Расчет радиаторов отопления и необходимой тепловой мощности

Содержание

Расчет радиаторов отопления, количество секций и мощность батареи

Расчет радиаторов отопления и необходимой тепловой мощности

Допустим, вы подобрали отопительные приборы по типу и дизайну. Следующий шаг – расчет  радиаторов отопления для каждой комнаты частного дома, включающий определение тепловой мощности и количества секций (или размера панелей).

Простейший вариант – воспользоваться онлайн-калькулятором любого строительного портала. Но результаты вычислений желательно перепроверить, иначе за ошибки придется расплачиваться позже.

Предлагаем рассчитать теплоотдачу батарей отопления вручную, проверенным и удобным способом.

Исходные данные для вычислений

Расчет тепловой мощности батарей выполняется для каждого помещения отдельно, в зависимости от числа внешних стен, окон и наличия входной двери с улицы. Чтобы правильно рассчитать показатели теплоотдачи радиаторов отопления, ответьте на 3 вопроса:

  1. Сколько тепла необходимо на обогрев жилой комнаты.
  2. Какую температуру воздуха планируется поддерживать в конкретном помещении.
  3. Средняя температура воды в отопительной системе квартиры либо частного дома.

Примечание. Если в коттедже смонтирована однотрубная разводка, придется делать поправку на остывание теплоносителя — добавлять секции к последним радиаторам.

Ответ на первый вопрос — как рассчитать потребное количество тепловой энергии различными способами, дается в отдельном руководстве – расчет нагрузки на отопительную систему. Приведем 2 упрощенных методики вычислений: по площади и объему комнаты.

Распространенный способ — измерить обогреваемую площадь и выделить на квадратный метр 100 Вт теплоты, иначе — 1 кВт на 10 м². Мы предлагаем уточнить методику – учесть количество световых проемов и наружных стен:

  • для комнат с 1 окном или входной дверью и одной внешней стенкой оставить 100 Вт тепла на метр квадратный;
  • угловое помещение (2 наружных ограждения) с 1 оконным проемом – считать 120 Вт/м²;
  • то же, 2 световых проема – 130 Вт/м².

Важное условие. Расчет дает более-менее правильные результаты при высоте потолков до 3 м, здание построено в средней полосе умеренного климата. Для северных регионов применяется повышающий коэффициент 1.5…2.0, южных – понижающий 0.7—0.8.

Распределение тепловых потерь по площади одноэтажного дома

При высоте  перекрытия более 3 метров (например, коридор с лестницей в двухэтажном доме) расход тепла правильнее считать по кубатуре:

  • комната с 1 окном (внешней дверью) и единственной наружной стеной – 35 Вт/м³;
  • помещение окружено другими комнатами, не имеет окон, либо находится на солнечной стороне – 35 Вт/м³;
  • угловая комната с 1 оконным проемом – 40 Вт/м³;
  • то же, с двумя окнами – 45 Вт/м³.

На второй вопрос ответить проще: комфортная для проживания температура лежит в диапазоне 20…23 °C. Нагревать воздух сильнее неэкономично, слабее – холодно. Среднее значение для расчетов – плюс 22 градуса.

Оптимальный режим работы котла подразумевает нагрев теплоносителя до 60—70 °C. Исключение – теплые либо слишком холодные сутки, когда температуру воды приходится снижать или, наоборот, увеличивать. Количество таких дней невелико, поэтому средняя расчетная температура системы принимается равной +65 °C.

В комнатах с высокими потолками считаем расход теплоты по объему

Паспортная и реальная теплоотдача радиатора

Параметры любого отопительного прибора указываются в техническом паспорте. Обычно производители заявляют мощность 1 стандартной секции межосевым размером 500 мм в пределах 170…200 ватт. Характеристики алюминиевых и биметаллических радиаторов примерно одинаковы.

Фокус в том, что паспортный показатель теплоотдачи нельзя тупо использовать для подбора числа секций. Согласно п. 3.5 ГОСТ 31311-2005, фирма-изготовитель обязана указывать мощность батареи при следующих условиях эксплуатации:

  • теплоноситель движется через радиатор сверху вниз (диагональное либо боковое подключение);
  • температурный напор составляет 70 градусов;
  • расход воды, протекающей через прибор, равен 360 кг/час.

Справка. Тепловой напор – разница между средней температурой сетевой воды и воздуха помещения. Обозначается ΔT, DT или dt, вычисляется по формуле:

Поясним суть проблемы, для этого подставим в формулу известные значения ΔT = 70 °C и температуры помещения – плюс 20 °C, произведем обратный расчет:

  1. tподачи + tобратки = (ΔT + tвоздуха) х 2 = (70 + 20) х 2 = 180 °C.
  2. Согласно нормативам, расчетная разница температур теплоносителя между подающей и обратной линией должна составлять 20 градусов. Значит, идущую от котла воду нужно нагреть до 100 °C, обратная остынет до 80 °C.
  3. Режим работы 100/80 °C недоступен бытовым отопительным установкам, максимальный нагрев составляет 80 градусов. Вдобавок поддерживать указанную температуру теплоносителя невыгодно экономически (вспомните, мы взяли средний показатель 65 °C).

Вывод. В реальных условиях батарея отдаст гораздо меньше теплоты, нежели прописано в инструкции по эксплуатации. Причина – меньшее значение ΔT – разницы температур воды и окружающего воздуха. По нашим исходным данным, показатель ΔT равен 130 / 2 — 22 = 43 градуса, почти вдвое ниже заявленной нормы.

Определяем число секций алюминиевой батареи

Пересчитать параметры отопительного прибора под конкретные условия непросто. Формула тепловой мощности и алгоритм вычислений, используемый инженерами–проектировщиками, слишком сложен для обычных домовладельцев, несведущих в теплотехнике.

Предлагаем выполнить расчет количества секций радиаторов отопления более доступным методом, дающим минимальную погрешность:

  1. Соберите исходные данные, перечисленные в первом разделе настоящей публикации, — узнайте необходимое для обогрева количество теплоты, температуру воздуха и теплоносителя.
  2. Рассчитайте реальный температурный напор DT, пользуясь приведенной выше формулой.
  3. При выборе определенного типа батарей откройте технический паспорт и отыщите показатель теплоотдачи 1 секции при DT = 70 градусов.
  4. Ниже представлена таблица готовых коэффициентов пересчета отопительной мощности радиаторных секций. Найдите показатель, соответствующий реальному DT, и умножьте его на величину паспортной теплоотдачи – получите мощность 1 ребра при ваших эксплуатационных условиях.

Зная настоящий тепловой поток, нетрудно выяснить число ребер батареи, требуемое для обогрева комнаты. Разделите нужное количество теплоты на отдачу 1 секции. Для ясности приведем пример расчета:

  1. Возьмем угловую комнату с двумя светопрозрачными конструкциями (окнами) площадью 15.75 м², высота потолков – 280 см (показана на фрагменте чертежа). Удельные затраты теплоты на обогрев – 130 Вт/м², общая потребность составит 130 х 15.75 = 2048 Вт.
  2. Величину теплового напора мы выяснили в предыдущем разделе, DT = 43 °C.
  3. Подбираем низенькие алюминиевые радиаторы GLOBAL VOX 350 (межосевое расстояние – 350 мм). Согласно документации изделия, теплоотдача 1 ребра составляет 145 Вт (DT = 70 °C).
  4. Находим в таблице коэффициент, соответствующий DT = 43 °C, K = 0.53.
  5. Умножаем паспортную мощность на коэффициент и находим реальную отдачу 1 секции: 0.53 х 145 = 76.85 Вт.
  6. Рассчитываем количество алюминиевых ребер на помещение: 2048 / 76.85 ≈ 26.65, округляем в бо́льшую сторону и получаем 27 штук.

Остается распределить секции по комнате. Если размеры окон одинаковы, делим 28 пополам и размещаем под каждым проемом радиатор на 14 ребер. В противном случае число секций батареи подбирается пропорционально ширине окон (можно приблизительно). Аналогичным образом пересчитывается теплоотдача биметаллических и чугунных радиаторов.

Схема расстановки батарей — приборы лучше размещать под окнами либо возле холодной наружной стены

Совет. Если вы владеете персональным компьютером, проще использовать расчетную программу итальянского бренда GLOBAL, размещенную на официальном ресурсе производителя.

Многие известные фирмы, в том числе GLOBAL, прописывают в документации теплоотдачу своих приборов для разных температурных условий (DT = 60 °C, DT = 50 °C), пример показан в таблице. Если ваш реальный ΔT = 50 градусов, смело пользуйтесь указанными характеристиками безо всякого перерасчета.

Расчет размера стального радиатора

Конструкция панельных приборов отличается от секционных. Батареи делаются из штампованных стальных листов толщиной 1…1.2 мм, заранее обрезанных в нужный размер. Чтобы подобрать радиатор требуемой мощности, нужно выяснить теплоотдачу 1 метра длины сваренной из листов панели.

Предлагаем воспользоваться простейшей методикой, основанной на технических данных серьезного немецкого производителя панельных водяных радиаторов Kermi. В чем суть: штампованные батареи унифицированы, типы изделий отличаются между собой количеством греющих панелей и теплообменных оребрений. Классификация радиаторов выглядит так:

  • тип 10 – однопанельный прибор без дополнительных ребер;
  • тип 11 – 1 панель + 1 лист гофрированного металла;
  • тип 12 – две панели плюс 1 лист оребрения;
  • тип 20 – батарея на 2 греющих пластины, конвекционное оребрение не предусмотрено;
  • тип 22 – двухпанельный радиатор с 2 листами, увеличивающими площадь теплообмена.

Эскизы стальных обогревателей различных типов — вид сверху

Примечание. Также существуют обогреватели типа 33 (3 панели + 3 ребра), но подобные изделия менее востребованы ввиду повышенной толщины и цены. Самая «ходовая» модель – тип 22.

Итак, панельные штампованные приборы любого бренда отличаются только монтажными габаритами. Расчет радиаторов отопления сводится к выбору подходящего типа, затем по высоте и теплоотдаче вычисляется длина батареи для конкретного помещения. Алгоритм следующий:

  1. Определите исходные данные, перечисленные в начале статьи.
  2. Выберите тип и высоту отопительного прибора. Самый распространенные варианты – изделия высотой 30, 40 и 50 см, тип 22.
  3. Воспользуйтесь представленной таблицей, где указана теплоотдача q (Вт/1 м. п.) радиаторов Kermi разных типов и размеров в зависимости от условий эксплуатации. Начните с левого столбца – отыщите соответствующую температуру комнаты, потом – теплоносителя, дальше высоту и тип батареи. В ячейке на пересечении строки и столбца найдете мощность 1 метра радиатора.
  4. Количество энергии, нужной для обогрева, разделите на величину q – узнаете метраж радиатора заданной высоты.
  5. По каталогу подберите прибор водяного отопления соответствующей длины. При необходимости (например, батарея вышла чересчур длинной) разбейте этот размер на 2—3 прибора.

Пример расчета. Определим габариты стального радиатора для той же комнаты 15.75 м²: теплопотери — 2048 Вт, температура воздуха – 22 градуса, теплоносителя – 65 °C.

Возьмем стандартные батареи высотой 500 мм, тип 22. По таблице находим q = 1461 Вт, выясняем общую длину панели 2048 / 1461 = 1.4 м.

Из каталога любого производителя выбираем ближайший больший вариант – обогреватель длиной 1.5 м либо 2 прибора по 0.7 м.

Окончание первой таблицы — теплопередача 1 м длины радиаторов «Керми»

Совет. Наша инструкция на 100% верна для изделий компании Kermi. При покупке радиаторов другого бренда (особенно, китайского) длину панели стоит принимать с запасом 10—15%.

Отопительные приборы однотрубных систем

Важная особенность горизонтальной «ленинградки» — постепенное снижение температуры в основной магистрали из-за подмеса охлажденного батареями теплоносителя. Если 1 кольцевая линия обслуживает более 5 приборов, разница в начале и конце раздающей трубы может достигать 15 °C. Результат – последние радиаторы выделяют меньше теплоты.

Однотрубная схема закрытого типа — все обогреватели подключены к 1 трубе

Чтобы дальние батареи передавали помещению нужное количество энергии, при расчете отопительной мощности сделайте следующие поправки:

  1. Первые 4 радиатора подбирайте согласно вышеприведенным инструкциям.
  2. Мощность 5-го прибора увеличьте на 10%.
  3. К расчетной теплоотдаче каждой последующей батареи прибавляйте еще 10 процентов.

Пояснение. Мощность 6-го радиатора повышается на 20%, седьмого – на 30 и так далее. Зачем наращивать последние батареи однотрубной «ленинградки», подробно расскажет эксперт на видео:

Напоследок несколько уточнений

Приборы отопления могут работать в различных условиях, подключаться по разным схемам. Эти факторы оказывают влияние на теплоотдачу обогревателей в режиме эксплуатации. Определяя мощность комнатных радиаторов, учтите несколько рекомендаций:

  1. Если батарея подключается к трубопроводам по разносторонней нижней схеме, эффективность обогрева ухудшается. Добавьте к расчетному показателю мощности приборов 10%.
  2. В комбинированных системах (радиаторная сеть + теплые водяные полы) конвекционные приборы играют вспомогательную роль. Основную отопительную нагрузку несут напольные контуры. Но расчетную теплоотдачу радиаторов занижать не следует, при нужде батареи должны полностью заменить теплые полы.
  3. Домовладельцы нередко закрывают обогреватели декоративными экранами, даже зашивают гипсокартоном, оставляя конвекционные щели. В данном случае полностью теряется инфракрасное тепло, выделяемое нагретой поверхностью прибора. Соответственно, мощность батареи придется увеличить минимум на 40%.
  4. Не устанавливайте 1—3 радиаторных секции, даже если по расчету вышло такое количество. Чтобы получить нормальный обогревательный прибор, нужно смонтировать минимум 4 ребра.
  5. Незамерзающие жидкости уступают обычной воде по теплоемкости, разница составляет примерно 15%. При использовании антифризов наращивайте теплообменную площадь батарей на 10% (увеличивайте количество секций радиаторов либо размеры панелей).

При расчете радиаторов отопления учитывайте простое правило: чем ниже температура воды в подающей линии, тем большая площадь теплообменной поверхности нужна для обогрева комнат. Правильно подбирайте котельное оборудование и монтируйте системы, чтобы не приходилось решать проблемы путем наращивания батарейных секций.

Источник: https://otivent.com/raschet-radiatorov-otoplenija

Теплоотдача радиаторов отопления: сравнение и способы расчета

Расчет радиаторов отопления и необходимой тепловой мощности

Главным критерием выбора радиаторов отопления является их теплоотдача. Однако показатель мощности отопительного прибора зависит не только от материала изготовления, но и от формы, конструкции и развитости поверхности. Поэтому каждая модель имеет индивидуальный показатель.

В статье мы рассмотрим способы грамотного расчета необходимой мощности батарей, сравним показатели теплоотдачи различных видов и моделей радиаторов отопления, выделим лучшие и наиболее эффективные из них.

Что означает и как рассчитывается показатель теплоотдачи радиаторов отопления

Теплоотдача — это показатель, который обозначает, какое количество тепла радиатор передает воздуху за единицу времени, при определенной температуре теплоносителя в нем (как правило, согласно ГОСТ – при 70°С).

Также ее называют тепловой мощностью, измеряется она в Ваттах (Вт). Иногда в паспорте отопительного прибора можно встретить и обозначение «мощность теплового потока», единицами измерения которого являются кал/час: 1 Вт = 859,845 кал/час.

Учитывайте, что в характеристиках может быть указана теплоотдача как 1 секции прибора, так и радиатора в целом, если его продают комплектом из 4,6,8 или 10 секций. При мощности одной секции в 624 Вт, прибор из 4 секций будет иметь мощность 4*624= 2,496 кВт.

Нормы теплоотдачи для отопления помещения

Теплообмен настенного радиатора отопления.

Согласно практике для отопления помещения с высотой потолка не превышающей 3 метра, одной наружной стеной и одним окном, достаточно 1 кВт тепла на каждые 10 квадратных метров площади.

Для более точного расчета теплоотдачи радиаторов отопления необходимо сделать поправку на климатическую зону, в которой находится дом: для северных районов для комфортного отопления 10 м2 помещения необходимо 1,4-1,6 кВт мощности; для южных районов – 0,8-0,9 кВт. Для Московской области поправки не нужны. Однако как для Подмосковья, так и для других регионов рекомендуется оставлять запас мощности в 15% (умножив расчетные значения на 1,15).

Пример: помещение дома в Подмосковье имеет площадь 34 м2, соответственно, требует 34/10 * 1,15 = 3,91 кВт мощности. Если помещение с такой же площадью относится к дому в северном регионе страны, где теплопотери в виду климата значительно выше, для его комфортного обогрева понадобятся радиаторы с теплоотдачей  34/10 * 1,4 * 1,15 = 5,474 кВт.

Существуют и более профессиональные методы оценки, описанные далее, но для грубой оценки и удобства вполне достаточно и этого способа. Радиаторы могут оказаться чуть более мощными, чем минимальная норма, однако при этом качество отопительной системы лишь возрастет: будет возможна более точная настройка температуры и низкотемпературный режим отопления.

Полная формула точного расчета

Подробная формула позволяет учесть все возможные варианты потери тепла и особенности помещения.

Q = 1000 Вт/м2*S*k1*k2*k3…*k10,

  • где Q – показатель теплоотдачи;
  • S – общая площадь помещения;
  • k1-k10 – коэффициенты, учитывающие теплопотери и особенности установки радиаторов.

Показать значения коэффициентов k1-k10

k1 – к-во внешних стен в помещения (стен, граничащих с улицей):

  • одна – k1=1,0;
  • две – k1=1,2;
  • три – k1-1,3.

k2 – ориентация помещения (солнечная или теневая сторона):

  • север, северо-восток или восток – k2=1,1;
  • юг, юго-запад или запад – k2=1,0.

k3 – коэффициент теплоизоляции стен помещения:

  • простые, не утепленные стены – 1,17;
  • кладка в 2 кирпича или легкое утепление – 1,0;
  • высококачественная расчетная теплоизоляция – 0,85.

k4 – подробный учет климатических условий локации (уличная температура воздуха в самую холодную неделю зимы):

  • -35°С и менее – 1,4;
  • от -25°С до -34°С – 1,25;
  • от -20°С до -24°С – 1,2;
  • от -15°С до -19°С – 1,1;
  • от -10°С до -14°С – 0,9;
  • не холоднее, чем -10°С – 0,7.

k5 – коэффициент, учитывающий высоту потолка:

  • до 2,7 м – 1,0;
  • 2,8 — 3,0 м – 1,02;
  • 3,1 — 3,9 м – 1,08;
  • 4 м и более – 1,15.

k6 – коэффициент, учитывающий теплопотери потолка (что находится над потолком):

  • холодное, неотапливаемое помещение/чердак – 1,0;
  • утепленный чердак/мансарда – 0,9;
  • отапливаемое жилое помещение – 0,8.

k7 – учет теплопотерь окон (тип и к-во стеклопакетов):

  • обычные (в том числе и деревянные) двойные окна – 1,17;
  • окна с двойным стеклопакетом (2 воздушные камеры) – 1,0;
  • двойной стеклопакет с аргоновым заполнением или тройной стеклопакет (3 воздушные камеры) – 0,85.

k8 – учет суммарной площади остекления (суммарная площадь окон : площадь помещения):

  • менее 0,1 – k8 = 0,8;
  • 0,11-0,2 – k8 = 0,9;
  • 0,21-0,3 – k8 = 1,0;
  • 0,31-0,4 – k8 = 1,05;
  • 0,41-0,5 – k8 = 1,15.

k9 – учет способа подключения радиаторов:

  • диагональный, где подача сверху, обратка снизу – 1,0;
  • односторонний, где подача сверху, обратка снизу – 1,03;
  • двухсторонний нижний, где и подача, и обратка снизу – 1,1;
  • диагональный, где подача снизу, обратка сверху – 1,2;
  • односторонний, где подача снизу, обратка сверху – 1,28;
  • односторонний нижний, где и подача, и обратка снизу – 1,28.

k10 – учет расположения батареи и наличия экрана:

  • практически не прикрыт подоконником, не прикрыт экраном – 0,9;
  • прикрыт подоконником или выступом стены – 1,0;
  • прикрыт декоративным кожухом только снаружи – 1,05;
  • полностью закрыт экраном – 1,15.

После определения значений всех коэффициентов и подстановки их в формулу, можно посчитать максимально надежный уровень мощности радиаторов. Для большего удобства ниже находится калькулятор, где можно рассчитать те же самые значения быстро выбрав соответствующие исходные данные.

У каких радиаторов отопления самая высокая теплоотдача

Что касается характеристик металлов, то наименьшей теплоотдачей обладает сталь, а наибольшей –  биметалл (сочетание алюминия и стали).

МатериалТеплоотдача (Вт/м*К)
Сталь47
Чугун52
Алюминий202-236
Биметалл380

Однако это лишь свойства металлов, представляющие общую картину. Теплоотдача, в меньшей степени, но зависит и от межосевого расстояния, площади секции, технологии изготовления. Поэтому мы рекомендуем рассмотреть эффективность каждого вида радиатора в целом, а затем сравнить конкретные наиболее удачные модели, выбрав самые эффективные из них.

Биметаллические

Germanium NEO BM 350.

В среднем показатель теплоотдачи биметаллических радиаторов является самым высоким. В зависимости от модели – от 140 Вт до максимальной на рынке мощности в 280 Вт на 1 секцию (модель Sira RS 800). Представляют из себя сочетание стальных проводящих каналов и алюминиевого оребрения, быстро нагреваются и сразу же отдают тепло.

Приборы рассчитаны на рабочее давление системы до 35 атм. Даже самые простые модели имеют срок службы не менее 20 лет. Стоимость за секцию 395-2190 руб.

Алюминиевые

Fondital Vision Innovatium 500.

Близкими к биметаллическим являются показатели теплоотдачи алюминиевых радиаторов отопления, некоторые дорогостоящие модели могут иметь более высокую мощность и эффективность, чем простые биметаллические приборы.

В зависимости от модели тепловая мощность может быть в пределах от 130 Вт до 220,9 Вт на 1 секцию (модель Roca Dubal-80). При высокой эффективности, они, в сравнении с биметаллическими, имеют много эксплуатационных нюансов. При выборе необходимо обращать внимание на рабочее давление, иногда оно не превышает даже 10 атм.

Главным недостатком является необходимость поддержания определенной кислотности теплоносителя (воды), что сложно даже в частном доме, не говоря уже о квартире с центральным отоплением. В противном случае, уровень pH более 7,5 быстро разрушит приборы. Стоимость 1 элемента – от 350 до 1200 руб.

Стальные

Stelrad Compact 22-500.

Тепловая мощность стальных панельных батарей относительно небольшая, но оптимальная, особенно в соотношении цена-результат. Они быстро нагреваются, обладают лучшими конвекционными характеристиками (воздух прогревается заметно быстрее), но и быстро остывают. В зависимости от модели, теплоотдача равна 179-13 173 Вт (модель Kermi FTV 330930).

Показатель указывается для всего прибора (т.к. они не имеют секций), поэтому при выборе нужно обращать внимание на длину. Стоимость также имеет самый обширный диапазон – от  1300 до 60 000 руб за панель.

Чугунные

Модель МС-140.

Самую низкую теплоотдачу имеют чугунные радиаторы отопления – от 80 до 160 Вт на секцию (известные МС 140). Преимуществом и в то же время недостатком является низкая инерционность: прибор дольше других остывает, но это делает его неподходящим для точной регулировки климата автоматикой.

Чугунные батареи имеют большой объем теплоносителя и существенную массу. Однако чугун устойчив к любым перепадам давления в системе, загрязнениям теплоносителя, не поддается коррозии. Стоимость начинается от 500 рублей за секцию и может достигать 9 000 руб., если это декоративные иностранные высококачественные модели.

Сравнение теплоотдачи радиаторов отопления по совокупности характеристик: таблица

Материал изготовленияМодельНоминальная тепловая мощность 1 секции (Вт)Стоимость секции (руб.)Итог: стоимость 1 кВт тепловой мощности (руб.)
БиметаллическиеRifar Base 500 x4 500/1002047003 431,4
Sira Ali Metal 500 x41875602 994,7
Royal Thermo Vittoria 500 x41675903 532,9
ROMMER Optima Bm 500 x4160395,252 470,3
АлюминиевыеRifar Alum 500 x41835503 005,5
Global ISEO 500 x41815503 038,7
Royal Thermo Revolution 500 x4171497,52 909,4
ROMMER Al Optima 500 x41553592 316,1
ЧугунныеМЗОО МС-140М-500 x41605083 175
МС-140 — 500 x41604803 000
СтальныеKermi FKO 11 500 400459 (панель)2 069 (панель)4 507,6
Buderus Logatrend K-Profil 22 500 400730 (панель)2 300 (панель)3 150,7

Известно, что самая высокая теплоотдача у биметаллических радиаторов отопления, они имеют все положительные свойства алюминиевых, но за счет стальных труб могут быть установлены в любую систему. Однако мы рекомендуем обращать внимание не только на показатели теплоотдачи, а на стоимость 1 кВт мощности. Чем больший показатель теплового потока, тем дороже отопительный прибор, но приборы с повышенной мощностью не всегда оправдывают себя.

Мы рекомендуем ориентироваться на низкотемпературный режим отопления, при котором используются радиаторы больших размеров, а температура теплоносителя в них не превышает 60-70 градусов. Такая система более надежна и долговечна, имеет огромный запас мощности, а низкотемпературный режим не разлагает органическую пыль, которая находится в любом жилом помещении.

Опрос: на каких радиаторах отопления вы остановили выбор?

Влияние размещения и способа подключения радиаторов на теплообмен

Лучшим местом размещения радиатора является место под световыми проемами, поскольку через окно, каким бы утепленным оно не было, происходят наибольшие потери тепла. Кроме того, горячий воздух от отопительного прибора создает тепловую завесу: холодный воздух от окна не распространяется по помещению, улучшается циркуляция.

Изменение тепловой мощности радиатора в зависимости от размещения и наличия экрана.

Если вы решили скрыть радиаторы под экраны или декоративные панели, это приведет к потере мощности. Иногда к таким мерам прибегают, чтобы целенаправленно снизить силу теплового потока на 10-15%.

Снижение тепловой мощности при различных способах подключения.

Существенное влияние оказывает и способ подключения радиаторов:

  1. Двустороннее или одностороннее. Подвод труб с разных сторон помогает увеличить теплоотдачу батареи, при таком подключении мощность прибора соответствует заявленной максимальной. Однако конструктивно к радиаторам с менее, чем 20 секциями лучше подводить трубы с одной стороны.
  2. Верхнее или нижнее. Подача теплоносителя в верхнюю часть батареи, при отводе через нижнюю, оказывает минимальное влияние на теплопередачу. Подача снизу вверх снижает показатель на 20-22%.

Как увеличить показатели уже установленных батарей

Стоимость 45-150 руб.

Незаменимым элементом отопительной системы является клапан Маевского.

Во многих современных радиаторах он поставляется в комплекте, в противном случае его можно докупить и легко установить своими руками.

Устройство монтируется в верхнюю пробку радиатора, противоположную подводу теплоносителя и позволяет легко устранить завоздушенность, следствием которой является существенное снижение теплоотдачи.

Некоторые прибегают к «народному способу», устанавливая между батареей и стеной сделанные собственноручно теплоотражающие экраны из фольги или металла с гофрированными ребрами.

Наиболее эффективный метод – установка дополнительных секций, однако это необходимо производить только при полном отключении системы отопления и учитывать дополнительную нагрузку от добавляемых секций.

Источник: https://GradusPlus.com/radiatory-otopleniya/teplootdacha-radiatorov-otopleniya-sravnenie-pokazatelej-i-sposoby-rascheta/

Расчет систем отопления (часть 3 — Расчет радиаторов)

Расчет радиаторов отопления и необходимой тепловой мощности

Итак, исходя из предыдущих статей стало ясно, что комфортные параметры внутреннего воздуха в помещениях в зимний период зависят напрямую от того соответствует ли мощность системы отопления здания количеству потерь тепла. В устоявшемся режиме здания все теплопотери должны быть равны мощности системы отопления. Это и называется тепловым балансом здания.

Тепловой баланс здания

Если в помещении есть много источников выделения тепла (тепловыделения от большого количества людей, от солнечной радиации или иных процессов, сопровождающихся выделением тепла), то данные показатели также должны быть учтены в тепловом балансе здания.

Теплопотери и теплопоступления в помещении общественного здания.

Но, как правило, в условиях континентального климата для жилых зданий этими показателями пренебрегают, устанавливая системы автоматики на системы отопления здания или термостатические вентиля на приборы отопления.

Этими мероприятиями можно поддерживать постоянную температуру в помещениях независимо от колебаний температуры наружного воздуха или внутренних тепловых возмущений.

В производственных или административных зданиях такие теплопоступления обычно компенсируются системами вентиляции.

Итоговый тепловой баланс здания определяется следующим образом:

Qот=Qогр+Qвент(инф)+/-Qвнутр, где, Qогр – теплопотери через ограждающие конструкции здания, Qвент(инф) – потери тепла на нагрев инфильтрации или приточных систем вентиляции, Qвнутр – поступления тепла от внутренних источников (люди, оборудование, солнечная радиация и пр.).

Тепловой баланс здания определяется по максимальным значениям потерь тепла в зимний период года при минимальных расчетных температурах наружного воздуха, влажности и скорости ветра для конкретного региона строительства. Все расчетные параметры регламентируются в нормативной документации, а, в частности, в СНиП 23-01-99 «Строительная климатология».

Для рассматриваемого примера теплопотери здания, а конкретно нагрузка на систему отопления, могут значительно отличаться по каждому помещению, поэтому использование удельных показателей, рассчитанных ранее носит чисто информационный характер. На практике следует выполнить точный теплотехнический расчет.

Итак, тепловой баланс для помещения площадью 8,12 м? выглядит следующим образом:

Q=(Qуд+Qуд.инф)*8,12м? Q100мм=(103+44)*8,12=1 194 Вт Q150мм=(81+44)*8,12=1 015 Вт Q200мм=(70+44)*8,12=926 Вт

Расчет и подбор радиаторов отопления

Радиаторы или конвекторы являются главными элементами отопительной системы, так как их основной функцией является передача тепла от теплоносителя воздуху в помещении или поверхностям комнаты.

Мощность радиаторов при этом должна четко соответствовать тепловым потерям по помещениям.

Из предыдущих разделов цикла статей видно, что укрупнено мощность радиаторов можно определить по удельным показателям по площади или объему комнаты.

Так, для отопления помещения в 20 м? с одним окном требуется в среднем установить прибор отопления мощностью 2 кВт, а если учесть небольшой запас на поверхность в размере 10-15%, то мощность радиатора составит 2,2 кВт ориентировочно.

Этот метод подбора радиаторов является достаточно грубым, так как не учитывает много значимых особенностей и строительных характеристик здания.

Более точным является подбор радиаторов на основании теплотехнического расчета жилого дома, который выполняется специализированными проектными организациями.

Основным параметром для подбора типоразмера прибора отопления является его тепловая мощность. А в случае с секционными алюминиевыми или биметаллическими радиаторами указывается мощность одной секции.

Наиболее часто используемыми в системах отопления радиаторами являются приборы с межосевым расстоянием 350 или 500 мм, выбор которых основан, прежде всего на конструкции окна и отметке подоконника относительно финишного напольного покрытия.
Мощность 1 секциирадиаторапо паспорту, ВтПлощадь комнаты, м2
10121416182022
Количество секций
140891012131516
150781011121415
16078910121314
1806789101213
1906789101112
200567891011

В техническом паспорте на приборы отопления производители указывают тепловую мощность применительно к каким-либо температурным условиям. Стандартными являются параметры теплоносителя 90-70 °C, в случае низкотемпературного отопления тепловую мощность следует корректировать согласно коэффициентам, указанных в технической документации.

В этом случае мощность приборов отопления определяется следующим образом:

Q=A*k*?T, где А – площадь теплоотдачи, м? k – коэффициент теплопередачи радиатора, Вт/м?*°C. ?T – температурный напор, °C

?T является средней величиной между температурой подающего и обратного теплоносителя и определяется  по формуле:

?T= (Тпод+Тобр)/2 – tпомещ

Паспортными данными является мощность радиатора Q и температурный напор, определенные в стандартных условиях. Произведение коэффициентов k*A является величиной постоянной и определяется сначала для стандартных условий, а затем можно подставить в формулу для определения фактической мощности радиатора, который будет работать в системе отопления с параметрами, отличающимися от принятых.

Для каркасного дома, рассматриваемого в качестве примера с толщиной изоляции 150 мм, подбор радиатора для помещения площадью 8,12 м2 будет выглядеть следующим образом.

Ранее мы определили, что удельные теплопотери для углового помещения с учетом инфильтрации 125 Вт/м2, значит, мощность радиатора должна составлять не менее 1 015 Вт, а с запасом в 15% 1 167 Вт.

Для установки доступен радиатор мощностью 1,4 кВт при параметрах теплоносителя 90/70 градусов, что соответствует температурному напору ?T= 60 градусов. Планируемая система отопления будет работать на параметрах воды 80/60 градусов (?T=50) Следовательно, чтобы удостовериться в том, что радиатор сможет полностью перекрыть теплопотери помещения необходимо определить его фактическую мощность.

Для этого, определив значение k*A=1400/60=23,3 Вт/град, определяем фактическую мощность Qфакт=23,3*50=1167 Вт, что полностью удовлетворяет требуемой тепловой мощности прибора отопления, который должен быть установлен в данном помещении.

ролик на тему расчета мощности радиатора:

Влияние способов подключения и места установки на теплоотдачу радиаторов

При расчете фактической мощности радиаторов следует знать, что теплоотдача приборов также зависит и от способа размещения.

Фактическая мощность, полученная в результате расчетов, показывает какое количество тепла радиатор отдаст при расчетных параметрах теплоносителя, грамотной схеме подключения, сбалансированной системе отопления, а также при установке открыто на стене или под окном без использования декоративных экранов.

Как правило, оконные проемы являются строительными элементами с максимальными потерями тепла вне зависимости от количества камер и прочих  энергоэффективных показателей. Поэтому радиаторы отопления принято размещать в пространстве под окном.

В таком случае радиатор, нагревая воздух в зоне установки, создает некую душирующую завесу вдоль окна, направленную вверх помещения и позволяющую отсекать поток холодного воздуха.

При смешивании холодного воздуха с теплыми потоками от радиатора возникают конвективные потоки в помещении, которые позволяют увеличить скорость прогрева.

Рекомендуется устанавливать радиаторы шириной не меньше половины ширины оконного проема.

Еще одним требованием увеличить эффективность обогрева комнаты является подбор габарита радиатора относительно ширины оконного проема. Длину радиатора рекомендуется подбирать не мене половины ширины оконного проема. В противном случае будет велика вероятность образования холодных зон в непосредственной близости к окну и будет заметно снижена конвективная составляющая обогрева помещения.

Если в здании присутствует большое количество угловых комнат, то следует размещать такое количество приборов отопления, равное количеству наружных ограждающих конструкций.

Например, для помещения 1-го этажа рассматриваемого в качестве примера жилого дома площадью 8, 12 м2 следует предусматривать по 2 радиатора. Один располагается под оконными конструкциями, второй или у противоположного окна или у глухой стены, но в максимальном приближении к углу помещения. Таким образом, будет соблюден максимально равномерный прогрев всех комнат.

Если система отопления дома проектируется по вертикальной схеме, то прокладку стояков для подводки к радиаторам угловых комнат следует производить непосредственно в угловых стыках стен. Это позволит дополнительно прогревать наружные строительные конструкции и предотвратить отсыревание и порчу отделочных материалов в углах.

В случае установки радиаторов под окнами с использованием дополнительных декоративных элементов (экранов, широких подоконников) или установки в нишах для расчета фактической мощности отопительных приборов необходимо пользоваться следующими поправочными коэффициентами:

  • Узкий подоконник не перекрывает радиатор по глубине, но лицевая панель прибора отопления закрыта декоративным экраном (расстояние между стеной и экраном не менее 250 мм) – Ккорр=0,9.
  • Широкий подоконник полностью перекрывает глубину радиатора, декоративный экран закрывает лицевую панель (расстояние между стеной и экраном не менее 250 мм), но в верхней части оставлена щель, равная 100 мм по вертикали – Ккорр=1,12.
  • Широкий подоконник полностью перекрывает радиатор по глубине, дополнительные декоративные конструкции отсутствуют – Ккорр=1,05.

Из рассмотренных выше вариантов установки приборов отопления видно, что для того чтобы уровень конвекции не был снижен следует оставлять воздушные зазоры со всех сторон приборов отопления.

Минимальными расстояниями от финишного уровня напольного покрытия и от подоконника до прибора отопления должно составлять не менее 100 мм, а зазор между стеной и задней поверхностью радиатора не менее 30 мм.

Способы подключения приборов отопления и варианты подвода подающего трубопровода также влияют на конечную мощность и теплоотдачу радиатора.

Различают одностороннее подключение радиаторов к системам отопления и разностороннее, когда трубопроводы подводят к прибору с противоположных сторон.

Односторонний способ является наиболее экономичным и удобным с точки зрения дальнейшей эксплуатации приборов отопления.

Подключение радиаторов с разных сторон немного увеличивает их теплоотдачу, но на практике этот способ используют при установке отопительных приборов более 15-ти секций или при подключении нескольких радиаторов в связке.

Теплосъем от радиаторов зависит также и от точки подвода подающего трубопровода.

При подключении по схеме «сверху-вниз», когда горячая вода подводится к верхнему патрубку, а обратка к нижнему, теплопередача от радиатора увеличивается.

При подключении «снизу-вверх» тепловой поток снижается, при этом прогрев радиаторов осуществляется неравномерно, а типоразмер приборов должен быть значительно увеличен для достижения расчетной мощности.

Источник: https://santech-info.ru/otoplenie/raschet-moshhnosti-radiatorov.html

Расчет радиаторов отопления и необходимой тепловой мощности – Stroim24.info

Расчет радиаторов отопления и необходимой тепловой мощности

Как выполнить расчет радиаторов отопления в квартире? Какое количество секций будет минимально необходимым при известной площади помещения?

О простых и относительно сложных способах расчета — эта статья.

Отложим в сторону газовый ключ и болгарку. Сегодня наш инструмент — калькулятор.

Дисклеймер

Эта статья ориентирована не на инженеров-теплотехников, а на владельцев квартиры или частного дома, которые собираются своими руками смонтировать систему отопления. Раз так — инструкция по расчету должна быть простой и понятной.

Мы не станем использовать сложные формулы и такие понятия, как «тепловой поток» и «термическое сопротивление стен», постаравшись предельно упростить подсчеты.

Общие положения

Любой простой способ расчета имеет довольно большую погрешность. Однако с практической стороны для нас важно обеспечить гарантированно достаточную тепловую мощность. Если она окажется больше необходимой даже в пик зимней стужи — что с того?

В квартире, где отопление оплачивается по площади, жар костей не ломит; да и регулировочные дроссели и термостатические регуляторы температуры не являются чем-то очень редким и недоступным.

В случае частного дома и собственного котла цена киловатта тепла нам хорошо известна, и, казалось бы, избыточное отопление ударит по карману. Однако на практике это не так. Все современные газовые и электрокотлы для отопления частного дома снабжаются термостатами, которые регулируют теплоотдачу в зависимости от температуры в помещении.

Термостат не даст котлу потратить лишнее тепло.

Даже если наш расчет мощности радиаторов отопления даст значительную ошибку в большую сторону — мы рискуем лишь стоимостью нескольких дополнительных секций.

Между прочим: помимо среднестатистических зимних температур, раз в несколько лет случаются экстремальные заморозки.

Есть подозрение, что в связи с глобальными климатическими изменениями они будут случаться все чаще, так что, выполняя расчет отопительных радиаторов, не бойтесь ошибиться в большую сторону.

Как рассчитать тепловую мощность отопительного прибора

Способ рассчитать мощность во многом зависит от того, о каком отопительном приборе идет речь.

  • Для всех без исключения электрических отопительных приборов эффективная тепловая мощность в точности равна их паспортной электрической мощности.

    Вспомните школьный курс физики: если не совершается полезная работа (то есть перемещение какого-либо объекта с ненулевой массой против вектора гравитации), вся потраченная энергия идет на нагрев окружающей среды.

Угадаете тепловую мощность прибора по его упаковке?

  • У большинства отопительных приборов от приличных производителей их тепловая мощность указывается в сопроводительной документации или на сайте изготовителя.

    Часто там можно обнаружить даже калькулятор расчета радиаторов отопления для определенного объема помещения и параметров отопительной системы.

Здесь есть одна тонкость: почти всегда производителем выполняется расчет теплоотдачи радиатора — батарей отопления, конвектора или фанкойла — для вполне конкретной разницы температур между теплоносителем и помещением, равной 70С. Для российских реалий такие параметры зачастую являются недостижимым идеалом.

Наконец, возможен простой, хоть и приблизительный, расчет мощности радиатора отопления по количеству секций.

Биметаллические радиаторы

Расчет биметаллических радиаторов отопления отталкивается от габаритных размеров секции.

Возьмем данные с сайта завода Большевик:

  • Для секции с межосевым расстоянием подводок 500 миллиметров теплоотдача равна 165 ватт.
  • Для 400-миллиметровой секции — 143 ватта.
  • 300 мм — 120 ватт.
  • 250 мм — 102 ватта.

Статья в тему:  Замена отопления в квартире: выбираем и ставим новые батареи

10 секций с полуметром между осями подводок дадут нам 1650 ватт тепла.

Алюминиевые радиаторы

Расчет алюминиевых радиаторов отопления выполняется исходя из следующих значений (данные для итальянских радиаторов Calidor и Solar):

  • Секция с межосевым расстоянием 500 миллиметров отдает 178-182 ватта тепла.
  • При межосевом расстоянии 350 миллиметров теплоотдача секции уменьшается до 145-150 ватт.

Стальные пластинчатые радиаторы

А как выполнить расчет стальных радиаторов отопления пластинчатого типа? У них ведь нет секций, от количества которых может отталкиваться формула расчета.

Здесь ключевые параметры — опять-таки межосевое расстояние и длина радиатора. Кроме того, производители рекомендуют учитывать способ подключения радиатора: при разных способах врезки в отопительную систему нагрев и, следовательно, тепловая мощность тоже может различаться.

Чтобы не утомлять читателя обилием формул в тексте — просто отошлем его к таблице мощности модельного ряда радиаторов Korad.

Схема учитывает габариты радиаторов и тип подключения.

Чугунные радиаторы

И только здесь все предельно просто: все производящиеся в России чугунные радиаторы имеют одинаковое межосевое расстояние подводок, равное 500 миллиметрам, и теплоотдачу при стандартной дельте температур в 70С, равную 180 ваттам на секцию.

Полдела сделано. Теперь мы знаем, как рассчитать количество секций или отопительных приборов при известной необходимой тепловой мощности. Но откуда взять саму тепловую мощность, которая нам нужна?

Расчет тепловой мощности

Мы рассмотрим несколько способов расчета, учитывающих разное количество переменных.

По площади

Расчет по площади основан на санитарных нормах и правилах, в которых русским по белому сказано: один киловатт тепловой мощности должен приходиться на 10 м2 площади помещения (100 ватт на м2).

Уточнение: при расчете применяется коэффициент, зависящий от региона страны. Для южных районов он равен 0,7 — 0,9, для Дальнего Востока — 1,6, для Якутии и Чукотки — 2,0.

Чем ниже температура на улице, тем больше потери тепла.

Понятно, что метод дает весьма значительную погрешность:

  • Панорамное остекление в одну нитку явно даст большие теплопотери по сравнению со сплошной стеной.
  • Расположение квартиры внутри дома не учитывается, хотя понятно, что если рядом теплые стены соседних квартир — при одинаковом количестве радиаторов будет куда теплее, чем в угловой комнате, имеющей общую стену с улицей.
  • Наконец, главное: расчет верен для стандартной высоты потолков в доме советской постройки, равной 2,5 — 2,7 метра. Однако еще в начале 20-го века строились дома с высотой потолков в 4 — 4,5 метра, да и сталинки с трехметровыми потолками тоже потребуют уточненного расчета.

Давайте все-таки применим метод для расчета количества чугунных секций радиаторов отопления в комнате размером 3х4 метра, находящейся в Краснодарском крае.

Площадь равна 3х4=12 м2.

Необходимая тепловая мощность отопления — 12м2 х100Вт х0,7 районного коэффициента = 840 ватт.

При мощности одной секции в 180 ватт нам потребуется 840/180=4,66 секции. Число мы, понятно, округлим в большую сторону — до пяти.

Совет: в условиях Краснодарского края дельта температур между комнатой и батареей в 70С нереальна. Лучше устанавливать радиаторы как минимум с 30-процентным запасом.

Запас по тепловой мощности никогда не помешает. При необходимости можно просто прикрыть вентиля перед радиатором.

Статья в тему:  Принципы изготовления пеллетной горелки

Простой расчет по объему

Не наш выбор.

Расчет по общему объему воздуха в помещении явно будет более точным уже потому, что учитывает разброс высоты потолков. Он тоже весьма прост: на 1 м3 объема необходимо 40 ватт мощности отопительной системы.

Давайте посчитаем необходимую мощность для нашей комнатки под Краснодаром с небольшим уточнением: она находится в сталинке 1960 года постройки с высотой потолка 3,1 метра.

Объем помещения равен 3х4х3,1=37,2 кубометра.

Соответственно радиаторы должны иметь мощность 37,2х40=1488 ватта. Учтем районный коэффициент 0,7: 1488х0,7=1041 ватт, или шесть секций чугунного лютого ужаса под окном. Почему ужаса? Внешний вид и постоянные течи между секциями через несколько лет эксплуатации восторга не вызывают.

Если же вспомнить, что цена чугунной секции выше, чем у алюминиевого или биметаллического импортного радиатора отопления — идея покупки такого отопительного прибора и впрямь начинает вызывать легкую панику.

Уточненный расчет по объему

Более точный расчет систем отопления выполняется с учетом большего числа переменных:

  • Количества дверей и окон. Усредненные потери тепла через окно стандартного размера — 100 ватт, через дверь — 200.
  • Расположение комнаты в торце или углу дома заставит нас использовать коэффициент 1,1 — 1,3 в зависимости от материала и толщины стен здания.
  • У частных домов используется коэффициент 1,5, поскольку куда выше потери тепла через пол и крышу. Сверху и снизу ведь не теплые квартиры, а улица…

Базовое значение — те же 40 ватт на кубометр и те же региональные коэффициенты, что и при расчете по площади комнаты.

Давайте выполним расчет тепловой мощности радиаторов отопления для комнаты с теми же габаритами, что и в предыдущем примере, но мысленно перенесем ее в угол частного дома в Оймяконе (средняя температура января -54С, минимум за время наблюдений — 82). Ситуация усугубляется дверью на улицу и окошком, из которого видны жизнерадостные оленеводы.

Базовую мощность с учетом только объема помещения мы уже выполнили: 1488 ватт.

Окно и дверь прибавят 300 ватт. 1488+300=1788.

Частный дом. Холодный пол и утечка тепла через крышу. 1788х1,5=2682.

Угол дома заставит нас применить коэффициент 1,3. 2682х1,3=3486,6 ватта.

К слову, в угловых комнатах отопительные приборы стоит монтировать на обе внешние стены.

Наконец, теплый и ласковый климат Оймяконского улуса Якутии приводит нас к мысли о том, что полученный результат можно умножить на региональный коэффициент 2,0. 6973,2 ватта требуется для обогрева маленькой комнатушки!

Расчет количества радиаторов отопления нам уже знаком. Общее количество чугунных или алюминиевых секций составит 6973,2/180=39 секций с округлением. При длине секции 93 миллиметра баян под окном будет иметь длину 3,6 метра, то есть едва поместится вдоль более длинной из стенок…

«- Десять секций? Хорошее начало!» — такой фразой житель Якутии прокомментирует это фото.

Заключение

Дополнительную информацию о расчете отопительных систем вы найдете в видео в конце статьи. Автор же напоследок хочет сделать официальное заявление: в Оймякон по своей воле — ни ногой. Теплых зим!

Поделитесь с друзьями в соц.сетях

23.10.201910.12.2019 – Stroim24

Источник: https://stroim24.info/raschet-radiatorov-otopleniya-i-neobhodimoy-teplovoy-moschnosti/

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.