размер и количество секций на комнату

Для того чтобы система теплоснабжения работала эффективно, недостаточно просто равномерно распределить радиаторы по периметру комнаты. Очень важно правильно рассчитать количество батарей отопления, а также их мощность исходя из параметров обустраиваемого помещения и нагревательного оборудования (площадь комнаты, мощность котла и т.п.). Не менее важно учитывать также и тип применяемых радиаторов.

Сегодня существует несколько видов батарей отопления, каждый из которых отличается индивидуальной технологией производства, формами и техническими характеристиками. Поэтому перед тем как рассчитать батареи отопления, следует разобраться с достоинствами и недостатками того или иного вида отопительного оборудования.

Далее речь пойдет о том, как рассчитать количество батарей отопления, требующихся для комфортного проживания, а также о принципах расчета мощности для этих агрегатов.

Современные типы радиаторов отопления

Сегодня на строительном рынке в свободном доступе продаются традиционные радиаторы из чугуна, только эти модели являются более современными по сравнению со своими предшественниками.

Встречаются также аппараты, изготовленные из алюминия, а также батареи, основой для производства которых служит биметалл.

Благодаря широкому разнообразию оттенков и внешнего вида подобрать тот или иной радиатор для конкретного интерьера не составит большого труда.

Тем не менее, в первую очередь следует обращать внимание на технические характеристики такого оборудования, а уже затем на их внешний вид:

1. Особой популярностью пользуются сегодня биметаллические отопительные приборы, то есть те для производства которых было использовано два разных по структуре металла. Их основу, как правило, составляют два сплава – сталь и металл. Эти батареи имеют привлекательный внешний вид, кроме того, они экономичны и отличаются простотой в эксплуатации.
   Главный недостаток таких приборов – возможность их применения исключительно в тех системах теплоснабжения, где давление, является достаточно высоким, то есть для тех, которые подключены к центральному отоплению. Их применение в автономных системах крайне нежелательно, поэтому в них такой установки лучше избежать.

2. Говоря о чугунных конструкциях, нельзя не отметить, что, несмотря на их, казалось бы, устаревшую функциональность, эти приборы по-прежнему весьма востребованы. Кроме того, современные модели чугунных батарей изготавливаются в разной цветовой гамме, поэтому подобрать такой радиатор для того или иного оформления комнаты не составит труда. Классический стиль, в котором изготовлены эти приборы, может стать настоящим украшением помещения и придать ему незабываемое оформление.

   Эксплуатировать батареи из чугуна можно как, в автономных системах, так и в центральном отоплении. Прогрев их проходит несколько дольше по сравнению с приборами из биметалла, однако и время их остывания значительно выше, благодаря чему тепло дольше сохраняется в помещении. Для того, чтобы чугунный радиатор прослужил долго, очень важно соблюсти все тонкости процесса его установки.

3. 3. Стальные отопительные приборы разделяются на два вида: трубчатые модели и образцы, состоящие из панелей. Батареи трубчатого типа имеют более высокую стоимость, нагрев их происходит медленнее, чем у панельных радиаторов, но и необходимую температуру они держат дольше.

   Отопительные приборы панельного типа нагреваются очень быстро. Они отличаются весьма доступной рядовому потребителю стоимостью, однако их основной недостаток – быстрое остывание, из-за чего комната охлаждается гораздо раньше требуемого срока. Именно поэтому экономичность таких моделей в автономных отопительных системах стоит под сомнением, поскольку они нуждаются в постоянном притоке энергии тепла.

   Эти факторы напрямую влияют на то, как рассчитать количество батарей из стали для помещения. Подобные критерии учитываются при размещении приборов теплоснабжения в комнате и являются основой для грамотного планирования мощности этих агрегатов и количества их секций.

   Батареи из стали весьма привлекательны внешне, поэтому они идеально подойдут для любого интерьера и без проблем впишутся в оформление любой комнаты.

4. Еще один вариант отопительных аппаратов – радиаторы, изготовленные из алюминия. Эти приборы отличаются хорошей проводимостью тепла и, как следствие, высокими показателями экономичности.

   Однако при покупке алюминиевых батарей очень важно помнить, что алюминий очень плохо переносит теплоноситель низкого качества, который обычно встречается в централизованном отоплении, поэтому такие механизмы все де будут более подходящими для автономных систем теплоснабжения.

Для того чтобы разобраться с тем, как рассчитать батарею на комнату, требуется принять во внимание большое количество факторов, причем связанных не только с техническими характеристиками самих радиаторов, но и с другими условиями, способными в должной мере повлиять на сохранность тепла в комнате.

Как сделать расчет количества секций отопительных батарей

Перед тем как рассчитать размер батареи отопления, перед ее установкой очень важно учесть все требуемые для этой работы параметры, причем касается это не только всех имеющихся в обустраиваемом помещении проемов (двери и окна), но также и других факторов.

Важно помнить, что то, какой будет теплоотдача нагревательного прибора, зависит, в первую очередь, не от размера агрегата, а от мощности, которую имеет каждая из его секций. Именно поэтому следует тщательно разобраться с тем, как рассчитать количество секций батареи отопления. Правильнее всего будет расположить в помещении несколько небольших по размеру радиаторов, а не один большой прибор. Обусловлено это тем, что тепло, поступающее из разных участков, произведет больший эффект, нежели энергия, идущая от одного аппарата.

На установку радиаторов во многом влияет также и такие показатели помещения, как его площадь и общий объем, поэтому эти данные крайне важно учитывать при расчете необходимого числа секций для батарей.

Принципы расчета радиатора отопления

Считается, что оптимальная мощность, требуемая для качественного обогрева помещения, составляет примерно 100 Вт/1 м².

При этом не стоит забывать и о следующих нормах расчета мощности этого оборудования:

• рабочую мощность следует увеличить на 20% при условии, если комната является угловой, либо две ее стены выходят на улицу;
• прибавить к показателю мощности 30% нужно будет в том случае, если в помещении имеется не одно, а два выходящих наружу окна;
• при недостатке солнечного света специалисты рекомендуют увеличить мощность оборудования примерно на 10%;
• если в месте монтажа батареи под окном имеется ниша, то теплоотдача будет ниже, чем требуется, вследствие чего понадобится добавить еще 5% мощности;
• некоторые радиаторы оснащены защитным экраном, используемым, как правило, в целях декорирования. Такой элемент снижает производительность работы нагревательного оборудования приблизительно на 15%, поэтому этот объем мощности также должен быть восполнен.

Соблюдение этих мер позволит не только подключить батарею максимально правильно, но и продлить срок ее службы и надолго избавить хозяев от необходимости выполнения каких бы то ни было ремонтных работ, а многочисленные фото этих приборов и инструкции по их монтажу, которые всегда можно найти у профессиональных мастеров, лишь облегчат этот процесс.

Математика вентиляции аккумуляторной комнаты | Блог Math Encounters

Цитата дня

Мы проиграли войну не из-за этого, но я не знаю, почему мы этого не сделали.

— Адмирал Лихи о действиях адмирала Хэлси в битве при заливе Лейте. По мере того, как я больше читал историю Второй мировой войны, я пришел к выводу, что у адмирала Хэлси были проблемы — он был слишком агрессивен. Я также восхищаюсь продуманным руководством Спруанса и Лихи.

---

Введение

Рисунок 1: Фотография взрыва аккумуляторной комнаты
в Сакраменто в 2001 году. Вентиляция в комнате
вышла из строя, и сигналы тревоги были проигнорированы.
После того, как концентрация газа
достигла достаточного уровня, все, что было необходимо для взрыва
, это источник воспламенения – телекоммуникационное оборудование
комнаты полны источников воспламенения. (Ссылка)

Недавно инженер спросил меня, как определить требования к вентиляции для аккумуляторной, в которой заряжаются свинцово-кислотные аккумуляторы. Как я уже говорил в предыдущих сообщениях (здесь), свинцово-кислотные батареи часто выделяют газообразный водород во время зарядки. Поскольку газообразный водород взрывоопасен при концентрации от 4% до 9%.4% (эталон), необходимо следить за тем, чтобы уровень газообразного водорода в аккумуляторной комнате не повышался до этих уровней концентрации. Безопасная работа обычно обеспечивается за счет надлежащей вентиляции аккумуляторного помещения. Конечно, системы вентиляции могут выйти из строя, а это значит, что в аккумуляторных помещениях должны быть установлены датчики водорода для подачи сигналов тревоги в случае отказа вентиляции. Я включил ссылки на некоторые известные взрывы водорода в Приложение B.

В этом посте я рассмотрю, как выполняются эти расчеты вентиляции. Здесь я сосредоточусь на стандартных батареях с жидкостными элементами, которые просто выделяют любые газы, образующиеся во время зарядки. Другие типы аккумуляторов, такие как Absorbed Glass Mat (AGM), попытаются рекомбинировать аккумулятор H 9.0024 2 и O ₂ освобождаются во время зарядки. Внутренняя рекомбинация газа в аккумуляторе AGM уменьшит количество H ₂ , выделяемого этими аккумуляторами – пример показан здесь. Я сравню вывод моей модели с результатами, полученными из ряда источников в Интернете и учебниках. Результаты находятся в хорошем согласии.

Я включил сюда свою версию Mathcad (исходный код и PDF) и версию Excel. Версия Excel включает в себя ряд сценариев, которые сравнивают результаты моей рабочей таблицы с выводом различных веб-инструментов. На листе есть небольшой макрос, который позволяет мне выбрать нужный сценарий из списка выбора.

Фон

Определения

Дегазация

В случае аккумулятора дегазация – это нежелательный выброс газа H ₂ и O ₂ в процессе зарядки.

Плавающее напряжение

Плавающее напряжение — это напряжение, при котором батарея поддерживается после полной зарядки для поддержания этой емкости за счет компенсации саморазряда батареи. (Источник)

Емкость заряда

Емкость заряда батареи определяется как общий заряд, доступный от батареи при нагрузке постоянного тока в течение определенного интервала времени — обычно 20 часов, но также используются интервалы разрядки в 4, 6, 8 и 10 часов. Выбор временного интервала определяется приложением. Например, для телекоммуникационных приложений обычно требуется гарантия времени резервного питания в течение 8 часов с батареей, которая потеряла 20 % своей емкости заряда из-за старения. Это означает, что начальный уровень заряда батареи должен составлять 10 часов (т.е. 10 часов · [100% – 20%]=8 часов).

Заряд измеряется в ампер-часах (А-ч).

C-рейтинг

C-rate — это теоретический ток, который может потребляться за один час от батареи номинальной емкости. Например, батарея емкостью 10 А·ч имеет показатель c, равный 10 А. Токи заряда и разряда аккумулятора часто нормируются по отношению к коэффициенту c. Например, мы будем называть нагрузку 1 А от аккумулятора емкостью 10 А·ч нагрузкой 0,1 c (= 1 А/10 А).

Основы дегазации батарей

Почему батареи выделяют газы?

Зарядка аккумулятора означает повторное нанесение свинца на отрицательную клемму и оксида свинца на положительную клемму. Поскольку ни один химический процесс не является абсолютно эффективным, часть зарядного тока неизбежно приводит к электролизу воды в электролите, а не к зарядке аккумулятора. В процессе электролиза высвобождаются молекулы H ₂ и O ₂  – существует опасность взрыва, если H ₂ накапливается. Этот электролиз неизбежен, потому что вода электролизуется при напряжении выше 1,227 В, а напряжение на ячейке батареи выше 1,75 В. Скорость дегазации резко возрастает с увеличением напряжения на ячейке.

Многие аккумуляторные батареи используются в качестве резервного источника энергии. В идеале эти батареи должны храниться в полностью заряженном состоянии до тех пор, пока они не понадобятся. Тем не менее, все батареи имеют внутренние механизмы потерь, которые требуют постоянной подачи небольшого тока заряда, чтобы компенсировать эти внутренние потери — мы называем это плавающей зарядкой. Подача постоянного зарядного тока на полностью заряженную батарею заставляет батарею непрерывно генерировать H ₂ и O ₂ . Если вы питаете аккумулятор слишком большим током при слишком высокой температуре, это также может привести к тепловому разгону аккумулятора.

Ключевые моменты, которые следует помнить

В следующем списке перечислены ключевые моменты, связанные с выделением газа из батареи:

• Батарея выделяет H ₂ во время зарядки.
• При перезарядке каждая ячейка высвобождает H ₂ со скоростью, пропорциональной величине чрезмерного зарядного тока. Скорость образования газа, R _G , определяется уравнением 1.
  

  Уравнение 1

  где

  • N _{CellsPerBattery} — количество элементов в аккумуляторе.
  • N _{Аккумулятор} количество аккумуляторов в помещении.
  • I _{Перезарядка} — количество тока, идущего на выработку газа.
  • T _Ref — эталонная температура (77 °F) для номинальной скорости образования газа 7,607 мл/мин·ампер. (производное)
  • T температура батареи.
• Ток заряда, используемый в условиях плавающего режима, обычно указывается в процентах от c-скорости аккумулятора. Я обычно вижу токи плавающего заряда от 1% до 5% от c-скорости. Выбор скорости зарядки зависит от скорости саморазряда выбранной свинцово-кислотной батареи. Эта скорость может широко варьироваться в зависимости от химического состава батареи (например, свинец-кальций против свинца-сурьмы).

Основы вентиляции

Требования к вентиляции обычно выражаются в единицах скорости движения воздуха (например, в кубических футах в минуту или CFM) или скорости воздухообмена, т. е. скорости, с которой заменяется весь объем воздуха в помещении.

Требуемый расход воздуха, F , зависит только от скорости генерации H ₂ и требуемого уровня разбавления (уравнение 2).

Экв. 2

где

• k _h3Limit максимально допустимый процент газа в помещении.

Скорость воздухообмена легко вычислить, учитывая объем аккумуляторной ( V _{Комната} ) и скорость потока ( F ).

Экв. 3

Анализ

Настройка

На рис. 2 показано, как я настраиваю вычисления. Он также включает в себя некоторые справочные ссылки, которые я использовал для тестирования своей процедуры. Функция скорости образования газа является ключевой полезной функцией.

Рисунок 2: Настройка расчета.

Функции потока и скорости обмена

На рис. 3 показаны важные функции вентиляции: скорость потока воздуха ( F ) и скорость обмена ( R _Обмен ). Эти функции связаны объемом помещения ( V _{Комната} ).

Рисунок 3: Формулы воздушного потока и обмена.

Рабочий пример

Я работал над следующим примером, используя вентиляционную площадку аккумуляторного помещения SBS, и получил тот же результат, что и мои подпрограммы Mathcad и Excel (рис. 4). На самом деле я работал со многими другими примерами, которые включены в прилагаемый материал по Mathcad и Excel.

Рисунок 4: Рабочий пример с использованием калькулятора SBS.

Заключение

В этом посте я представил модели Excel и Mathcad для расчета требований к вентиляции для аккумуляторной. Я включил рабочие примеры, которые показали, что моя процедура дает те же результаты, что и некоторые веб-инструменты — я даже нашел ошибку в одном онлайн-примере.

Я должен упомянуть, что версия Excel представляет собой хороший пример того, как использовать диспетчер сценариев Excel с проверкой данных, чтобы предоставить инженерам простой в использовании инструмент.

Приложение A: Скорость образования газа на ампер тока

На рис. 5 показано, как получить константу образования газообразного водорода.

Рисунок 5: Быстрый расчет скорости образования газа.

Приложение B: Примеры взрывов газообразного водорода

• USS Cochino, дизель-электрическая подводная лодка США, на которой произошел взрыв газообразного водорода.
• LZ129 Hindenburg, знаменитый взрыв дирижабля.
• USS Scorpion , атомная подводная лодка США, которая, по мнению некоторых (например, контр-адмирала Дэвида Оливера), была потеряна из-за взрыва водорода.

Сохранить

Самая экологичная в мире сухая камера с батареями

Проблема современных систем осушения воздуха, произведенных не компанией Cotes, заключается в их высокой зависимости только от электричества и газа, а также очень неэффективных процессов осушения воздуха при высоких температурах, что создает нестабильную и небезопасную технологическую среду. Cotes Exergic Technology дает вам конкурентное преимущество за счет экономии до 66 % на счетах за электроэнергию в сухих помещениях, сокращения до 95 % выбросов CO2 в сухих помещениях и сверхсухой системы, которая работает при чрезвычайно безопасной низкой точке росы -120°С.​

Как это работает

С помощью технологии Cotes Exergic вы можете использовать комбинацию устойчивых источников энергии для достижения значительной экономии затрат на энергию и значительного сокращения выбросов углерода. Все, что вам нужно для работы Cotes Exergic Technology, — это горячая вода, нагретая устойчивым источником энергии:  

• Отработанное тепло (Централизованное отопление или отработанное тепло других производителей литий-ионных аккумуляторов)
• Биомасса или биогаз (при наличии и устойчивости)
• Солнечные тепловые панели  
• CO₂  Тепловой насос  используется как для обогрева, так и для охлаждения. Заплати один раз и используй дважды.
• Электроэнергия (из устойчивых источников энергии, т. е. энергии ветра, гидроэнергетики, солнечной энергии и/или ядерной энергии) 
• Газ**

**Cotes не рекомендует и не рассматривает газ в качестве устойчивого источника энергии из-за воздействия на окружающую среду. Вместо этого мы рекомендуем использовать энергию для горячей воды из устойчивых или «зеленых» источников энергии. Однако, если требуется газ, вода может поступать из центрального газового котла.

 

В технологии Cotes Excergic используется горячая вода, поскольку она обеспечивает гибкость, делает работу в сухом помещении более безопасной и требует низких затрат на установку — все, что вам нужно, это горячая вода [80–90°C ].

Поскольку энергия для нагрева воды может поступать из комбинации устойчивых источников энергии и может быть изменена в будущем, если изменится цена энергии, это делает технологию Cotes Exergic более устойчивой и перспективной. Такая гибкость невозможна, если осушитель специально предназначен для регенерации газа.

Cotes Exergic Технология высокоэффективна. Мы можем обеспечить точку росы -120°C для сухого помещения без персонала и -70°C для помещения с персоналом.

Cotes Exergic Technology менее уязвима к утечкам токсичных веществ и имеет высокий запас прочности при работе в номинальных условиях при низких температурах. Работа в оптимальных условиях при низких температурах (80-90°C) позволяет электрическому усилителю внутри осушителя при необходимости увеличивать мощность осушения без ущерба для эффективности или безопасности системы. Наши ближайшие конкуренты работают в оптимальных условиях при максимальной температуре (140–180 °C), что делает их уязвимыми к любым колебаниям влажности и способности сушки.