Расчет теплоотдачи радиатора

При строительстве собственного дома и капитальном ремонте квартиры важно учитывать все нюансы, чтобы отопление было наиболее продуктивным. Правильный расчет мощности батарей отопления по площади помещения – важная задача каждого домовладельца. Оптимальная температура – важный фактор комфортного проживания. При типовой застройке все нормы уже давно просчитаны, остается заменить старые батареи более эффективным оборудованием. В загородном доме важно продумать все нюансы, чтобы отопление получилось вполне экономичным.

От чего зависит общее количество секций

Батареи небольшого формата неспособны обеспечить тепло в комнате, особенно при резком похолодании. Правильный расчет батарей отопления на площадь комнаты – одно из условий эффективной работы всего отопительного контура. Но избыток тепла – это неоправданно высокие затраты на отопление, сухой воздух, общий дискомфорт, потребность в частом проветривании в морозную погоду.

В старых квартирах можно видеть чугунные батареи на 8-12 секций на комнату 12-20 кв.м., и этого было достаточно. Вероятно, такой объем батарей был результатом инженерных расчетов советской эпохи. Сегодня выпускают отопительное оборудование разного формата. Разработчики чугун заменили биметаллом и алюминием, у них рознятся параметры тепловой инертности.

Начнем с того, что секция радиатора – расчетная единица, конструктивный элемент. Однако современные батареи не всегда состоят из набора ребристых секций, как раньше. Конструктивно отличают оборудование разного типа:

• панельные;
• трубчатые;
• монолитные;
• секционные;
• дизайнерские (их продуктивность на 15-20% ниже за счет поглощения тепла декоративными панелями).

В техническом описании к модели всегда указывают ориентировочную тепловую мощность секции алюминиевого (другого) радиатора, но эти показатели должны быть сопоставимы с площадью помещения и прогреваемым объемом.

Чаще всего батарея – это сборная конструкция, которую можно наращивать за счет присоединения одинаковых секций. Чем больше их количество, тем интенсивнее происходит прогревание холодных воздушных масс, сползающих с батареи на подоконник. Вдоль панорамных окон в пол монтируют встраиваемые конвекторы.

Для нестандартных помещений используются нестандартные биметаллические модели с максимальным количеством секций:

• дуплексы, квартиры-студии;
• помещения внушительного формата;
• смежные помещения с открытыми проходами;
• комнаты с высокими потолками;
• рекреации с длинными лестничными пролетами.

В большом помещении без окон теплоносители устанавливают у входной двери или параллельно, вдоль противоположных стен. В нестандартных постройках обычно используют комбинированный тип отопления, а также увеличивают общее количество приборов.

Классической считается чугунная батарея, состоящая из соединенных воедино полых литых секций, внутри которых циркулирует теплоноситель. Необходим более точный расчет количества радиаторов отопления по объему воздуха.

Продуманная форма с множественными ребрами – это внушительная площадь поверхности при небольшом объеме каждой секции чугунного радиатора, что обеспечивает максимальную отдачу тепла.

Расчеты количества секций с учетом металла

У каждого металла свой показатель теплоемкости, поэтому батареи всегда будут немного отличаться по КПД. Суммарная отдача тепловых блоков должна быть указана в техпаспорте.

• Стальные модели чаще всего выпускают в виде панелей, под которыми скрыта распределительная трубка. Максимальная температура теплоносителя – +110-120°C, этот показатель важен для расчета количества секций радиаторов. Отдача секции – 120 Вт. Тонкостенные блоки имеют привлекательный дизайн, привлекают доступными ценами, но имеют некоторые «минусы». Из-за недолговечности и склонности к протечкам при гидроударе стальные модели не пользуются особой популярностью. Они быстро прогреваются, но не держат температуру при отключении.
• Алюминиевые батареи. Максимальная температура теплоносителя +110°C, мощность стандартной секции – 200 Вт. Современные модели отличаются легкостью и изяществом, отлично адаптируются под любой дизайн интерьера. Алюминий имеет самый высокий показатель тепловой отдачи. Выпускаются в виде кожуха для стального распределителя, есть секционные и панельные модели. Минус – кислородная коррозия, несовместимость с медными компонентами в конструкции отопительного котла. Встречается мощность алюминиевых радиаторов отопления до 200 Вт.
• Биметалл (сталь + силумин или алюминий) обладает высокой тепловой мощностью – порядка 150-200 Вт. Максимальная температура теплоносителя – до +120-130°C. Биметаллические модели состоят из внутренних коллекторов и наружного теплообменника (алюминиевого кожуха). Высокая мощность 1 секции биметаллических радиаторов отопления – гарантия высокого КПД отопительного контура. Единственный минус современных отопительных приборов из биметалла – внушительные ценники.


• Чугун выдерживает температуру теплоносителя до +130°C. Тепловая мощность одного «ребра гармошки» – до 160 Вт. Показатель высокой теплоотдачи чугунных радиаторов отопления определяет их потребительский спрос. Они отлично держат температуру при отключении или снижении потока терморегулятором. Считаются самыми долговечными отопительными приборами, состоящими из нескольких одинаковых сегментов. Важное достоинство – возможность наращивания в длину. Чугун не подвержен коррозии и внутреннему абразивному износу, допускается неочищенный теплоноситель, но с ним периодически нужна промывка или продувка системы.

Эти и другие показатели вносятся в специальные калькуляторы – программы по вычислению норм тепловой мощности оборудования на 1 «квадрат». Указанные характеристики – основа расчетов по количеству секций радиаторов относительно площади прогреваемого помещения.

Дополнительные коэффициенты для расчетов объема батарей

При вычислении количества радиаторов можно воспользоваться компьютерными программами, таблицами мощности чугунных радиаторов отопления и общепринятыми методами, с учетом метража.

Для обогрева комнат затрачивается порядка 100 Вт тепловой мощности на 1 квадратный метр. Для стандартных вычислений за основу можно взять параметры типовой застройки, включая низкие потолки – около 2,6 м. Обычно делается поправка на тепловую емкость металла, когда площадь умножается на общий метраж (с округлением).

У каждой комнаты свои особенности, именно они определяют расходы на отопление и поддержание тепла:

• Материал наружных стен и внутренних перегородок в доме.
• Количество окон и дверей, вентиляции, других конструктивных элементов, через которые идет потеря тепла.
• Количество внутренних стен и угловых стен, они более холодные, особенно северные и восточные стороны дома.
• Этажность – первый и последний с холодным чердаком дают дополнительный коэффициент при расчетах.
• Наличие смежного холодного балкона. Утепленная лоджия снижает потребность в дополнительных расходах, расчет батарей отопления на площадь комнаты при округлении уменьшают.
• Другие источники тепла (печь, СПЛИТ-система, теплый пол, работающая аппаратура или камин).
• Утепление поверхностей (пола стен и потолка).
• Погодно-климатические факторы. Северные широты, горные районы и побережье океана с пронзительными ветрами – это дополнительное утепление.
• Наличие эркера, панорамных и французских окон с низкими подоконниками.

Общая формула вычислений выглядит примерно так:

Количество секций = 100 Вт/кв. м* П*К1*К2*К3*К4*К5*К6*К7…

Количество секций лучше оставить с запасом, но установить на каждый радиатор терморегулирующий клапан, чтобы перекрывать поток теплоносителя при потеплении.

Если помещение достаточно теплое, общее количество сегментов можно снизить на 2-3, особенно когда предстоит покупка новых теплоемких моделей.

Если суммарные показатели дают дополнительный «холод», то к расчету количества батарей отопления добавляют 15-20% или умножают полученный показатель на коэффициент 1,3.

Подсчеты по обогреваемой площади

Для общего комфорта в доме важно установить радиаторы с достаточной тепловой отдачей. Чаще всего при замене используют биметаллические радиаторы – расчет секций на комнату можно сориентировать по средним показателям современных моделей.

Если учитывать теплоотдачу секции, можно получить наиболее точные расчеты. Соответственно применяемым последние десятилетия сантехническим стандартам, в качестве условной единицы берут 1 секцию чугунного радиатора на 1 – 1,5 кв.м, с поправкой на климатические и другие факторы.

Рассмотрим простой пример, сколько секций биметаллического радиатора нужно для отопления 20 м2 жилья. Используется простая формула расчета:

К=20*100Вт/190Вт (мощность секции по техническому описанию) = 10,5 (10-11 секций). Эти расчеты очень приблизительные, без учета перечисленных ранее коэффициентов и поправок.

Это общий стандарт расчетов для комнат с высотой потолков (до 3 м), без учета дополнительных коэффициентов, только расчет секций батарей от площади.

Средняя мощность оборудования (если брать стандарты жилья в умеренном климате) составляет порядка 100 Вт/1 м2 жилплощади.

Расчеты по объему обогреваемого воздуха

Алгоритм подобен предыдущему способу. Основное отличие – взять во внимание высоту потолков. Объем воздуха вычисляется в метрах кубических (1 м3). Формула предполагает включение стандартных параметров теплоемкости оборудования.

Если брать во внимание рекомендации СНИП, где нормы тепловой отдачи составляют порядка 41 Вт/1 м3, расчеты будут стандартными.

Вычисления для многосекционного блока производится в 3 этапа:

• Определяем объем воздуха комнаты – 20м2*2,7м (высота потолка) = 54 м3.
• Вычисляем мощность радиатора – 54м3*41м3 (стандартное значение на 1 м3) = 2214 Вт.
• Находим количество секций: 2214/190 = 11,65 (округляем до 11).

Соответственно, если правильно взять показатель теплоотдачи 1 секции алюминиевого радиатора, то расчеты будут довольно точные. В частном секторе округление делаем в большую сторону, если это постройка с подвалом и чердаком. Там обычно холоднее, чем в квартире на средних этажах.

Расчет для городской квартиры

Если проводить расчеты для современной застройки, тогда учитывают ноу-хау и энергосберегающие технологии (утепление фасадов и лоджий). За основу предлагается взять стандартный показатель 80 Вт/1кв.м.

Обратите внимание! В городских квартирах батареи устанавливаются только в жилых комнатах, а теплый воздух равномерно распределяется по всей площади. При планировке, где много вспомогательных помещений, отопление должно быть мощнее. Обогреваемые массы будут циркулировать:

• в больших коридорах;
• в просторной прихожей;
• в кладовых;
• на площади присоединенных балконов;
• в тамбуре, выходящем на лестничную клетку.

Перед тем как дополнительно увеличить количество секций биметаллического радиатора, чтобы сделать комнату теплее, важно сопоставить параметры старой «чугунины» и нового теплового оборудования.

Если сделать в квартире ремонт и заменить старые холодные батареи, то новые будут отличаться более высокими КПД, поскольку в них нет засоров. Для комнаты 17 кв.м производим расчеты:

17*80=1360 Вт для обогрева.

Средняя тепловая мощность 1 секции биметаллического радиатора около 180 Вт.

Соответственно, 1360/180 = 7,55 (округляем до 8 секций).

Если взять более точные показатели мощности 1 секции алюминиевого или биметаллического радиатора, указанные в техническом описании, то расчет КПД отопительного оборудования будут наиболее точным. Если учесть все коэффициенты и общие затраты на обогрев квартиры, то количество секций радиатора будет наиболее точным.

Важно! Экранированные, дизайнерские и щитовые модели, декорируемые ради украшения интерьера, потребляют тепла больше примерно на 15%.

Для квартиры с двойными стеклопакетами и утепленным фасадом требуется меньше тепла – около 34 Вт/м3. Однако делаем поправку на разницу моделей, которые могут отличаться по форме распределительной трубки или внутренний объем секции биметаллического радиатора. 

Полезные рекомендации по расчетам

В том, как посчитать общее количество секций радиатора для жилой комнаты и нежилого помещения, есть свои нюансы. К примеру, небольшая кухня, в которой часто готовят, дополнительно обогревается за счет очага. Соответственно, делаем поправку – можно уменьшить общее количество на 2-3 секции.

Тепловую отдачу стандартной батареи можно увеличить или снизить за счет монтажа. Если отопительный блок вмонтирован чуть ли не впритык к стене и подоконнику, то холодные воздушные массы будут получать меньше тепла, за счет уменьшения контакта с поверхностью металла.

Форма отопительного прибора тоже имеет значение. Если это конвектор, то сама модель будет способствовать усиленной циркуляции воздуха, независимо от объема воды в чугунной или алюминиевой секции.

Комната с присоединенной площадью балкона или лоджии будет остывать быстрее обычной гостиной или спальни. Если это распашные балконные двери, а окно и подоконное пространство отсутствует, то лучше установить панельные радиаторы симметрично – по обе стороны от дверного проема. Их суммарная мощность должна быть немного больше общего расчета количества секций биметаллических радиаторов.

Интернет-кулькуляторы и онлайн программы предполагают внесение всех показателей в таблицу, но некоторых параметров может не хватать. Тогда точность расчетов немного снизится, но обще показатели будут примерно одинаковыми. В реальных условиях общие рекомендации не всегда работают, но для городских квартир потребность в оснащении отопительным оборудованием остается примерно одинаковым. У двухтрубных схем нужна поправка на прогревание большего количества труб.

Для составления наиболее точных расчетов суммарного количества секций отопления, соответственно площади нестандартной постройки, рекомендуется обратиться к специалистам проектной организации.

Оригинал статьи

Источник: zen.yandex.ru

 Как правильно рассчитывается реальная теплоотдача батарей

Первым делом изучите технический паспорт батареи. В нем вы точно найдете интересующие параметры — тепловую мощность одной секции либо целого панельного радиатора определенного типоразмера. Не спешите восхищаться отличными показателями алюминиевых или биметаллических обогревателей, указанная в паспорте цифра — не окончательная и требует корректировки, для чего и нужно сделать расчет теплоотдачи.

Ошибочное суждение: мощность алюминиевых радиаторов самая высокая, ведь теплоотдача меди и алюминия – самая лучшая среди металлов. Теплопроводность алюминия действительно высока, но процесс теплообмена зависит от многих факторов. Нюанс второй: отопительные приборы делают из силумина – алюминиевого сплава с кремнием, чьи показатели заметно ниже.

Прописанная в паспорте отопительного прибора теплоотдача соответствует истине, когда разница между средней температурой теплоносителя (tподачи + tобратки)/2 и воздуха помещения равна 70 °С. Величина зовется температурным напором, обозначается Δt. Расчетная формула:

Подставим известное значение температурного напора и получим такое уравнение:

(tподачи + tобратки)/2 — tвоздуха = 70 °С

Справка. В документации изделий от различных фирм параметр Δt может обозначаться по-разному: dt, DT, а иногда просто пишется «при разнице температур 70 °С».

Какую теплоотдачу мы получим, если в документации на биметаллический радиатор написано: тепловая мощность одной секции равна 200 Вт при DT = 70 °С? Разобраться поможет та же формула, в нее подставляем значение комнатной температуры +22 °С и ведем расчет в обратном порядке:

(tподачи + tобратки) = (70 + 22) х 2 = 184 °С

Зная, что разность температур в подающем и обратном трубопроводах не должна превышать 20 °С, определяем их значения следующим образом:

• tподачи = 184/2 + 10 = 102 °С;
• tобратки = 184/2 – 10 = 82 °С.

Теперь видно, что 1 секция биметаллического радиатора из примера отдаст 200 Вт теплоты при условии, что вода в подающем трубопроводе нагреется до 102 °С, а температура воздуха в комнате – до +22 °С.

Первое условие невыполнимо, поскольку современные бытовые котлы нагреваются до 80 °С (максимум). Значит, радиаторная секция никогда не отдаст заявленные 200 Вт тепла. Да и температура теплоносителя в системе частного дома редко поднимается выше 70 °С, тогда DT = 38 °С, а не 70 градусов. То есть, реальная теплоотдача прибора вдвое ниже паспортной.

Порядок расчета теплоотдачи

Итак, реальная мощность батареи отопления гораздо меньше заявленной, но для ее подбора надо понимать, насколько. Для этого есть простой способ: применение понижающего коэффициента к паспортному значению тепловой мощности обогревателя. Ниже представлена таблица коэффициентов, на которые умножается заявленная теплоотдача радиатора в зависимости от настоящей величины DT:

Алгоритм расчета настоящей теплоотдачи отопительных приборов для ваших индивидуальных условий такой:

1. Определить, какая должна быть температура в доме и воды в системе.
2. Подставить эти значения в формулу и рассчитать свой температурный напор Δt.
3. Найти в таблице коэффициент, соответствующий найденному DT.
4. Умножить на него паспортную величину теплоотдачи батареи.
5. Подсчитать число секций либо целых отопительных приборов для обогрева комнаты.

В приведенном примере тепловая мощность 1 секции биметаллического радиатора составит 200 Вт х 0.48 = 96 Вт. На обогрев помещения площадью 10 м² пойдет приблизительно 1000 Вт теплоты или 1000/96 = 10.4 ≈ 11 секций (округление делаем в большую сторону).

Представленная таблица и расчет теплоотдачи батарей надо использовать, когда в документации указана Δt, равная 70 °С. Но бывает, что фирмы–производители дают мощность радиатора для других условий, например, при Δt = 50 °С. Тогда пользоваться коэффициентами нельзя, проще набрать требуемое количество секций по паспортной характеристике, только взять их число с полуторным запасом.

Справка. Многие производители указывают значения теплоотдачи при таких условиях эксплуатации: tподачи = 90 °С, tобратки = 70 °С, tвоздуха = 20 °С, что как раз соответствует Δt = 50 °С.

Сравнение по тепловой мощности

Если вы внимательно изучили предыдущий раздел, то должны понимать, что на теплоотдачу очень влияют температуры воздуха и теплоносителя, а эти параметры мало зависят от самого радиатора. Но есть и третий фактор — площадь поверхности теплообмена, здесь конструкция и форма изделия играет большую роль. Четко сравнить стальной панельный обогреватель с чугунной батареей не выйдет, их поверхности слишком разные.

Четвертый фактор, влияющий на теплоотдачу, — это материал, из коего изготовлен отопительный прибор. Сравните сами: 5 секций алюминиевого радиатора GLOBAL VOX высотой 600 мм отдадут 635 Вт при DT = 50 °С. Чугунная ретро батарея DIANA (GURATEC) на 5 секций такой же высоты передаст в комнату только 530 Вт при аналогичных условиях (Δt = 50 °С). Эти данные опубликованы на официальных сайтах производителей.

Примечание. Мощностные характеристики алюминиевых и биметаллических обогревателей мало отличаются, сравнивать их нет смысла.

Можно попытаться провести сравнение алюминия со стальным панельным радиатором, взяв ближайший типоразмер, подходящий по габаритам. Длина батареи из 5 алюминиевых секций GLOBAL высотой 600 мм составит примерно 400 мм, что соответствует стальной панели KERMI 600 х 400.

Если даже взять трехрядную стальную панель (тип 30), получим 572 Вт при Δt = 50 °С против 635 Вт у 5-секционного алюминия. Еще учтите, что радиатор GLOBAL VOX гораздо тоньше, глубина прибора составляет 95 мм, а панели KERMI – почти 160 мм. То есть, высокая теплоотдача алюминиевых секций позволяет уменьшить габариты обогревателя.

В индивидуальной системе отопления частного дома батареи одинаковой мощности, сделанные из различных металлов, работать будут по-разному. Поэтому и сравнение довольно предсказуемо:

1. Биметаллические и алюминиевые изделия быстро прогреваются и остывают. Отдавая больше теплоты за промежуток времени, они сильнее охлаждают воду, возвращаемую в систему.
2. Стальные панельные радиаторы занимают среднюю позицию, так как передают тепло не настолько интенсивно. Зато они дешевле и проще в монтаже.
3. Самые инертные и дорогие – это обогреватели из чугуна, им присущ долгий разогрев и остывание, из-за чего возникает небольшое запаздывание при автоматическом регулировании расхода теплоносителя термостатическими головками.

Вывод простой: неважно, из какого материала изготовлен радиатор. Главное, правильно подобрать батарею по мощности и дизайну, который устроит пользователя. А вообще, для сравнения не помешает ознакомиться со всеми нюансами работы того или иного прибора, а также где какой лучше устанавливать.

Сравнение по другим характеристикам

Об одной особенности работы батарей – инертности – уже упоминалось выше. Но чтобы сравнение радиаторов отопления выглядело объективным, кроме теплоотдачи следует учесть и другие важные параметры:

• рабочее и максимальное давление теплоносителя;
• количество вмещаемой воды;
• масса.

Ограничение по рабочему давлению определяет, можно ли устанавливать отопительный прибор в многоэтажных зданиях, где высота подъема воды сетевыми насосами может достигать сотни метров. Параметр не играет роли для частных домов, где давление в системе невысокое, максимум 3 Бар.

Сравнение по вместительности радиаторов может дать представление об общем количестве воды в сети, которое придется нагревать. Ну а масса изделия важна при выборе места установки и способа крепления батареи.

В качестве примера ниже показана сравнительная таблица характеристик различных радиаторов отопления одинакового размера:

Примечание. В таблице за 1 единицу принят отопительный прибор из 5 секций, кроме стального, представляющего собой единую панель.

Заключение

Если провести сравнение изделий широкого круга производителей, то все равно выяснится, что по теплоотдаче и другим характеристикам первое место прочно удерживают алюминиевые радиаторы. Биметаллические выигрывают по рабочему давлению, но стоят дороже, покупать их не всегда целесообразно. Стальные батареи – это скорее бюджетный вариант, а вот чугунные, наоборот, — для ценителей. Если не учитывать цену советских чугунных «гармошек» МС140, то ретро радиаторы – самые дорогие из всех существующих.

Источник: otivent.com

Расчет теплоотдачи радиатора отопления – один из основных этапов разработки схемы комплекса автономного отопления. Также данные расчеты проводят перед заменой батарей в квартирах многоэтажных домов с центральным отоплением. Материал статьи дает обзор основных методов определения требуемой тепловой мощности батарей.

Для определения требуемой теплоотдачи радиаторов водяного отопления применяют 3 методики:

1. Расчет по площади отапливаемого помещения;
2. Расчет по объему помещения;
3. Тепловой расчет.

Сначала следует сказать о тепловом расчете – этот метод является наиболее корректным способом определения теплоотдачи радиаторов. Методика учитывает все показатели отапливаемых помещений – характеристики материалов, климатическую зону расположения объекта, ветровую ориентацию и нагрузку, другие параметры.

Погрешность теплового расчета минимальна – величина тепловых потерь определяется с высокой точностью. Но методика довольно сложна – не каждый сможет правильно провести расчеты. Существуют программы для проведения расчетов – но и они не отличаются простотой.

 Поэтому чаще всего тепловые расчеты производят специалисты с опытом. Определять потребности в тепле на базе этих расчетов рекомендуется владельцам помещений, вложивших средства в качественную теплоизоляцию здания. Это поможет сэкономить средства и не купить лишние секции радиаторов.

Другие методы расчета теплоотдачи радиаторов более просты и доступны для каждого обывателя. Первый способ – по площади – производится для помещений со средними характеристиками тепловой изоляции и высотой комнат не более 2,7 метра. В расчете используется удельный показатель количества тепла, равный 80 – 100 Вт/м².

Пример 1. Требуется рассчитать теплоотдачу радиаторов для комнаты площадью 18 квадратных метров. Теплоотдача будет равна 18 х 90 = 1620 Вт. Далее можно определить число секций в батарее – для этого полученную величину делят на единичную мощность секции. Если взять секцию из алюминия (высота радиатора – 500 мм), то ее средняя мощность составляет величину около 200 Вт. Тогда число секций в радиаторе будет равно 1620/200 = 8,1. Число секций всегда округляют в большую сторону – итог: требуется алюминиевый радиатор из 9 секций общей мощностью 1800 Вт.

Расчет по объему во многом аналогичен расчету по площади, производится он для помещений с высотой потолка более 2,7 метра. Удельный показатель требуемого тепла в этом случае принимается из диапазона 35 – 40 Вт/м³.

Пример 2. Для помещения той же площади (18 кв.метров), но с высотой потолка 3,1 метра требуемая величина тепла составит 18х3,1х37,5 = 2092,5 Вт. Число секций в этом случае будет равно 2092,5/200 = 10,46 = 11 штук.

Как увеличить теплоотдачу батарей отопления? Чтобы увеличить эффективность работы радиаторов, на стену за задней поверхностью устанавливают теплоизолирующий экран с отражающим слоем. Он направляет тепло, затрачиваемое на прогрев стены, внутрь помещения. Кроме того, для нормальной работы радиаторов при их монтаже должны соблюдаться нормативные расстояния от батареи до пола, стен, подоконников.

Зачастую после общего расчета (по площади или по объему) производятся корректирующие расчеты, учитывающие температурный режим работы системы отопления.

Источник: greypey.ru