Теплоотдача радиаторов отопления — делаем расчет

Главным параметром, согласно которому определяют, насколько эффективна работа схемы теплоснабжения и всей отопительной системы, считается теплоотдача батарей отопления. Этот важный показатель для каждой модели отопительного прибора является индивидуальным. На теплоотдачу влияет вариант подключения радиатора, особенности его места установки и другие моменты. Также важно понимать, в чем измеряется отопление и как выполняется его расчет.

Теплоотдача радиатора: что означает данный показатель

Означает термин теплоотдача количество тепла, которое батарея отопления передает в помещение в течение определенного периода времени. Для данного показателя существует несколько синонимов: тепловой поток; тепловая мощность, мощность прибора. Измеряется теплоотдача радиаторов отопления в Ваттах (Вт). Иногда в технической литературе можно встретить определение этого показателя в калориях в час, при этом 1 Вт =859,8 кал/ч.

Осуществляется теплопередача от батарей отопления благодаря трем процессам:

• теплообмену;
• конвекции;
• излучению (радиации).

Каждым прибором отопления используются все три варианта переноса тепла, но их соотношение у разных моделей отличается. Радиаторами ранее было принято называть устройства, у которых не меньше 25 % тепловой энергии отдается в результате прямого излучения, но сейчас значение данного термина существенно расширилось. Теперь нередко так называют приборы конвекторного типа.

Порядок расчета теплоотдачи радиатора отопления

В основе выбора отопительных устройств для установки в доме или квартире лежит максимально точный расчет теплоотдачи радиаторов отопления. Каждому потребителю с одной стороны хочется сэкономить на обогреве жилья и поэтому нет желания приобретать лишние батареи, но если их будет недостаточно, комфортной температуры достичь не удастся.

Способов, как рассчитать теплоотдачу радиатора, существует несколько.

Вариант первый. Это самый простой способ, как рассчитать батареи отопления, в его основе – количество наружных стен и окон в них.

Порядок вычислений следующий:

• когда в комнате всего одна стена и окно, тогда на каждые 10 «квадратов» площади требуется 1 кВт тепловой мощности приборов отопления (детальнее: «Как рассчитать мощность радиатора отопления — делаем расчет мощности правильно»);
• если имеется 2 наружные стены, тогда минимальная мощность батарей должна составлять 1,3 кВт на 10 м².

Вариант второй. Он более сложен, но позволяет иметь более точные данные о необходимой мощности приборов.

В данном случае расчет теплоотдачи радиатора (батарей) отопления производится по формуле:

S x h x41, где
S — площадь помещения, для которого выполняются вычисления;
H — высота комнаты;
41 – минимальная мощность на один кубометр объема помещения.

Полученный итог будет требуемой теплоотдачей для радиаторов отопления. Далее эту цифру делят на номинальную тепловую мощность, которую имеет одна секция данной модели батареи. Узнать эту цифру можно в инструкции, прилагаемой производителем к своему изделию. Результатом расчета батарей отопления станет необходимое количество секций, чтобы теплоснабжение конкретного помещения было эффективным. Если полученное число дробное, тогда его округляют в большую сторону. Лучше небольшой избыток тепла, чем его недостаток.

Теплоотдача батарей из разных материалов

Выбирая радиатор отопления, следует помнить, что они отличаются по уровню теплоотдачи. Покупке батарей для дома или квартиры должно предшествовать внимательное изучение характеристик каждой из моделей. Нередко сходные по форме и габаритам приборы обладают разной теплоотдачей.

Чугунные радиаторы. Эти изделия имеют небольшую поверхность теплоотдачи и отличаются незначительной теплопроводностью материала изготовления. Номинальная мощность у секции чугунного радиатора, такого как МС-140, при температуре теплоносителя, равного 90°С, составляет примерно 180 Вт, но данные цифры получены в лабораторных условиях (детальнее: «Какая тепловая мощность чугунных радиаторов отопления»). В основном теплоотдача осуществляется за счет излучения, а на долю конвекции приходится всего лишь 20%.

В централизованных системах теплоснабжения температура теплоносителя обычно не превышает 80 градусов, а кроме этого часть тепла расходуется при продвижении горячей воды к батарее. В результате температура на поверхности чугунного радиатора составляет около 60°С, а теплоотдача каждой секции равна не более 50-60 Вт.

Стальные радиаторы. В них сочетаются положительные характеристики секционных и конвекционных приборов. Состоят они, как видно на фото, из одной или нескольких панелей, у которых внутри перемещается теплоноситель. Чтобы теплоотдача стальных панельных радиаторов была больше, с целью повышения мощности к панелям приваривают специальные ребра, функционирующие как конвектор.

К сожалению, теплоотдача стальных радиаторов не сильно отличается от теплоотдачи чугунных радиаторов отопления. Поэтому их преимущество заключается только в относительно небольшом весе и более привлекательном внешнем виде.

Потребителям следует знать, что теплоотдача стальных радиаторов отопления значительно уменьшается в случае снижения температуры теплоносителя. По этой причине, если в системе теплоснабжения будет циркулировать вода, подогретая до 60-70°С, показатели этого параметра могут сильно отличаться от данных, предоставляемых на эту модель производителем.

Алюминиевые радиаторы. Их теплоотдача намного выше, чем у стальных и чугунных изделий. Одна секция обладает тепловой мощностью, равной до 200 Вт, но у данных батарей имеется особенность, ограничивающая их применение. Она заключается в качестве теплоносителя. Дело в том, что при использовании загрязненной воды изнутри поверхность алюминиевого радиатора подвергается коррозийным процессам.
Поэтому, даже при отличных показателях мощности, батареи из этого материала следует устанавливать в частных домовладениях, где используется индивидуальная отопительная система.

Биметаллические радиаторы. Данная продукция по показателю теплоотдачи ни в чем не уступает алюминиевым приборам. Тепловой поток у биметаллических изделий в среднем равен 200 Вт, но к качеству теплоносителя они не настолько требовательны. Правда их высокая цена не позволяет многим потребителям установить эти устройства.

Зависимость степени теплоотдачи от способа подключения

На теплоотдачу отопительных радиаторов влияет не только материал изготовления и температура теплоносителя, циркулирующего по трубам, но и выбранный вариант подсоединения прибора к системе:

1. Подключение прямое односторонне. Является наиболее выгодным относительно показателя тепловой мощности. По этой причине расчет теплоотдачи радиатора отопления выполняют именно при прямом подключении.
2. Диагональное подключение. Его применяют, если к системе планируется подсоединить радиатор, в котором количество секций превысит 12. Такой способ позволяет максимально понизить теплопотери.
3. Нижнее подключение. Его используют в том случае, когда батарею присоединяют к стяжке пола, в которой скрыта отопительная система. Как показывает расчет теплоотдачи радиатора, при таком подключении потери тепловой энергии не превышают 10%.
4. Однотрубное подключение. Наименее выгодный способ с точки зрения тепловой мощности. Потери теплоотдачи при однотрубном подключении чаще всего достигают 25 — 45%.

Способы, как можно увеличить теплоотдачу

Существует несколько способов, позволяющих увеличить теплоотдачу приборов отопления:

1. Регулярное проведение влажной уборки с целью очистки поверхности батарей. Чем чище они будут, тем выше уровень их теплоотдачи.
2. Не менее важен момент правильного окрашивания радиатора, особенно это касается чугунных приборов. Дело в том, что многослойно нанесенная краска препятствует эффективной теплоотдаче. Перед тем, как приступить к покраске радиатора отопления, следует удалить старый слой. Не менее эффективно применение специальных эмалей, предназначенных для трубопроводов и отопительных приборов, поскольку они имеют низкое сопротивление теплоотдаче.
3. Для обеспечения максимальной мощности, необходимо правильно смонтировать эти устройства.
4. Среди основных ошибок, допускаемых при монтаже, специалисты отмечают:
   — наклон батареи;
   — установку прибора слишком близко к напольному покрытию или к стене;
   — перекрытие доступа к радиаторам предметами обстановки и установка неподходящих отражающих экранов.
5. Для повышения эффективности отопительных батарей не помешает проведение ревизии их внутренней полости. Нередко в процессе подключения батарей отопления к системе образуются заусеницы, из-за которых при эксплуатации образуются засоры, препятствующие свободному передвижению теплоносителя.
6. Можно поместить на стену за отопительным прибором теплоотражающий экран, сделанный из фольгированного материала.

Познавательное видео о теплоотдаче радиаторов отопления:

Рассчитать теплоотдачу радиатора, которая необходима для конкретного помещения, как становится ясно из выше приведенной информации, несложно. Зная ее величину, можно выбрать нужную модель, а затем собственноручно повысить мощность прибора и тем самым обеспечить себе и близким комфортные условия проживания в зимний период. Прочитайте также: «Расчет мощности батарей отопления — как рассчитать самому».

Теплоотдача радиаторов отопления: таблица

Незадолго до начала отопительного сезона множество наших соотечественников сталкиваются с проблемой выбора радиаторов для отопительной системы своего дома или квартиры. Современная промышленность предлагает достаточно большой выбор батарей, отличающихся не только дизайном, стоимостью и способом передачи тепла, но и материалом, из которого они изготовлены. Именно материал влияет на основные характеристики, среди которых на первое место выходит теплоотдача радиаторов отопления.

Классификация отопительных приборов

В зависимости от материала, использованного для изготовления, радиаторы отопления могут быть:

Каждый из этих типов радиаторов имеет свои достоинства и недостатки, поэтому необходимо более подробно изучить их технические характеристики.

Чугунные батареи – отопительные приборы, проверенные временем

Основными достоинствами этих приборов является высокая инертность и достаточно неплохая теплоотдача. Чугунные батареи долго нагреваются и также долго способны отдавать накопленное тепло. Теплоотдача чугунных радиаторов, составляет 80-160 Вт на одну секцию.

Недостатков у этих приборов достаточно много, среди которых наиболее серьезными являются:

• большая разница между проходным сечением стояков и батарей, вследствие чего теплоноситель по радиаторам движется медленно, что приводит к их быстрому загрязнению;
• низкое сопротивление гидроударам, рабочее давление 9 кг/см2;
• большой вес;
• требовательность к регулярному уходу.

Алюминиевые радиаторы

Батареи из алюминиевых сплавов имеют массу достоинств. Они привлекательны, нетребовательны к регулярному уходу, лишены хрупкости, вследствие чего лучше противостоят гидроударам, чем их чугунные аналоги. Рабочее давление варьируется в зависимости от модели и может быть от 12 до 16 кг/см2. Еще одним неоспоримым достоинством алюминиевых батарей является проходное сечение, которое меньше или равно внутреннему диаметру стояков. Благодаря этому, теплоноситель движется внутри секций с большой скоростью, что делает практически невозможным отложение грязи внутри устройства.

Многие считают, что небольшое сечение радиаторов ведет к низкой теплоотдаче. Это утверждение неверно, так как теплоотдача алюминия выше, чем, к примеру, у чугуна, а малое сечение в батареях с лихвой компенсируется площадью оребрения радиатора. Согласно таблице, представленной ниже, теплоотдача алюминиевых радиаторов зависит от модели и может составлять от 138 до 210 Вт.

Но, несмотря на все достоинства, большинство специалистов не рекомендуют их для установки в квартиры, так как алюминиевые батареи могут не выдержать резких скачков давления при тестировании центрального отопления. Еще одним недостатком алюминиевых батарей является быстрое разрушение материала при использовании в паре с ним других металлов. Например, подключение к стоякам радиатора через латунные или медные сгоны может привести к окислению их внутренней поверхности.

Биметаллические отопительные приборы

Эти батареи лишены недостатков их чугунных и алюминиевых «конкурентов». Конструктивной особенностью таких радиаторов является наличие стального сердечника в алюминиевом оребрении радиатора. В результате такого «слияния» устройство может выдерживать колоссальное давление 16-100 кг/см2.

Инженерные расчеты показали, что теплоотдача биметаллического радиатора практически не отличается от алюминиевого, и может варьировать от 130 до 200 Вт.

Проходное сечение устройства, как правило, меньше, чем у стояков, поэтому биметаллические радиаторы практически не загрязняются.

Несмотря на сплошные достоинства, у этого изделия есть существенный недостаток – его высокая стоимость.

Стальные радиаторы

Стальные батареи прекрасно подходят для обогрева помещений, запитанных от автономной системы теплоснабжения. Тем не менее, такие радиаторы не лучший выбор для центрального отопления, так как могут не выдержать давления. Они достаточно легкие и устойчивые к коррозии, с высокой инерционностью и неплохими показателями теплоотдачи. Проходное сечение у них чаще всего меньше, чем у стандартных стояков, поэтому забиваются они крайне редко.

Среди недостатков можно выделить довольно низкое рабочее давления 6-8 кг/см2 и сопротивляемость гидроударам, до 13 кг/см2. Показатель теплоотдачи, у стальных батарей составляет 150 Вт на одну секцию.

В таблице представлены средние показатели теплоотдачи и рабочего давления для радиаторов отопления.

Сколько нужно тепла для отопления

Расчет необходимого количества тепла нужен для того, чтобы узнать, сколько секций батарей требуется для обогрева жилища. Есть два типа расчета: приблизительный и точный.

1. В приблизительном расчете на 10 м2 площади в среднем требуется 1 кВт тепловой мощности. Для Южных регионов это 0,7 кВт на 10 м2, для Северных – 1,3 кВт на 10 м2.
2. Точный расчет включает в себя использование районных коэффициентов, учитывает теплопотери на окна и двери, а также на расположение жилища, количество стояков и пр.

Разница в цифрах, конечно, есть, но не критичная. Например, сделаем расчет необходимой тепловой нагрузки двухкомнатной «Хрущевки» общей площадью 50 м2. Исходя из первого варианта, необходимая тепловая мощность этой квартиры составляет 5 кВт.

Точный расчет предусматривает 40 Вт тепла на 1 м3. При высоте потолков в Хрущевках 2,5 м кубатура помещения равна 125 м3. Получается, что этой квартире необходимо 40×125 м3 = 5000 Вт или 5 кВт. Однако следует сделать поправку на 3 окна и одну входную дверь. Каждое окно – это плюс 100 Вт, дверь – 200 Вт.

Итого: 5000 Вт + (3×100) +200= 5,5 кВт. Количество стояков и расположение квартиры несколько изменят полученную цифру. Специалисты рекомендуют округлить значение в большую сторону и сделать пару кВт запаса на сильные морозы. 8 кВт тепловой нагрузки для такого жилища будет достаточно.

На основании полученных данных можно сделать простой расчет необходимого количества секций отопительных радиаторов. В расчете будет использован средний показатель теплоотдачи для секционных радиаторов, который равняется 160 Вт.

Тут алгоритм действия такой: количество требуемого тепла следует разделить на теплоотдачу одной секции радиатора. Для условной «Хрущевки» это: 8000 Вт / 160 Вт = 50. Именно такое количество секций батарей требуется для создания комфортной температуры при работе отопления.

Отопительные приборы с лучшей теплоотдачей

Подытожив вышесказанное, можно сделать вывод, что наибольшие показатели теплоотдачи демонстрируют алюминиевые батареи отопления. Они с легкостью обгоняют чугунные и стальные аналоги и в зависимости от модели и температуры теплоносителя могут выдать более 200 Вт тепловой энергии. Практически не отстают от них биметаллические радиаторы, но стальной сердечник снижает показатели теплоотдачи на 5-10 Вт на одну секцию.

Но теплоотдача — не единственный параметр, влияющий на выбор подходящей модели радиаторов. Окончательное решение принимается после анализа и таких характеристик, как рабочее давление, прочность, устойчивость к коррозии и, конечно, цена прибора.