- Расчет теплоотдачи радиаторов отопления от температуры теплоносителя
- Пересчет теплоотдачи радиаторов
- Сравнение радиаторов отопления по теплоотдаче
- Как правильно рассчитывается реальная теплоотдача батарей
- Порядок расчета теплоотдачи
- Сравнение по тепловой мощности
- Сравнение по другим характеристикам
- Заключение
Расчет теплоотдачи радиаторов отопления от температуры теплоносителя
Расчет тепловой мощности радиаторов отопления
Мощность радиатора – это тепловая энергия радиатора, обычно измеряется в Ваттах (Вт)
Существует прямая связь между теплопотерями помещения и мощностью радиатора. То есть если Ваша комната имеет теплопотери 1500 Вт, то и радиатор соответственно нужно подбирать той же мощности в 1500 Вт. Но не все так просто, потому что температура радиатора может быть в диапазоне от 45-95 °С и соответственно мощность радиатора будет разной при разных температурах.
Но многие к сожалению не поймут как узнать теплопотери конматы… Существуют простые расчеты для определения теплопотерь помещения. О них будет позже написано.
А с какой температурой будет греть радиатор?
Если у Вас частный дом с пластиковыми трубами, то температура радиаторов будет колебаться от 45-80 градусов. Средняя температура 60 градусов. Максимальная температура 80 градусов.
Если у Вас квартира с центральным отоплением, то от 45-95 градусов. Максимальная температура 95 градусов. Сейчас температура центрального отопления погодозависимая. Это означает, что температура теплоносителя центрального отопления зависит от наружной температуры. Если на улице холодает, то и температура теплоносителя выше и наоборот. Мощность радиаторов по СНиП рассчитывается на ∆70 градусов. Но это не означает, что нужно так подбирать. Проектировщики закладывают мощность такую, чтобы меньше обогреть вашу квартиру и сэкономить деньги на тепловой энергии, а денег с квартплаты снять как обычно. На сегодняшний день менять радиатор на более мощный не запрещается. Но если Ваш радиатор будет сильно отбирать тепло и будут жалобы по системе, то к Вам применят меры.
Предположим, что Вы определились с температурой теплоносителя и мощностью радиатора
Средняя температура радиатора 60 градусов
Мощность радиатора 1500 Вт
Температура помещения 20 градусов.
Когда Вы будите искать, спрашивать радиатор на мощность 1500 Вт, то Вам будут предлагать радиатор мощностью 1500 Вт с температурным напором ∆70 °С. Или ∆50, ∆30…
Что такое температурный напор радиатора?
Температурный напор – это разница температур между температурой радиатора(теплоносителя) и температурой помещения(воздуха)
Температура радиатора это условно средняя температура теплоносителя. То есть
Предположим, что имеется серия радиаторов определенных мощностей с температурным напором ∆70 °С.
Модель 1, 1500 Вт
Модель 2, 2000 Вт
Модель 3, 2500 Вт
Модель 4, 3000 Вт
Модель 5, 3500 Вт
Необходимо подобрать модель радиатора при средней температуре теплоносителя 60 градусов.
При этом температурный напор будет равен 60-20=40 градусов.
Существует формула перерасчета мощности радиаторов:
Uф – фактический температурный напор
Uн – нормативный температурный напор
Пересчет теплоотдачи радиаторов
Пересчет теплоотдачи радиаторов при изменении температуры теплоносителя
Когда в каталогах, прайсах на отопительные приборы указывается их теплоотдача, сразу надо обращать внимание на то, какое при этом указано значение температурного напора, который обычно обозначается ΔT.
Температурный напор – это разность между средней температурой теплоносителя в радиаторе и температурой воздуха tп в помещении.
Средняя температура теплоносителя в радиаторе принимается как среднее арифметическое между температурами на входе tвх и выходе tвых радиатора.
Таким образом: ΔT = ( tвх + tвых ) / 2 — tп
Температурный режим, в условиях которого работает отопительный прибор записывается последовательностью: tвх tвых tп
В нашей стране исторически, сложилось, что по рекомендации Московского НИИ сантехники каталожные данные отопительных приборов приводятся для ΔT = 70°С
Эти параметры свойственны городским централизованным однотрубным системам отопления у которых температурный режим 110/70/20°С
Зарубежные производители дают теплоотдачу приборов при ΔT = 50°С, либо ΔT = 60°С. Эти параметры больше соответствуют системам с автономными источниками тепла, или с теплообменниками, в которых температуры теплоносителя ниже, например, 75/65/20°С или 90/70/20°С
Для пересчета теплоотдачи W с каталожных данных W0 на конкретный температурный режим существует зависимость: W = W0 ⋅ (ΔT / ΔT0) n
Для удобства вычислений на простых калькуляторах из формулы можно получить приближенное выражение, учитывая, что (ΔT — ΔT0) / ΔT0
. Погрешность приближенной формулы при отличии ΔT от ΔT0 на 20°С не превышает 3%. Производители как правило приводят значение показателя степени n для своих отопительных приборов. Например, для алюминиевого радиатора ELEGANCE по данным НИИ сантехники при схеме подачи «сверху-вниз» для секций высотой 470 мм и меньших n=1.3, а для секций большей высоты n=1.33. Значение n обычно находится в пределах 1.28
Однако величина коэффициента пересчета F = (ΔT / ΔT0) n при этом изменяется не более чем на 2%
Поэтому с достаточной точностью можно для всех приборов принять n=1.3 и для пересчета можно воспользоваться таблицей:
Сравнение радиаторов отопления по теплоотдаче
Реальная теплоотдача радиаторов отопления различных типов часто обсуждается на строительных форумах. Участники спорят, какие батареи лучше по тепловым характеристикам – чугунные, алюминиевые или стальные панели. Чтобы прояснить данный вопрос, предлагается выполнить расчет мощности разных отопительных приборов и провести сравнение радиаторов по теплоотдаче.
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:
- Определить, какая должна быть температура в доме и воды в системе.
- Подставить эти значения в формулу и рассчитать свой температурный напор Δt.
- Найти в таблице коэффициент, соответствующий найденному DT.
- Умножить на него паспортную величину теплоотдачи батареи.
- 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.
Трудновато сравнивать отдачу теплоты плоскими панелями и ребристыми поверхностями сложной конфигурации
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.
В таблице указана тепловая производительность 1 секции из алюминия и биметалла в зависимости от размеров и разницы температур Δt
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:
- Биметаллические и алюминиевые изделия быстро прогреваются и остывают. Отдавая больше теплоты за промежуток времени, они сильнее охлаждают воду, возвращаемую в систему.
- Стальные панельные радиаторы занимают среднюю позицию, так как передают тепло не настолько интенсивно. Зато они дешевле и проще в монтаже.
- 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.