Теплоотдача алюминиевых радиаторов: как увеличить их мощность и правильно рассчитать количество секций с учетом теплопотерь

Каждый потребитель желает, чтобы при минимуме затрат на отопление, в его доме или квартире было уютно и тепло. В наше время это не глупые неосуществимые фантазии, а вполне достижимые цели, которые можно воплотить в жизнь, вооружившись определенными знаниями об устройстве отопительных систем и уровне теплопотерь в помещении. Например, зная, сколько кВт в 1 секции алюминиевого радиатора, можно заранее рассчитать необходимое количество с учетом площади помещения.

Особенности

Определяясь с тем, какой тип радиаторов установить в помещениях, потребители при сравнении оценивают следующие показатели:

• Тепловая мощность, от которой зависит, насколько уютно зимой будет в доме. Если сравнить способность металлов проводить тепло, то теплоотдача одной секции алюминиевого радиатора составляет 183 Вт, тогда как у аналога из чугуна – только 160 Вт.
• Рабочее давление, которое должно соответствовать напору теплоносителя в сети. Для батарей из алюминия показатель 20 Бар, а из чугуна – 9 Бар.
• Испытательное давление, благодаря которому потребитель узнает, какой силы гидроудары батарея сможет выдержать. Если продолжать сравнивать алюминий и чугун, то оно равно 30 Бар и 15 Бар соответственно.
• Вместительность, которая в свою очередь влияет на эффективность работы радиатора. Чем меньше теплоносителя в батарее, тем быстрее его нагреть, и тем меньше потребуется энергозатрат для этого. Так теплоносителя в одной секции алюминиевого радиатора помещается 0.27 л, а у чугунного аналога – 1.45 л.
• Масса одной секции или панели обогревателя.
• Способ подключения, от которого так же зависит КПД радиатора.

Если сравнивать продукцию, представленную сегодня на рынках тепловых устройств, то можно увидеть, что по большинству параметров выигрывают алюминиевые и биметаллические батареи отопления.

Технические параметры

При рассмотрении конструктивных особенностей батарей из алюминия, нужно учесть:

• Межосевое расстояние, которое указывает на разницу между верхним и нижним коллекторами. Например, мощность алюминиевых радиаторов отопления с межосевым расстоянием 500 мм составляет 183-190 Вт, что делает их наиболее привлекательными в глазах потребителей, тогда как аналогичное изделие с показателем 350 мм – всего 139 Вт.
• Количество секций в готовом радиаторе может отличаться в разных моделях, но чаще всего производители выпускают изделия, оснащенные десятью элементами.
• Способ изготовления алюминиевого радиатора так же важен. Например, литые секционные версии пользуются большим спросом благодаря своей прочности, и могут устанавливаться даже в домах с централизованным отоплением. Радиаторы, изготовленные методом экструдирования, пригодны исключительно для автономного обогрева, так как их детали соединены при помощи пайки, что не так надежно, как литье.
• Важно учитывать, какую температуру выдерживают алюминиевые радиаторы. Как правило, производители чаще всего указывают +90, а в некоторых моделях даже +110 – 120градусов, тогда как нагрев в самой системе редко превышает +70. Это означает, что мощность, указанная изготовителем в техпаспорте, не соответствует действительности.

Каждый из перечисленных параметров важен, чтобы произвести правильные расчеты их мощности и установить нужное количество секций.

Теплоотдача алюминиевых радиаторов: заявленная и реальная

Многолетний опыт использования батарей из алюминия показал, что заявленные в техпаспортах изделий параметры недотягивают до реальных цифр. Это не означает, что производители врут, просто они не упоминают, что данные показатели действительны в идеальных условиях эксплуатации, чего в жизни, как правило, не бывает.

Например, теплоотдача алюминиевых радиаторов, которая указывается в документах, может соответствовать истине, если между температурой воздуха и теплоносителя существует разница в 70 градусов. То есть, формула, по которой эти параметры вычисляются, выглядит следующим образом:

(tобратки+ tподачи): 2 – tвоздуха = 70 градусов

Если в техпаспорте указана мощность алюминиевого радиатора 200 Вт при разнице температур 70 °С, то при комнатной температуре +22 °С расчеты получатся следующие:

(tобратки +tподачи) = (22 + 70)х2 = +184 градуса.

Так как по гостам разница температуры в подаче и обратке не должна превышать 20 градусов, то их значение можно высчитать так:

Температура теплоносителя в подающей трубе равна 184:2 +10 = 102 градуса.

В обратной трубе она будет соответствовать 184:2 – 10 = 82 °С.

Исходя из этих вычислений, секция алюминиевого радиатора будет отдавать тепла на 200 Вт, а воздух в помещении прогреется до +22 только в случае, если температура теплоносителя равна 102 градусам. Это нереально, так как максимальный нагрев, который обеспечивают современные котлы – 80-90 градусов, а значит, указанная в техпаспорте мощность 200 Вт не соответствует истине.

Чтобы разобраться, какова реальная тепловая мощность алюминиевых радиаторов отопления, существует таблица с понижающими коэффициентами. Достаточно умножить параметры, указанные в документах, на соответствующие им коэффициенты, и будет получена реальная мощность обогревателя.

Что следует учесть при проведении расчетов мощности?

Проведение вычислений касаемо мощности батарей отопления – это важное дело, требующее внимания к деталям. Например, мало посчитать, какой теплоотдачей должен обладать обогреватель, чтобы нагреть помещение по всей его площади. В данном вопросе нужно учесть такие факторы, как:

• Способ подключения батареи к теплосети. Если она подсоединена перекрестным способом, то теплопотери составят всего 2%, тогда как при нижнем они увеличатся до 13%, а при однотрубной системе отопления – до 20%.
• Следует учесть регион проживания с учетом периода самых низких температур в году.
• Расчет секций алюминиевого радиатора по теплопотерям не возможен без выяснения качества теплоизоляции здания. Если взять за пример частный дом, то придется учесть в расчетах следующие показатели:
• Наличие дымохода «съедает» 10% тепла.
• Кровля приносит потерь на 20%.
• Неутепленные стены и окна по 30% каждые.
• Подвал заберет 10% тепла.

Подобные потери можно сократить, если утеплить стены, сделать качественное остекление и провести отопление на чердак и в подвал.

• Если окно в помещении выходит на север, то при подсчете мощности радиатора и количества его секций нужно к результату прибавить 10%.
• Местоположение радиатора или использование экрана так же влияют на показатели.
• Нужно точно знать, какая площадь отопления нагревается одной секцией алюминиевого радиатора. Эти данные можно получить из техпаспорта изделия.

Только учтя все нюансы, можно произвести действительно правильные расчеты мощности батареи. Если какие-то параметры определить сложно, то стоит прибавить к результату 20-30% и установить термостат, что точно лишним не будет.

Как увеличить КПД?

В том случае, если батареи уже смонтированы и не оправдали надежд своего владельца на качественное тепло, можно предпринять действия по увеличения их мощности.

• Начать можно с уборки. Мало кто знает, что обыкновенная пыль снижает теплоотдачу конструкции до 20-25%.
• Если этого оказалось мало, нужно пригласить сантехников, чтобы они прочистили алюминиевые радиаторы внутри.
• На целых 15% можно увеличить теплоотдачу алюминиевого радиатора, покрасив его в темный цвет.
• Установка теплоотражающего экрана за радиатором будет направлять тепло в помещение, а не нагревать стену. Лучше купить готовую модель, но можно воспользоваться и обычной фольгой или металлическим листом. Последний наиболее предпочтителен, так как не только отразит тепло, но и, нагревшись сам, будет делиться им с окружающими.
• Можно увеличить площадь алюминиевых радиаторов, изготовив из такого же металла кожухи. Они, нагреваясь, будут долго отдавать тепло, даже если отопление временно отключат.
• Наращивание секций в батарее так же способствует увеличению ее мощности.

Если применить хотя бы один из этих вариантов, то КПД обогревателей увеличится минимум на 10%, снизив при этом энергозатраты.

Теплоотдача – это самый важный показатель, который нужно учитывать при установке алюминиевых радиаторов. Правильно рассчитав и учтя все факторы, влияющие на него, в помещении можно создать микроклимат, который будет, не только приятен людям, но и позитивно отразится на их здоровье.

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:

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.

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:

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.