение 1 мА на Ач соответствует I-поплавку. (примечание ниже) значение из BS EN 50272.

g) Параметры заряда: ток 10% (33A) и постоянное напряжение 2,27Vpc (544,8V).

(Примечание) — Полностью заряженный ток холостого хода можно получить у производителя батареи.Однако в BS EN 50272 (Требования безопасности для вторичных батарей и их установки) типичное значение можно найти в таблице 1. В таблице приведены значения тока при зарядке с помощью зарядных устройств IU или U. Хотя эти значения используются для расчета выбросов газа при зарядке, их также можно использовать для оценки силы тока при полной зарядке. На практике это значения для наихудшего сценария со встроенным запасом прочности.

Для вентилируемых свинцово-кислотных аккумуляторов, свинцово-кислотных аккумуляторов VRLA и для никель-кадмиевых аккумуляторов значение дается как 1 мА на Ач для условий плавающего напряжения.Мы должны рассматривать Ah как номинальное значение при скорости 10 часов для свинцово-кислотного продукта и 5 часов для продукта NiCd.

Во-первых, нам нужно определить «перезарядку», и в этом контексте мы имеем в виду ток / время, необходимое для возврата емкости, удаленной для предыдущей разрядки. Мы только рассматриваем время полной зарядки.

Количество выделяемого тепла существенно не меняется, даже если параметры подзарядки могут отличаться. Например, ток зарядного устройства, то есть 5%, 10% или 15% C10 ампер, или при использовании истинного плавающего напряжения (например.грамм. 2.27Vpc) или повышенное напряжение (например, 2,40Vpc), существенно не изменяют выделяемое тепло или тепловые потери от батареи. Однако выделяемое тепло будет существенно отличаться в зависимости от глубины предыдущего разряда. Для промышленных резервных батарей и в этой статье мы рассматриваем характеристику перезарядки при постоянном напряжении / ограниченном токе; иначе известный как метод IU или модифицированного постоянного потенциала, такой как 2,27 В на канал или 2,40 В на канал или аналогичный, с ограничением тока.

На этом этапе стоит отметить, что некоторые производители аккумуляторов считают, что количество тепла, выделяемого при перезарядке, можно рассчитать с использованием того же метода, как если бы аккумулятор находился на плавающем заряде.Этот метод используется ниже в п. 1.1). Эта точка зрения принята, потому что любое тепло, выделяемое при перезарядке, не будет немедленно выделено из-за тепловой массы батареи.

Вычисления тепла усложняются, если мы принимаем во внимание удельные тепловые характеристики аккумулятора и, по крайней мере, один производитель аккумуляторов представил результаты, основанные на фактическом типе и конфигурации аккумулятора. Это не помогает определить количество тепла, выделяемого для каждой конфигурации батареи, и нам нужно что-то гораздо более простое для использования в повседневной ситуации.В конце концов, мы смотрим на типичное значение, которое может использоваться для целей охлаждения помещения, а не на конечную «лабораторную оценку». На практике хорошее приближение является достаточно точным.

Отсюда следует, что если количество тепла, выделяемого при перезарядке, меняется с предыдущим разрядом, все остальные параметры в целом не имеют значения. Затем мы можем оценить количество тепла, выделяемого при перезарядке, в зависимости от предыдущего разряда. Чтобы сделать расчет немного более точным, мы должны оценить время до полной зарядки на основе характеристик IU и предыдущей глубины разряда.У большинства производителей есть таблицы или даже программный метод определения времени до различных состояний заряда, включая время полной зарядки. Однако в целом можно сказать, что время полной зарядки будет составлять много часов, но время до 80% заряда будет зависеть от характеристики IU. Во время зарядки большая часть тепла будет генерироваться в виде потерь, вплоть до того, что батарея будет заряжена на 80%, что будет составлять «постоянный ток» части перезарядки. Во время фазы постоянного тока i.е. до 80% заряда, тепло можно оценить с помощью принципа I2R. От 80% до 100% ток поплавка может использоваться для расчета тепла. Некоторые производители аккумуляторов считают, что ток заряда от 80% до 100% равен удвоенному теоретическому току холостого хода. В контексте реальной жары это можно рассматривать как разумный метод. Этот метод используется в п. 1.2) ниже.

1.1) Учитывая, что нагрев такой же, как если бы аккумулятор находился на плавающем заряде, мы имеем: —

V x I = W или альтернативно методом I2R = W.

1.1.1) В x I = Вт.

Единственная проблема — решить, какое напряжение и какой ток использовать.

Для напряжения разумно рассматривать напряжение как фактическое напряжение холостого хода на клеммах батареи.

Для тока разумно использовать значение I float, как определено в BS EN 50272.

Рассчитать на 1 блок: —

2,27 В на канал x 6 ячеек x 110 мА = 1,498,2 мВт

Следовательно, для блоков 40 x 3 = 1498.2 x 40 x 3 = 179 784 мВт = 179,784 Вт.

Это тепло будет на время перезарядки 76 часов. Следовательно, тепло можно выразить как 180 Вт x 76h = 13 680 Втч , но более 76h = 180 Вт.

1.1.2) I2R = Вт

Мы можем использовать тот же ток, что и выше, т.е. я плаваю, а для напряжения R мы можем использовать сопротивление блока, т.е. 3,8 мОм. Из расчета на 1 блок: —

110 мА x 110 мА x 3.8 мОм. = 0,04598 мВт

Следовательно, для блоков 40 x 3 = 5,5176 мВт.

Это тепло будет на время перезарядки 76 часов. Следовательно, тепло можно выразить как 5,5176 мВт x 76 ч = 0,42 Втч , но за время перезарядки 76 часов = 5,5 мВт.

1.2) Нагрев до 80% заряда плюс нагрев от 80 до 100% заряда

1.2.1) Нагреть до 80% заряда

Учитывая описанную выше систему батарей, мы знаем, что ток перезарядки будет составлять 33 А до 80% заряда, а с 80% мы будем использовать 2-кратный плавающий ток, то есть, если мы используем метод 2-кратного плавающего тока, ток 330 х 2 = 660 мА.Нам нужно установить состояние заряда после разряда. Предположим наихудший случай максимального тока на 15 м: —

Максимальный ток = 300кВт x 1000 / 408В = 735A

Удаленная емкость = (735 А x 15 м) / 60 = 184 Ач или 146 Ач заряженных (330 Ач — 184 Ач).

Эти 184 Ач соответствуют 56% разряженным или 44% заряженным.

Мы знаем, что ток перезарядки 33 А (11 А на цепочку) будет течь, пока батарея не будет заряжена на 80%.Состояние заряда 80%: = 330 Ач x 0,8 = 264 Ач.

Время от 146Ач в аккумуляторе в конце предыдущего разряда до 264Ач в аккумуляторе = 118Ач / 33А = 3,6ч.

Теперь мы можем оценить тепло от начала подзарядки до 80% заряда, как показано ниже.

Использование I2R на блок: —

11A x 11A x 3,8 мОм = 495,8 мВт.

Следовательно, для блоков 40 x 3 = 59,496 мВт

Этот ток будет течь 3.6h, что может быть выражено как 214Wh.

ПРИМЕЧАНИЕ. Внутреннее сопротивление промышленных аккумуляторов существенно не меняется со 100% заряженных до 10% заряженных. Следовательно, принцип I2R действителен.

1.2.2) Нагрев с 80% до 100% заряда

Нам необходимо установить время от 80% заряда до полного заряда, и производитель батареи должен предоставить эту информацию. Однако разумным предположением для оценки тепла было бы 72 часа.Принято считать, что полностью разряженный аккумулятор можно перезарядить, используя постоянный ток и ток перезарядки от 5% до 15% в течение 72 часов. Если мы предполагаем полные 72 часа, мы рассматриваем наихудший сценарий.

Теплота блока теперь может быть оценена как: —

110 мА x 110 мА x 3,8 мОм. = 0,04598 мВт

Следовательно, для блоков 40 x 3 = 5,5176 мВт.

Это тепло будет на время перезарядки 72 часа.Следовательно, тепло можно выразить как 5,5176 мВт x 72ч = 0,40 Втч , и если мы удвоим это значение, мы получим 0,79Втч.

Складывая 1.2.1) с 1.2.2) получаем 214 Втч + 0,79 Втч = 215 Втч. Это соответствует времени полной зарядки, что составляет 215 Втч / 76 часов = 2,83 Вт

.

Большинство производителей аккумуляторов рассматривают тепловыделение при подзарядке как простое выражение вольт x ток. V x I = W, то есть вольт x ток = ватт. В качестве альтернативы может использоваться принципал I2R.

Для получения информации о токе мы можем связаться с производителем батарей или обратиться к международным стандартам, таким как BS EN 50272.

Теперь мы можем произвести расчет. Ниже приведен расчет для той же батареи, о которой говорилось выше, то есть для батареи, состоящей из 40 моноблоков на 12 В по 330 Ач. Можно сделать два альтернативных расчета. В 2.1) мы используем метод V X I, а в 2.2) мы используем метод I2R.

2.1) С учетом метода V x I: —

С учетом 1 блока: 2.27 В на канал x 6 ячеек x 1 мА на А · ч x 110 А · ч = 1,496 Вт.

Следовательно, для полной батареи из 40 блоков и 3-х струн: —

1,496 Вт x 40 x 3 = 180 Вт.

Это тепло будет генерироваться, пока батарея находится в режиме постоянного заряда.

2.2) С учетом метода I2R: —

Рассмотрим для одного блока: 110 мА x 110 мА x 3,8 мОм = 0,04598 мВт

Следовательно, для блоков 40 x 3 = 5.5176 мВт или 0,005 Вт.

Это тепло будет генерироваться, пока батарея находится в режиме постоянного заряда.

Интересно, что многие производители батарей не указывают значение тепла, выделяемого при разряде, потому что свинцово-кислотные батареи считаются эндотермическими. Однако производители обычно соглашаются с тем, что все внутренние компоненты и внешние соединения имеют сопротивление и будут выделять тепло при протекании тока.

Опять же, можно использовать простой математический расчет, и большинство производителей батарей принимают I2R как разумное приближение к потерям тепла при разряде.Нам нужно знать ток разряда и внутреннее сопротивление аккумуляторной системы.

Используя ту же батарею 40 x 12 В, разряженную на 300 кВт на 15 м, нам сначала нужно изменить 300 кВт на ток, который можно использовать в расчетах. «Безопасный вариант» — это рассмотреть конец напряжения разряда, а затем рассчитать максимальный ток. Конечное напряжение разряда было задано равным 408 В (см. Выше). Следовательно, максимальный ток составляет 300кВт x 1000 / 408В = 735А.

Тепловые потери рассчитываются как: —

735A x 735A x 50.7 мОм = 27,4 кВт.

Это может быть выражено как Вт-ч, т. Е. 27,4 кВт x 0,25 ч = 6,85 кВт-ч

Поскольку аккумулятор имеет тепловую массу, может пройти много часов, прежде чем это тепло передается в окружающий воздух. Батарея в этой статье будет весить приблизительно 4800 кг. Некоторые производители считают, что тепло, рассеиваемое в комнате, будет распределяться в 10 раз больше времени разряда. В этом примере это будет 2,5 часа. Это будет 2.74кВт за 10ч.

Стоит посмотреть на общие размеры и вес батареи, чтобы оценить потери тепла по сравнению с физическими параметрами батареи. Если бы тепло производилось в пределах 1 м3, это было бы значительно. Однако, если бы тепло находилось в пределах 10 м3, воздействие было бы минимальным. Следующие параметры являются реальными для батареи из блоков 3 x 40 x 110 Ач x 12 В, что дает такую ​​перспективу.

Несмотря на то, что размеры и вес, указанные ниже, являются действительными, мы должны помнить, что подставка открытого типа с большим свободным объемом вокруг моноблоков.Общий объем с учетом открытой площади внутри ячеек, а также между рядами и ярусами рассчитывается как: —

3,7 x 0,8 x 1,3 = 3,8 м3

Тип стойки: 2 ряда х 3 яруса открытого стального типа.

Длина: 3,7 м

Глубина: 0,8 м

Общая высота: 1.3м

Объем: 3,8 м3

Вес: 4000 кг

Трудно обосновать результаты нагрева, когда батарея находится на подзарядке или в режиме плавающего заряда, потому что батареи не соответствуют стандартным электрическим характеристикам, и поэтому результаты должны быть сомнительными. Мы знаем, что закон Ома применительно к батареям не работает. Во многом это связано с характеристиками ОБРАТНОЙ ЭДС аккумуляторов, что делает расчеты V x I сомнительными.Следовательно, любые математические результаты, основанные на этом принципе, должны вызывать подозрение. Соответственно, расчеты V x I должны вызывать подозрение. Чтобы понять это более полно, мы можем рассчитать теоретический ток холостого хода, используя метод I = V / R. В наших примерах мы знаем, что приложенное напряжение холостого хода составляет 2,27 В на канал, то есть 13,62 В для блока из 6 ячеек 12 В, и мы знаем, что сопротивление составляет 3,8 МОм. По закону Ома ток холостого хода должен быть I = V / R = 13,62 В / 3,8 мОм = 3584 А. Ясно, что это неверно.

Если расчеты V x I ненадежны, мы также должны подвергнуть сомнению результаты I2R.Что мы действительно знаем, так это то, что ток — это реальная величина, и внутреннее сопротивление также реально. Поэтому, надеемся, результаты должны быть более точными!

Результаты I2R более реальны, потому что мы знаем, что такое ток, и мы знаем внутреннее сопротивление продукта. Результаты I2R для подзарядки очень малы, и с практической точки зрения нагрев можно не учитывать. В данном примере это всего 5,5 мВтч.

Опять же, если результаты I2R более реальны и метод V x I ненадежен, то 0.005 Вт тепла на плавающем заряде снова можно считать несущественным.

Единственный метод, который, похоже, используется для нагрева при разряде, — это I2R, и, как и ожидалось, нагрев при разряде значительно выше, чем при подзарядке или плавающем заряде. Что мы должны помнить, так это то, что тепло не будет прекращено немедленно, и необходимо произвести некоторую оценку времени, в течение которого оно будет прекращено. Без сомнения, это будут часы, а не минуты, но это вопрос мнения без консультации с инженером-теплотехником.

При подзарядке и подзарядке нагревается очень мало, особенно если учесть массу аккумулятора. Это к счастью, потому что, хотя используются разные методы, результаты незначительны, если рассматривать их в контексте отвода тепла из аккумуляторной.

Что касается тепла, выделяемого при разряде, ситуация иная, потому что большинство производителей аккумуляторов считают метод I2R наиболее точным. Кроме того, мы можем более легко принять результаты, потому что при разряде нет обратной ЭДС.В этом примере выделяемое тепло может быть выражено как 27,4 кВт · ч, но, учитывая массу батареи, мы должны учитывать, что это тепло выделяется в течение более длительного времени, чем фактический период разряда, равный 15 мес. Не все производители считают, что время разряда в 10 раз превышает время разряда, но ясно, что тепло не будет отдано мгновенно.

Как нагрев и нагрузка влияют на срок службы батареи

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

Тепло убивает все батареи, 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 нагрева, 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 г. 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 создает небольшую нагрузку на стартерную батарею, но это меняет режим работы микрогибрида «старт-стоп». 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 аккумуляторы VRLA температур выше 40 ° C (104 ° F) может вызвать тепловой пробой из-за высыхания.

Отказы автомобильных аккумуляторов в Северной Америке

Исследование режимов отказа в 2005 году было проведено Douglas, East Penn., Exide Technologies и Johnson Controls.Образец батарейного 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 европейских автомобильных аккумуляторов

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 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% Низкий заряд аккумулятора 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 батареях. 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. Аккумуляторы устанавливались в багажник и эксплуатировались в умеренном климате.

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

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, которые выходят 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 то же самое делает и пользователь по плохой работе двигателя. См. Также BU-905: Проверка свинцово-кислотных батарей.


Последнее обновление 2019-02-06

*** Пожалуйста, прочтите комментарии ***

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, воспользуйтесь формой «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

Как рассчитать тепловые нагрузки и требования к охлаждению серверного помещения

Очень часто ИТ-шкафы, компьютерные и серверные помещения упускаются из виду, когда речь идет об охлаждении и мониторинге окружающей среды, и все же они могут быстро нагреваться. Одна из самых больших проблем — решить, как рассчитать фактическую потребность в охлаждении, а затем как лучше всего реализовать ее в относительно небольших и ограниченных пространствах.

Рекомендуемые температура и влажность серверного помещения

Большинство электронных устройств могут работать при температуре до 30-40 ° C, и в брошюрах по серверу и в технических характеристиках может быть указано, что их устройства могут работать до этого диапазона температур без снижения номинальных характеристик, но факт в том, что тепло убивает электронику.

На верхнем пределе своего температурного рабочего диапазона охлаждающие вентиляторы должны работать намного быстрее, чтобы перемещать объем воздуха по ЦП и связанной с ним электронике. Вентиляторы — это механические устройства с подшипниками, которые изнашиваются и требуют замены.Срок службы компонентов электроники также снижается при более высоких температурах.

Для большинства людей температура выше 27˚C становится неудобной для работы. Рекомендуемый диапазон температур для компьютера, серверной комнаты или центра обработки данных составляет 18–27 ° С, а в идеале — 18–25 ° С. Этот нижний предел рекомендуется для любых систем ИБП, используемых в вычислительной среде со свинцово-кислотными батареями с регулируемым клапаном (VRLA). Рекомендуемый диапазон температур для системы ИБП с батареями VRLA составляет 20-25˚C.

Рекомендуемая относительная влажность 45-50%.Это гарантирует, что в помещении не будет слишком сухо, что может привести к накоплению статического электричества, и не будет слишком влажно, что может привести к накоплению конденсата на более холодных пластиковых и металлических поверхностях.

ASHRAE, Американское общество инженеров по отоплению, охлаждению и кондиционированию воздуха, является ведущим органом, когда речь идет об уровнях охлаждения и влажности в критически важных объектах и ​​центрах обработки данных. Организация предложила увеличить температуру окружающей среды до 30˚C, чтобы повысить энергоэффективность.

Для получения дополнительной информации см .: https://tc0909.ashraetcs.org/documents/ASHRAE%20Networking%20Thermal%20Guidelines.pdf

Хотя такая более высокая температура окружающей среды снизит потребность в системах охлаждения и, следовательно, улучшит потребление энергии, она может быть подходящей только для больших серверных комнат и центров обработки данных, которые могут включать изоляцию холодного и / или горячего коридора. Для небольших компьютерных и серверных помещений это не является рентабельным, и единственное решение — установить какую-либо форму кондиционирования воздуха.

Кондиционеры для IT-шкафов и компьютерных залов

Как охладить серверы в ближайшем ИТ-отделе, компьютере или серверной комнате, зависит от их расположения и формата установки. Большинство серверов устанавливаются в серверную стойку или размещаются в виде напольных башен. В такой среде серверы имеют воздушное охлаждение и оснащены охлаждающими вентиляторами, которые пропускают холодный воздух через блоки через решетки на передней панели и выводят горячий воздух через вытяжные зоны на задней панели.

Можно установить несколько серверов вместе с устройствами хранения, сетевыми коммутаторами и маршрутизаторами.Все эти элементы будут генерировать тепловую мощность, которую необходимо учесть при расчете требований к охлаждению.

Независимо от того, являются ли серверы напольными башнями или монтируются в стойку, для них потребуется достаточный воздушный поток вокруг них и источник холодного воздуха. Самый распространенный подход — установка кондиционера. Решения жидкостного охлаждения доступны, но чаще используются в высокопроизводительных вычислительных средах и центрах обработки данных.

Кондиционер может быть установлен на стене или потолке и будет таким же, как обычно используется в офисе.Эти типы кондиционеров известны как «сплит-блоки».

Сплит-системы кондиционирования — очень эффективный способ охлаждения помещения. Они состоят из внутреннего блока, соединенного медными трубами с наружным блоком или теплообменником и компрессором. Блоки кондиционирования воздуха поставляются с охлажденным хладагентом, а внутренние вентиляторы продувают воздух через змеевики испарителя в комнату.

Тепло поднимается, поэтому кондиционер в помещении подвешивается к потолку или монтируется на стене. Однако этот агрегат будет только «проталкивать» холодный воздух в комнату.Внутри серверной стойки может происходить перегрев, называемый «горячими точками». Воздушный поток внутри шкафа можно улучшить, используя заглушки и оставив достаточно места вокруг отдельных ИТ-компонентов для воздушного потока. Также можно установить дополнительные кассеты вентиляторов, чтобы воздух проходил через серверный шкаф.

Из-за возможности резких скачков тепла в ограниченном пространстве, таком как серверная стойка или компьютерный зал, важно установить мониторинг окружающей среды. Помимо температуры и влажности, система мониторинга окружающей среды также может обнаруживать дым, огонь и воду, если она оснащена соответствующими дополнительными датчиками.Чтобы система мониторинга окружающей среды работала эффективно, датчики должны быть правильно расположены внутри установки с подходящим потоком воздуха для отбора проб. В серверной стойке это может означать до 3 пар датчиков (передних и задних), размещаемых снизу, посередине и вверху серверной стойки.

Использование внешнего теплообменника и компрессора предотвращает накопление конденсата внутри внутреннего блока кондиционирования воздуха. Это одна из проблем портативных блоков переменного тока, у которых будет поддон для хранения влаги, удаляемой из воздуха при его охлаждении.Поддон конденсатора необходимо опорожнять через равные промежутки времени, чтобы переносной кондиционер продолжал работать. В качестве альтернативы портативные блоки переменного тока могут также иметь выхлопную трубу, которая требует вывода наружу через дверной проем или окно; оба из них обеспечивают плохую изоляцию от окружающей среды и, следовательно, низкую эффективность охлаждения.

Расчет требований к охлаждению

Простое практическое правило расчета кондиционера для комнаты состоит в том, чтобы определить площадь пола комнаты с точки зрения ширины на глубину в метрах и умножить это на 20, чтобы получить британскую тепловую единицу (BTU) для пространства.

Если пространство 10 на 20 метров, площадь пола = 10 × 20 = 200 м²

БТЕ составляет 200 × 20 = 4000 БТЕ или 4000 БТЕ в час

Что касается кондиционера, мы должны учитывать необходимое количество БТЕ / час при 1 кВт = 3412 БТЕ / час. Таким образом, киловатт равен:

4,000 / 3412 = 1,17 кВт охлаждения требуется

Поэтому для этого приложения мы будем рассматривать блок переменного тока ближайшего размера, который может быть системой мощностью 3 или 5 кВт.

Расчет тепловых нагрузок

Тепловыделение относится к передаче тепла в окружающей среде, и есть несколько источников тепла в вычислительной среде, для которых необходимо рассчитать.Они должны быть учтены для более точного расчета и включают:

  • Площадь пола: как указано выше 10 × 20 метров
  • Окна: маленьких компьютерных комнат, как правило, имеют окна, которые увеличивают приток тепла
  • Население комнаты: количество человек в комнате в любой момент времени
  • Тепло, произведенное оборудованием: для серверов мощность = количество тепла, произведенного
  • Тепло от электрического освещения: независимо от того, генерируется ли светом светодиодное или флуоресцентное тепло

Взяв оставшиеся элементы для расчета после площади пола, получим:

Окна

Если в ИТ-туалете, компьютере или серверной комнате нет окон, то эту часть расчета можно игнорировать.Если есть окна, то их необходимо учитывать в зависимости от того, выходят ли окна на южную или северную сторону.

  • Южное окно BTU = ширина окна x глубина (м) x 870, затем x 1,5 (если нет жалюзи)
  • Северное окно BTU = ширина окна x глубина (м) x 165, затем x 1,5 (если нет жалюзи)

Общее окно BTU = Южное окно BTU + Северное окно (BTU)

человек (обитатели и посетители)

Обычно разрешается выделять 400 БТЕ на человека.Расчет будет таким:

.

Общее количество человек в БТЕ = количество человек в комнате x 400

ИТ-оборудование и другие устройства

Для серверов энергия, потребляемая оборудованием, преобразуется в тепло центральным процессором (ЦП). Следовательно, сервер мощностью 900 Вт будет генерировать 900 Вт тепла. Для этого расчета важно перечислить все ИТ-устройства, включая коммутаторы, маршрутизаторы и устройства хранения, а также серверы. Общая мощность, необходимая, например, для системы ИБП, может быть принята за охлаждающую нагрузку в ваттах или киловаттах.В целях безопасности добавьте в расчет коэффициент 1,5, чтобы учесть будущее расширение.

ИТ-оборудования БТЕ = Общая мощность x 1,5

Другие более крупные электрические системы в помещении также увеличивают нагрузку в БТЕ. Примером может служить источник бесперебойного питания. Чем больше ИБП по номинальной мощности в кВА / кВт, тем выше тепловая мощность. Это также будет зависеть от нагрузки ИБП и состояния заряда батареи.

Электрическое освещение

Тот же процесс для ИТ-оборудования можно повторить для освещения.Окончательное значение умножается на 4,25, чтобы получить BTU освещения, но оно может быть уменьшено на одну треть, если вместо люминесцентного освещения используется светодиодное освещение.

Освещение BTU = Общая мощность для всего освещения x 4,25

Расчет общего охлаждения

Общая охлаждающая нагрузка складывается из отдельных вычислений следующим образом:

Площадь пола + Окно + Люди + ИТ-оборудование + Освещение = Общее охлаждение требуется

БТЕ

и чтобы получить кВт, разделите полное охлаждение БТЕ на 3412

. Требуется

БТЕ / 3412 = Требуется общая мощность охлаждения

Хотя это более точный расчет, чем «практическое правило», он по-прежнему является общим в своем подходе и может снова использоваться только в качестве руководства.Для более точных и полных расчетов рекомендуется обследование участка, чтобы учесть другие характеристики и требования объекта, а также убедиться, что выбрана наиболее подходящая технология охлаждения и кондиционер правильного размера.

Сводка

Изменение климата продолжает стимулировать спрос на кондиционирование воздуха, особенно в компьютерных и серверных помещениях, которые, возможно, уже находятся на грани допустимого диапазона температур окружающей среды. IT относительно легко улучшить поток охлаждающего воздуха в помещениях такого типа, если есть кондиционер, который нужно модернизировать.Для ИТ-оборудования без существующего блока переменного тока необходимо рассчитать требования к охлаждению серверной комнаты.

Несмотря на то, что можно сделать быстрый расчет, важно, чтобы объект был обследован квалифицированным инженером HVAC и специалистом по охлаждению. Наряду с любой установленной ИТ-сетью или решением для охлаждения компьютерного зала также важно рассмотреть возможность мониторинга окружающей среды, чтобы гарантировать, что внезапные всплески тепла и скачки температуры вызовут аварийное состояние, на которое можно быстро отреагировать, чтобы обеспечить бесперебойную работу сервера и непрерывность бизнеса.

Температурные воздействия на батареи — Intercel Services B.V.

Емкость батареи (сколько ампер-часов она может удерживать) уменьшается при понижении температуры и увеличивается при повышении температуры. Вот почему аккумулятор вашего автомобиля умирает холодным зимним утром, хотя накануне днем ​​он работал нормально. Если ваши батареи проводят часть года дрожа на морозе, уменьшенную емкость необходимо учитывать при выборе размеров системных батарей.Стандартный номинал для батарей — при комнатной температуре 25 градусов C (около 77 F). Примерно при -22 градусах по Фаренгейту (-30 C) емкость аккумулятора падает до 50%. При заморозке емкость снижается на 20%. Емкость увеличивается при более высоких температурах — при 122 градусах по Фаренгейту емкость аккумулятора будет примерно на 12% выше.

Широкий диапазон температур

Напряжение зарядки аккумулятора также изменяется в зависимости от температуры. Оно будет варьироваться от 2,74 В на элемент (16,4 В) при -40 ° C до 2,3 В на элемент (13.8 вольт) при 50 C. Вот почему вы должны иметь температурную компенсацию на зарядном устройстве для свинцово-кислотных аккумуляторов или контроль заряда, если ваши аккумуляторы находятся на улице и / или подвержены сильным колебаниям температуры.

Внутренняя температура батареи

Термическая масса означает, что из-за большой массы они изменяют внутреннюю температуру намного медленнее, чем температура окружающего воздуха. Большой изолированный аккумуляторный блок может внутренне изменяться всего на 10 градусов в течение 24 часов, даже если температура воздуха колеблется от 20 до 70 градусов.По этой причине внешние (дополнительные) датчики температуры должны быть прикреплены к одной из ПОЛОЖИТЕЛЬНЫХ пластинчатых клемм и немного связаны с какой-либо изоляцией на клеммах. Затем датчик будет показывать очень близкую к фактической внутренней температуре батареи.

Срок службы батареи сокращается при повышении температуры

Несмотря на то, что емкость аккумулятора при высоких температурах выше, срок его службы сокращается. Емкость аккумулятора уменьшается на 50% при -22 градусах по Фаренгейту, но СРОК СЛУЖБЫ аккумулятора увеличивается примерно на 60%.Срок службы батареи сокращается при более высоких температурах — на каждые 15 градусов по Фаренгейту свыше 77 срок службы батареи сокращается вдвое. Это справедливо для ЛЮБОГО типа свинцово-кислотных аккумуляторов, будь то герметичные, гелевые, AGM, промышленные или любые другие. На самом деле это не так плохо, как кажется, так как батарея имеет тенденцию усреднять хорошие и плохие времена.

Последнее замечание о температурах — в некоторых местах с очень холодными или жаркими условиями могут продаваться на месте батареи, которые НЕ имеют стандартной концентрации электролита (кислоты).Электролит может быть более сильным (для холодного) или более слабым (для очень жаркого) климата. В таких случаях удельный вес и напряжения могут отличаться от того, что мы показываем.

Просмотреть все часто задаваемые вопросы

Температурный эффект и тепловое воздействие в литий-ионных аккумуляторах: обзор

Abstract

Литий-ионные аккумуляторы с высокой плотностью энергии (до 705 Вт / л) и удельной мощностью (до 10 000 Вт / л) демонстрируют высокую емкость и отличные рабочие характеристики.Литий-ионные батареи, являющиеся перезаряжаемыми батареями, служат источниками питания в различных прикладных системах. Температура, как критический фактор, значительно влияет на производительность литий-ионных батарей, а также ограничивает применение литий-ионных батарей. Более того, разные температурные условия приводят к разным побочным эффектам. Точное измерение температуры внутри литий-ионных батарей и понимание температурных эффектов важны для правильного обращения с батареями. В этом обзоре мы обсуждаем влияние температуры на литий-ионные батареи как при низких, так и при высоких температурах.В обзоре также обсуждаются современные подходы к мониторингу внутренней температуры литий-ионных аккумуляторов с помощью как контактных, так и бесконтактных процессов.

Графический реферат

Литий-ионные батареи (LIB) с высокой плотностью энергии и удельной мощностью демонстрируют хорошие характеристики во многих различных областях. Однако производительность LIB все еще ограничивается влиянием температуры. Приемлемый температурный диапазон для LIB обычно составляет от -20 ° C до 60 ° C. Как низкие, так и высокие температуры, которые находятся за пределами этого региона, приведут к ухудшению рабочих характеристик и необратимым повреждениям, таким как покрытие литием и тепловой разгон.Следовательно, понимание влияния температуры и точное измерение температуры внутри литий-ионных батарей важно для правильного обращения с ними. Современные достижения в мониторинге температуры внутри LIB можно разделить на контактное и бесконтактное измерение. В этом обзоре дается обзор последних достижений как в понимании температурных эффектов, так и в мониторинге температуры, а также обсуждаются проблемы и возможные будущие направления в достижении оптимальной производительности батарей.

  1. Загрузить: Загрузить изображение в высоком разрешении (200KB)
  2. Загрузить: Загрузить полноразмерное изображение

Ключевые слова

Литий-ионный аккумулятор

Влияние температуры

Внутренняя температура

Управление батареями

Управление температурой

Рекомендуемые статьиЦитирующие статьи (0)

Просмотреть аннотацию

© 2018 Китайское общество исследования материалов. Опубликовано Elsevier BV

Рекомендуемые статьи

Цитирующие статьи

Метод предварительного нагрева литий-ионных аккумуляторов в электромобиле

Изучить восстановление низкотемпературных характеристик заряда и разряда аккумуляторной батареи, нагреваемой широким линия металлопленка, три 35Ah @ 3.7V LiMn 2 O 4 аккумуляторных элементов были соединены последовательно, чтобы сформировать аккумуляторный блок. Широкополосная металлическая пленка была установлена ​​в четырех нагревателях между тремя элементами между двумя элементами батареи, как показано на рис. 9.

рис. 9

Фотография аккумуляторной батареи и нагревателя

Для того, чтобы эксперименты по нагреву максимально соответствовали условиям автомобильной аккумуляторной батареи, аккумуляторный блок с широкой металлической пленкой был помещен в аккумуляторный ящик. На Рисунке 10 показан батарейный отсек, помещенный в термостатический кожух, установленный на –40 ° C.Время простоя аккумуляторного ящика было увеличено с 5 часов до 8 часов для достижения теплового равновесия, поскольку аккумуляторный ящик в сборе имеет более высокую тепловую инерцию. Широкая металлическая пленка начала нагревать аккумулятор через 8 часов.

Рис.10

Фотография батарейного отсека внутри термостатического кожуха

Разрядка аккумуляторного блока при -40 ° C после нагрева в течение 15 минут

На рисунке 11 показаны три кривые разрядки при постоянном токе 1С аккумуляторного блока после его нагрева в течение 15 минут при мощности 240 Вт, 120 Вт и 90 Вт в ширину металлическая пленка.Во всех случаях полная разрядная емкость чуть более 35 Ач достигается для последовательно соединенных элементов, как можно увидеть из сравнения с рис. 5, в то время как напряжение на ранней и средней стадиях разряда увеличивается с увеличением мощности нагрева. Среднее напряжение разряда батареи на 0,53 В выше при нагреве на мощность 240 Вт по сравнению с мощностью 90 Вт, а максимальная разность напряжений составляет 1,38 В. Следовательно, увеличение мощности нагрева выше 90 Вт может улучшить напряжение разряда и, следовательно, увеличивают мощность разряда, но существенно не влияют на емкость разряда.

Рис.11

35 Кривые разряда аккумуляторной батареи при −40 ° C с нагревом

На рис. 12 сравниваются три кривые разряда 1С аккумуляторного блока при –40 ° C после его нагрева в течение 15 минут и три кривые разряда 1С ненагреваемого элемента при 0 ° C, –10 ° C и –20 ° C. Батарейный блок состоит из трех ячеек, и напряжение разряда каждого элемента разное, поэтому среднее напряжение разряда трех элементов используется для сравнения с напряжением разряда одного ненагреваемого элемента.После того, как аккумуляторный блок нагревается при температуре -40 ° C в течение 15 минут с мощностью 90 Вт, его среднее напряжение разряда близко к напряжению разряда ненагреваемого элемента при -20 ° C в начале разряда и выше, чем напряжение разряда. напряжение ненагреваемого элемента при −20 ° C на средней и поздней стадиях разряда. Разрядная емкость аккумуляторного блока при −40 ° C, нагретого в течение 15 минут мощностью 90 Вт, почти равна разрядной емкости ненагреваемого элемента при −10 ° C. Эти результаты предполагают, что часть тепла, выделяемого в процессе разрядки аккумуляторной батареи, приводит к нагреву аккумуляторной батареи после прекращения внешнего нагрева.

Рис.12

35 Кривые разряда ненагреваемого элемента и нагретого аккумуляторного блока

После того, как аккумуляторный блок нагревается при -40 ° C в течение 15 минут с мощностью 120 Вт, его среднее напряжение разряда немного ниже напряжения разряда ненагреваемого элемента при -10 ° C в начале разряда и почти равно напряжение разряда ненагреваемого элемента при −10 ° C на средней и поздней стадиях разряда. После того, как аккумуляторный блок нагревается до -40 ° C в течение 15 минут с мощностью 240 Вт, его среднее напряжение разряда немного выше напряжения разряда ненагреваемого элемента при 0 ° C в начале разряда и немного ниже напряжения разряда. неотапливаемого элемента при −0 ° C на средней и поздней стадиях разряда.

Производительность заряда аккумуляторной батареи после 15 минут нагрева при -40 ° C

На рисунке 13 сравниваются пять кривых заряда постоянного тока 1С, включая одну кривую заряда аккумуляторной батареи после ее нагрева в течение 15 минут и четыре кривые заряда батареи. неотапливаемая ячейка при 10 ° C, 0 ° C, −10 ° C и −20 ° C. Производительность заряда нагретого аккумуляторного блока значительно улучшается за счет нагрева. После того как аккумуляторный блок нагревается при температуре -40 ° C в течение 15 минут с мощностью 240 Вт, его характеристики зарядки близки к характеристикам зарядки ненагреваемого элемента при 0 ° C.Основными факторами, влияющими на низкотемпературную зарядку, являются время нагрева и равномерность нагрева, которыми можно управлять, когда аккумуляторная батарея нагревается от внешнего источника питания.

Рис.13

35 Кривые заряда ненагреваемого элемента и нагретого аккумуляторного блока

Характеристики импульсной зарядки-разрядки аккумуляторного блока при -40 ° C после 15 минут нагрева

Результаты экспериментов, представленных выше, демонстрируют, что характеристики низкотемпературного заряда-разряда аккумуляторного блока, нагретого при низкой температуре, значительно улучшаются и могут Провести эксперименты по низкотемпературному нагреву.Может быть достигнута полная емкость хранения энергии. Однако максимальная мощность заряда-разряда нагретого аккумуляторного блока, нагретого до -40 ° C, не может быть достигнута, потому что нагретый аккумуляторный блок всегда заряжается или разряжается при постоянном токе 1C. Низкие характеристики напряжения, показанные на рис. 6 и 8 предотвращает использование более высоких постоянных токов. Поэтому были проведены некоторые эксперименты с использованием импульсной зарядки-разрядки нагретого аккумуляторного блока при низкой температуре. Во-первых, аккумулятор был заряжен при 1С / 3 при комнатной температуре.Во-вторых, аккумуляторную батарею поместили при -40 ° C на восемь часов для достижения теплового равновесия. В-третьих, аккумуляторный блок нагревали в течение 15 минут мощностью 90 Вт, и, наконец, аккумуляторный блок подвергался воздействию импульсных токов зарядки и разрядки. Импульсы имели минимальный ток разряда 17,5 А, максимальный ток разряда 280 А, минимальный ток заряда 17,5 А и максимальный ток заряда 210 А. Этот профиль импульса был разработан для максимально быстрой разрядки аккумуляторной батареи.

Кривая заряда-разряда показана на рис.14 вместе с импульсным током. Чтобы более четко показать кривую заряда-разряда, импульсные кривые при 90% -ном состоянии заряда (SOC) и 10% SOC показаны на рис. 15 и 16. При 90% SOC, на рис. 15, максимальный ток разряда нагретого аккумуляторного блока составляет около 210 А (6 ° C). При 10% SOC, как показано на рис. 16, максимальный ток разряда нагретого аккумуляторного блока составляет около 280 А (8C). Необогретый аккумулятор при температуре −40 ° C не может заряжаться и разряжаться при таких высоких токах. Следовательно, метод нагрева может эффективно улучшить характеристики разрядки аккумуляторной батареи при низких температурах.

Рис.14

График импульса заряда-разряда аккумуляторной батареи, нагретой до −40 ° C

Рис.15

Кривая импульса заряда-разряда при SOC 90%

Рис.16

Кривая импульса заряда-разряда при SOC 10%

Определение размера банка батарей

Определение размера банка аккумуляторов

Определение размера банка аккумуляторов

Важной частью любой системы возобновляемой энергии является способность хранить произведенную энергию для будущего использования.Здесь в игру вступает ваш аккумуляторный блок. Выбор системы аккумуляторов для соответствия вашей системе возобновляемой энергии зависит от трех основных факторов: размера вашей системы, того, сколько вы собираетесь хранить для будущего использования и сколько часов потребуется. Получив эту информацию, мы сможем разработать аккумуляторный блок, соответствующий вашим потребностям. Вы также можете использовать калькулятор на этой странице, чтобы определить количество и размер батарей, которые вам понадобятся. Воспользуйтесь калькулятором ниже, чтобы узнать, какой размер батареи вам понадобится.Количество батарей в банке будет зависеть от номинальной мощности (емкости каждой батареи).

Преобразовать ватт-часы в мАч

Вставьте ватт-часы (Втч) и напряжение (В) и нажмите «Рассчитать», чтобы получить миллиампер-часы (мАч).

Формула: (Вт · ч) * 1000 / (В) = (мА · ч). Например, если у вас аккумулятор 1,5 Вт · ч с номиналом 5 В, мощность составит 1,5 Вт · ч * 1000/5 В = 300 мА · ч.

При покупке батарей следует учитывать стоимость, срок службы, установку и обслуживание. Доступны 3 основных типа аккумуляторов: свинцово-кислотные и литий-ионные.Литий-ионные батареи обеспечивают больше циклов в течение своего срока службы по сравнению со свинцово-кислотными, а также обеспечивают более высокую эффективность заряда и разряда. С другой стороны, свинцово-кислотные батареи в основном предназначены для использования в режиме ожидания, хотя технология была недавно обновлена, и функция глубокого цикла теперь включена в некоторые свинцово-кислотные батареи так же, как и в литий-ионные батареи.

Батарейный блок должен иметь точные размеры, чтобы гарантировать, что блок может хранить то, что вам нужно от вашей системы возобновляемых источников энергии, а его глубина разряда дает вам необходимую резервную мощность.Таким образом, при выборе аккумуляторной системы подходящего размера выбор необходимого вам типа батарей зависит от того, для чего и когда вам нужно их использовать. Однако глубина разряда очень важна, и ее никогда не следует упускать из виду, поскольку она напрямую влияет на срок службы ваших батарей. Это требует тщательного планирования, чтобы гарантировать, что то, что вы покупаете, будет соответствовать предполагаемому использованию без отрицательного влияния на срок службы ваших батарей.

Концепция аккумуляторов с морской водой или Aquion Energy в промышленных масштабах родилась в 2008 году, и с тех пор эта технология постоянно совершенствуется.Они устойчивы к любым изменяющимся профилям циклов и длительным интервалам при частичном заряде. Езда на велосипеде для поддержания работоспособности / жизни не нужна. Его механические материалы могут быть переработаны в обычных потоках вторичной переработки. Химические материалы можно утилизировать без специального оборудования или контейнеров. Батареи — это то, что мы бы назвали хорошими, и будущее батарей в целом. Но они очень дорогие!

В предыдущем разделе мы привели ряд терминов, которые заставят любого задуматься: «Что это значит?» Что ж, мы вас охватили, вот краткое объяснение терминов, относящихся к батареям и их использованию:

1.Срок службы: срок службы аккумулятора — это количество полных циклов зарядки / разрядки, которое аккумулятор может выдержать до того, как его емкость упадет ниже 80% от первоначальной емкости. Батареи проявляют человеческие качества и нуждаются в полноценном питании, отдыхе и уходе. Уход начинается с работы при комнатной температуре и разрядки умеренным током.

2. Глубокий цикл: Эти батареи предназначены для регулярного использования и разряжают большую часть (70-80%) своей емкости.

3. Глубина разряда: Глубина разряда, используется для описания степени разряда аккумулятора.Это будет зависеть от типа батареи; для батарей с наименьшими характеристиками вы можете получить от батареи 30-40% запасенной энергии без каких-либо повреждений, особенно если они используются регулярно.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.