Расчет теплоотдачи радиатора батарей отопления

Методика расчета теплоотдачи радиатора батарей отопления

Общепринятой температурой квартирного комфорта принято считать 210 Цельсия. Чтобы она была в квартире на этом уровне и в зимние холода, используются различные системы обогрева, включая автономные и центральные системы отопления. Здравый смысл и грамотный расчет теплоотдачи радиатора батарей отопления позволяет устанавливать потребное количество обогревательных приборов, включая и радиаторы отопления.

Расчеты радиаторов проводятся для обеспечения эффективного функционирования отопительной системы для обогрева конкретного жилого помещения, причем, в расчетах тепловой комфорт трактуется не только как плюсовая температура произвольной величины, но и максимально допустимая. Нет смысла устанавливать запредельное количество обогревателей, если при этом приходится открывать нараспашку форточки ради свежего воздуха (напомним, что чересчур горячие батареи «сжигают» кислород). То есть расчеты определяют границы низкотемпературного и высокотемпературного отопления.

Другой задачей тепловых расчетов является определение параметров теплоотдачи, позволяющие равномерно распределить тепловые потоки по всему помещению. В этом случае подлежат учету тепловые потери, зависящие от наличия в помещении подвала и чердака, типа материала стен, толщины стен, размеров окон и многих других сопутствующих факторов.

При проектировании строительного объекта используются специальные программы, для расчета радиаторов в квартире можно использовать тепловизоры. Но для ориентировочных расчетов применяются несложные алгоритмы, которые принято называть калькулятором расчета батарей отопления. Их методики исходят, в основном, из соотношений требуемой тепловой мощности обогревателя и площади обогреваемого помещения.

В основу условного расчета по площади заложено регламентированное санитарными нормами значение мощности отопления на 1 кв. метр площади помещения. Для умеренного климата на широте Москвы эта цифра составляет от 50 до 100 Вт. Для северных областей выше 600 северной широты она повыше и принята в пределах от 150 до 200 Вт на 1 кв. метр. Паспортное значение теплоотдачи одной чугунной секции указано в размере от 125 до 150 Вт.

Если в качестве примера рассчитать потребное количество секций для обогрева комнаты площадью 15 кв. метров, то необходимо проделать простые выкладки:

Определяем потребную мощность для 15 кв. метров:

100 х 15 = 1500 Вт.

Определяем количество секций:

1500/ 125 = 12 секций, что можно представить как две шестисекционные чугунные батареи.

Этот расчет равносилен и для биметаллического радиатора, поскольку его теплоотдача имеет практически такие же значения.

В расчетах использовались нормы для потолка стандартной высоты 270 см. Для потолков более высоких выполняются расчеты радиаторов, исходящие из параметров кубатуры комнаты.

В этом случае методика, или как принято говорить, калькулятор подбора батарей кВт, оперирует такими понятиями, как номинальный тепловой поток Qном конкретного типа радиатора и количеством тепловой энергии Qпом, необходимой для обогрева 1 куб. метра помещения. Значение Qном обязательно указывается в паспорте радиатора. Значение Qпом для стандартной комнаты панельного дома составляет 0, 041 кВт. Для кирпичного дома эта цифра уменьшается до 0,034 кВт на 1 куб. метр. Для жилых помещений, в которых хорошая теплоизоляция, тепловая мощность еще меньше — 0,02 кВт.

Количество секций радиатора определяется аналогично методики калькулятора батарей отопления по площади, то есть путем умножения объема помещения на удельную объемную тепловую энергию и последующего деления на значение номинального теплового потока радиатора:

N = V x Qпом/Qном, штук. Полученный результат округляют в большую сторону.

Это важно! Поскольку эти расчеты довольно приблизительны и не учитывают тепловых потерь здания, округление в большую сторону позволит сделать некоторый запас по улучшению комфортных условий отопления.

Дополнительные факторы, влияющие на теплоотдачу радиаторов, представляют собой поправочные коэффициенты, корректирующие отклонения от стандартных условий, принятых в базовых расчетах.

Стандартная высота помещения составляет 270 см. В случае большей высоты поправочный коэффициент определяется делением высоты комнаты на стандартное значение 270 см. То есть для высоты помещения 324 см коэффициент будет равен 324/270=1,2. Соответственно, удельная тепловая мощность 100 Вт на 1кв. метр необходимо увеличить в 1,2 раза, то есть она уже будет составлять 120 Вт на кВ. метр.

Теплоотдача батарей отопления зависит от места размещения, поскольку конвективные потоки по-разному перемешиваются при различных расстояниях между ребрами радиатора и полом или подоконником. Поправочные коэффициенты приведены на схеме. При этом следует учитывать, что для угловых комнат потери тепла в два раза больше, так как в таких комнатах два окна.

Коэффициент поправки к номинальному значению теплоотдачи радиатора наиболее оптимальный при диагональном присоединении отопительных труб. Но конкретные условия для монтажа батарей не всегда позволяют использовать эту схему.

Учесть все влияющие на теплоотдачу радиатора факторы сложно. Как утверждают сантехники, если у дома идеальная теплоизоляция, можно обойтись без отопления. Тепла от электрических приборов и кухонной плиты хватит. Также очень важно уметь рассчитывать теплопотери, зависящие от размеров окон, дверей и форточек. Однако рассмотренные усредненные значения тепловых характеристик помещений и радиаторов позволяют с определенной точностью определить потребное количество секций радиаторов и не промахнуться с комнатной температурой.

ActionTeaser.ru - тизерная реклама

Оцените статью: (голосов: 1 , среднее: 5,00 из 5) Loading .

Как рассчитать теплоотдачу радиаторов отопления — порядок, примеры и дополнительные факторы

Задача любой системы отопления является эффективная передача энергии от теплоносителя (горячей воды) в помещение. Обогрев одними трубами неэффективен, так как они имеют малую площадь нагреваемой поверхности. Для этого используют специальные элементы системы отопления – радиаторы.

Радиаторы предназначены для повышения теплопередачи накопившейся в системе тепловой энергии в помещение. Они представляют собой секционную или монолитную конструкцию, внутри которой циркулирует теплоноситель. Радиаторы подключаются последовательно или параллельно в системе отопления.

• Материал изготовления.
• Тип конструкции.
• Габаритные размеры (кол-во секций).
• Теплоотдача.

Последнее является существенным показателем, так как определяет фактическое количество энергии, передаваемое от поверхности радиатора в комнату.

Теплоотдача — это процесс передачи тепловой энергии от нагретого тела (радиатора) во внешнее пространство (помещение). Данный показатель измеряется в Вт. От чего же зависит теплоотдача?

Основная задача радиаторов отопления – передача тепловой энергии от системы отопления в квартиру. Эффективность определяется теплопроводностью материала, т.е. тепловыми потерями.

Теплопроводность – это показатель, определяющий тепловые потери энергии, проходящей через материал определенного объема за 1 мин. Измеряется в Вт/(м*К).

В таблице 1 показаны коэффициенты теплопроводности для основных материалов изготовления радиаторов.

Материал Теплопроводность, Вт/(м*К) Сталь 58 Алюминий 230 Чугун 50 Медь 380

Чем выше этот показатель, тем меньше тепловых потерь будет при передаче энергии от теплоносителя в помещение. Как видно, лучший материал для изготовления радиаторов – это медь. Но из-за высокой стоимости и технологической сложности изготовления они менее всего популярны. Чаще используют стальные или алюминиевые модели. Нередко применение в конструкции сочетание вышеописанных элементов.

Каждый из производителей указывает мощность теплоотдачи для своих изделий. Она напрямую зависит от температуры воды в системе отопления на начальном (выход из котла) и конечном (ввод обратки в котел) отрезке и температуры в помещении. Определяется по формуле:

Практически все производители указывают величину перепада температуры в системе 90/70. Именно для этой величины определена теплоотдача в паспорте радиатора. Но если система высокоэффективная и теплоноситель не имеет большую тепловую разницу на входе и выходе?

Для проведения расчета теплоотдачи(Q) необходимо знать следующие параметры:

1. ΔT – температурный напор системы.
2. Коэффициент теплопроводности радиатора (k).
3. Площадь секций (S).

Расчет мощности проводится по формуле:

Возьмем в качестве примера систему с эффективным нагревом теплоносителя и для комнатной температуры 22°С:

Далее, рассчитываем мощность теплоотдачи радиатора по показателям:

• Материал изготовления – сталь (k=52 Вт/(м*К).
• Площадь – 1,125*0,57= 0,64 м².

При этом необходимо учитывать и потери тепла в помещении, способ подключения радиаторов и место их установки.

Помимо физических свойств радиаторов существуют и внешние показатели, которые могут существенным образом влиять на его КПД.

Первое, на что необходимо обратить внимание- это способы подключения радиаторов. На рисунке 1 показаны варианты подсоединения труб отопления и % потери энергии при этом.

Способы подключения радиаторов

Как видно из рисунка, оптимальным является 1-й способ подключения, когда подводящий патрубок находится в верхней части радиатора, а выводящий -в нижней, на другой стороне системы. Но не всегда такой способ возможно сделать по факту, так как многое зависит от разводки отопительного трубопровода.

Так же существенное влияние оказывает и место установки радиатора относительно оконной конструкции. На рис. 2 показаны, как изменится теплоотдача в зависимости от монтажа.

Изменение теплоотдачи радиаторов (k)

При максимальной изоляции радиаторов происходит сохранение их теплоотдачи, так как энергия в результате отражения от дополнительных поверхностей частично возвращается на поверхность радиатора. Но при этом понижается эффективность нагрева помещения. При планировании монтажа следует соблюсти «золотую середину». Для средних комнат (15-20 м²) предпочтителен открытый монтаж, с таким расчетом, чтобы подоконник закрывал радиатор на 2/3.

Выбор мощности радиатора зависит от характеристик помещения и отопительной системы. Применяя комплексный анализ и систему расчета можно подобрать оптимальный размер и мощность отопительного прибора. И тогда, даже при низких температурах на улице, в доме сохранится тепло и уют.

Расчет теплоотдачи радиатора батарей отопления: биметаллических и чугунных

Главное предназначение радиатора отопления — максимальный обогрев помещения. Расчет теплоотдачи радиатора батарей отопления — необходимое условие определения эффективности прибора. Каждая модель прибора имеет свои параметры теплоотдачи в зависимости от разных факторов (особенности расположения, тип подключения и т.д.). Теплоотдача (тепловая мощность, мощность радиатора) — это количество тепловой энергии, переданное прибором за определенный отрезок времени. Единица измерения теплоотдачи — Ватт. Иногда расчет можно осуществить в калориях в час (1 Вт=859,8 кал/ч). Тепло устройства отопления производят в результате процессов:

1. Теплообмена.
2. Конвекции.
3. Излучения (радиации).

Процентное соотношение всех типов отдачи тепла у каждой модели для отопления разное.

Радиаторами принято называть приборы, у которых теплоотдача путем прямого излучения составляет не меньше 25%. Но сегодня встречаются устройства, которые полностью работают по конвекторному принципу. Они очень простые и при этом надежные. Небольшие размеры конвекторов дают возможность при обустройстве комнаты не ограничивать себя рамками. И стоимость конвекторов относительно не дорогая. Но минусом конвекторов является небольшой уровень теплопередачи и конвекционный метод обогрева, а не радиаторный. Так создается сильная циркуляция воздуха в комнате и получается сквозняк.

В таблице представлены значения коэффицента теплопередачи.

Чтобы выбрать устройство для отопления дома или квартиры, нужно опираться на точные расчеты необходимой мощности. Учесть все факторы, конечно, очень сложно. Методов расчета нужной теплоотдачи отопительных приборов несколько. Суть самого простого метода основана на количестве окон и стен. Если имеется одна наружная стена и одно окно на ней, то рассчитывается норма мощности 1кВт на каждые 10 кв.м. площади. Другой метод более сложный, но благодаря ему можно получить более точный показатель необходимой мощности. Формула расчета: S x h x41 (S — площадь помещения, h — высота потолков, 41 — показатель минимальной мощности на 1 куб.м помещения).

Теплоотдача радиаторов отопления из разных материалов отличается. В поиске подходящего варианта для отопления помещения нужно провести сравнение разных моделей, ведь часто похожие по форме и объемам приборы отличаются по мощности. Теплоотдача поверхности чугунных радиаторов относительно небольшая, поскольку теплопроводность чугуна достаточно низкая. Большой плюс чугунных батарей отопления — достаточно большой внутренний просвет, что увеличивает их работоспособность. Но все-таки эти батареи имеют больше недостатков, чем достоинств.

Коэффициент отдачи тепла чугуна значительно ниже, чем у других материалов (алюминия, стали, меди и т.д.). Чугун — хрупкий материал, и стенки батареи достаточно толстые, а это еще больше уменьшает теплоотдачу. В лабораторных условиях мощность одной секции чугунной батареи при температуре носителя тепла 90 °С составляет 180 Ватт. Значения теплоотдачи приблизительно 130-150 Вт на одну секцию. Например, для комнаты площадью 15 метров нужно 12 чугунных секций (16 х 100 / 125 = 12). Но учитывая разные факторы, в жизни этот показатель значительно ниже. При централизованном отоплении значительная часть тепла теряется по дороге к потребителю, и теплоотдача одной батареи может быть 60-70 Ватт.

На рисунке изображен чугунный радиатор.

Современной альтернативой чугунных радиаторов являются стальные. Это положительное сочетание в себе секционных устройств и конвекторов. Они имеют гладкую ровную поверхность, что отличает их от чугунных радиаторов. Для увеличения теплоотдачи устройства к панелям привариваются дополнительные секции, которые работают в качестве конвекторов. Но все-таки отдача тепла обогревателей из стали не значительно больше, чем теплоотдача чугунных радиаторов. А при уменьшении температуры теплоносителя, устройство из стали существенно снижает теплоотдачу. Хотя если сделать сравнение с чугунными батареями, они уступают по весу и имеют более привлекательный внешний вид. При температуре воды в системе 70 °С показатели отдачи тепла могут давать другие показатели, чем таблица производителя.

В отличие от стальных и чугунных радиаторов, радиаторы из алюминия имеют гораздо большую теплоотдачу — до 200 Ватт. Они очень популярны на Западе и в США, где люди живут в основном в малоэтажных домах. Но алюминиевые батареи не пригодны для систем обогрева с высоким давлением. Поэтому их предпочтительно устанавливать в домах, где есть собственная система отопления. К тому же, загрязнения теплоносителя могут подвергать алюминиевую поверхность батареи коррозии. Расчет радиаторов отопления из алюминия производится так же, как и для других приборов. Температура в них зачастую зависит от температуры теплоносителя.

Алюминиевые отопительные батареи различных размеров.

Сегодня растет популярность биметаллических радиаторов, которыми предпочитают заменять старые батареи. Отдача тепла биметаллических моделей не меньше, чем алюминиевых. Теплоотдача одной секции прибора с биметаллом составляет около 170 Вт. Расчет биметаллических устройств стоит делать с запасом, учитывая климатические и погодные условия. Следовательно, расчет секций биметаллических радиаторов проводить следует так, чтобы мощность оказалась выше, чем мощность чугунных радиаторов, стоявших здесь ранее.

Обычно покупаются устройства на одну-две секции больше, чем предыдущие чугунные. Если нужно сделать расчет биметаллических радиаторов для новостроя, то следует опираться на свойства теплоотдачи каждой секции. Обычно берется 100Вт на каждую секцию и 70-100 Вт на метр квадратный комнаты. Учитывайте, что со временем теплоотдача отопительных средств снижается. Желательно, чтобы расчет был с запасом. Точно все рассчитать довольно сложно. Нужно учитывать высоту помещения, теплоизоляционные качества дверей и окон, пола. Ведь большая часть тепла уходит именно из-за плохой теплоизоляции. Стоимость биметаллических радиаторов выше, чем отопительных приборов из других материалов.

Теплоотдача радиаторов может зависеть еще и от способа подключения. Для эффективной теплоотдачи желательно прямое одностороннее подключение. Поэтому расчет мощности производится при прямом подключении. Диагональный тип подключения используется, если устройство для отопления насчитывает более 12 секций. Это сильно снижает потери тепла. Самым невыгодным в плане мощности является однотрубное подключение. Теплопотери могут достигать 40%. Каким образом можно увеличить теплоотдачу, приобретая такой прибор?

1. Один из способов — постоянная влажная уборка и чистка поверхности обогревателя. Чище радиатор — выше его теплоотдача и качественнее отопление.
2. Правильная окраска тоже влияет на теплоотдачу. Очень толстый слой краски снижает отдачу тепла.
3. Эффективным будет применение специальных красок с низким сопротивлением передачи тепла для труб и устройства.

Немаловажно также правильно сделать монтаж батареи. Частые ошибки при монтаже радиаторов: установка очень близко к полу либо к стене, перекрытие обогревателей ненужными предметами декора.

Не лишним будет проверить внутренность радиатора, чтобы устранить недостатки, которые в будущем могут препятствовать нормальному движению теплоносителя. Чтобы сократить бесполезную теплопотерю, используют теплоотражающие экраны из фольгированного материала. Расход тепла можно уменьшить на 5-7%, поставив теплоотражающие экраны за прибором обогрева. Они изолируют стены от нагрева, что позволяет повысить температуру воздуха в помещении на один-два градуса. Теплоотражающие экраны используются достаточно широко: в жилых помещениях, административных зданиях, больницах, школах и т.д. Особенно эффективна эта установка для радиаторов, смонтированных на наружных стенах помещения.

Разбираемся, как рассчитать теплоотдачу радиатора

Отопление частного дома » Радиаторы отопления

Вопрос эффективной работы системы отопления во многом зависит от того, как рассчитана теплоотдача радиаторов. Эти приборы являются основным источником тепла, нагревающим воздух внутри помещений. Поэтому еще на стадии проектирования инженеры проводят расчет, на основании которого в каждом помещении устанавливается радиатор с определенным количеством секций. Расчеты эти не такие уж простые, потому что в них приходится учитывать большое количество критериев.

Расчет радиаторов отопления

Обязательно принимают во внимание:

• Материал, из которого изготовлена отопительная батарея.
• Ее размеры.
• Количество окон и дверей в комнате.
• Материал, из которого построен дом.
• Сторону света, в которой располагается квартира или помещение.
• Наличие теплоизоляции здания.
• Тип разводки трубной системы.

И это лишь небольшая часть того, что необходимо учесть при расчете мощности радиатора отопления. Не забываем и о региональном расположении дома, а также средней уличной температуре.

Есть два способа подсчитать теплоотдачу радиатора:

• Обычный — с использованием бумаги, ручки и калькулятора. Формула расчета известна, и в ней используются основные показатели — тепловая отдача одной секции и площадь обогреваемой комнаты. Также добавляются коэффициенты — понижающие и повышающие, которые зависят от ранее описанных критериев.
• С помощью онлайн-калькулятора. Это простая в использовании компьютерная программа, в которую загружаются определенные данные о размерах и конструкции дома. Она выдает достаточно точный показатель, который и берется за основу проектирования отопительной системы.

Для простого обывателя и тот, и другой вариант — не самый простой способ определить теплоотдачу батареи отопления. Но есть другой метод, для которого используется простая формула — 1 кВт на 10 м² площади. То есть, чтобы обогреть комнату площадью 10 квадратных метров, потребуется всего лишь 1 киловатт тепловой энергии. Зная показатель теплоотдачи одной секции радиатора отопления, можно точно подсчитать, сколько секций нужно установить в конкретном помещении.

Давайте рассмотрим несколько примеров, как правильно проводить такой расчет. Разные виды радиаторов имеют большой размерный диапазон, зависящий от межосевого расстояния. Это размер между осями нижнего и верхнего коллектора. У основной массы отопительных батарей этот показатель равен или 350 мм, или 500 мм. Есть и другие параметры, но эти встречаются чаще остальных.

Это первое. Второе — на рынке есть несколько видов отопительных приборов из различных металлов. У каждого металла своя теплоотдача, и это придется учитывать при расчете. Кстати, какой выбрать и поставить радиатор в своем доме, каждый решает сам.

Диапазон теплоотдачи чугунных батарей колеблется в пределах 125–150 Вт. Разброс зависит от межосевого расстояния. Теперь можно провести расчет. К примеру, ваша комната имеет площадь 18 м². Если в ней запланирована установка батареи 500 мм, то используем следующую формулу: (18:150)x100= 12. Получается, что в этой комнате необходимо установить 12-секционный радиатор отопления.

Все просто. Точно так же можно рассчитать чугунный радиатор с межосевым расстоянием 350 мм. Но это будет лишь приблизительный расчет, потому что для точности необходимо учитывать коэффициенты. Их не так много, но именно с их помощью можно получить максимально точный показатель. К примеру, присутствие в помещении не одного, а двух окон увеличивает теплопотери, так что окончательный результат необходимо умножить на коэффициент 1,1. Не будем рассматривать все коэффициенты, поскольку это займет много времени. О них мы уже писали на нашем сайте, так что найдите статью и ознакомьтесь с ней.

Для сравнения двух противоположных металлов выбрана алюминиевая батарея. У алюминиевых радиаторов

Теплоотдача радиаторов Global рассчитывается по EN-442

теплоотдача больше, и одна секция излучает 200 Вт тепла. Подставив этот показатель в формулу, мы определим, сколько секций необходимо использовать в помещении площадью 18 м².

(18:200)x100= 9. Количество секций уменьшилось только за счет высокой теплоотдачи алюминиевых приборов. Так что можно выбирать радиатор не только по размерам, но и по модели.

Не все понимают, что разводка труб системы отопления и правильное подключение влияют на качество и эффективность теплоотдачи. Разберем этот факт подробнее.

Существует 4 способа подключения радиатора:

• Боковое. Этот вариант чаще всего используют в городских квартирах многоэтажных домов. Квартир в мире больше, чем частных домов, поэтому производители используют такой тип подключения как номинальный способ определения теплоотдачи радиаторов. Для его расчета используется коэффициент 1,0.
• Диагональное. Идеальное подключение, потому что теплоноситель проходит по всему прибору, равномерно распределяя тепло по его объему. Обычно этот вид используется, если в радиаторе более 12 секций. При расчете используется повышающий коэффициент 1,1–1,2.
• Нижнее. В этом случае трубы подачи и обратки подсоединяются снизу радиатора. Обычно такой вариант используется при скрытой проводке труб. В этом виде подключения есть один минус — теплопотери 10%.
• Однотрубное. Это, по сути, нижнее подключение. Обычно его используют в системе разводки труб ленинградка. И здесь без теплопотерь не обошлось, правда, они в несколько раз больше — 30–40%.

Таблица мощности радиаторов

Вы сами смогли убедиться, что правильно рассчитать теплоотдачу радиатора можно простым способом, правда, он является не очень точным. К тому же приходится учитывать большой разброс размерных параметров батарей, материалов, из которых они изготавливаются, плюс дополнительные факторы. Так что все сложно.

Поэтому советуем поступить проще. Берете за основу ту самую формулу с соотношением площади комнаты и необходимого количества тепла. Делаете расчет и прибавляете к нему до 10%. Если ваш дом находится в северном регионе, прибавляйте 20%. Даже 10% — это очень щедро, но лишнего тепла не бывает. Тем более что можно, используя различные приборы, контролировать подачу теплоносителя в радиаторы. Можно уменьшить, а можно увеличить. Единственный минус такой прибавки — первоначальные расходы на приобретение радиаторов с большим количеством секций. Особенно это касается алюминиевых и биметаллических приборов отопления.