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».

Как рассчитать тепловую мощность радиаторов для системы отопления

До того, как вы узнаете достаточно простой и надежный способ просчета тепловой мощности радиаторов отопления следует напомнить, что тепловая мощность радиатора – это компенсация тепловых потерь помещения.

Итак, в идеале расчет имеет простейший вид: На каждые 10 кв. м. обогреваемой площади необходимо 1 кВт теплоотдачи радиатора отопления. Однако, разные помещения по разному утеплены и имеют разные теплопотери, поэтому как и в случае с подбором мощности твердотопливного котла необходимо использовать коэффициенты.

В том случае, когда дом хорошо утеплен обычно используют коэффициент 1,15. То есть мощность радиаторов отопления должна быть выше идеальных (10 м.кв. — 1 кВт) на 15%.

Если же дом утеплен плохо, то я рекомендую использовать коэффициент 1.30. Это даст небольшой запас мощности и возможность в некоторых случаях использовать низкотемпературный режим отопления.

Тут стоит уточнить: существует три режима систем отопления помещений. Низкотемпературный (температура теплоносителя в радиаторах отопления 45 — 55 градусов), Среднетемпературный (температура теплоносителя в радиаторах отопления 55 — 70 градусов) и Высокотемпературный (температура теплоносителя в радиаторах отопления 70 — 90 градусов).

Все дальнейшие расчеты необходимо осуществлять четко понимая на кокой режим будет рассчитана ваша система отопления. Для регулировки температуры в контурах отопления используются различные методы, сейчас не об этом, но если вам интересно то подробнее можно прочитать тут.

Перейдем к радиаторам. Для корректного расчета тепловой мощности системы отопления нам необходимо несколько параметров указанных в технических паспортах радиаторов. Первый параметр это мощность в киловаттах. Некоторые производители указывают мощность в виде протока теплоносителя в литрах. (для справки 1 л. — 1 кВт). Второй параметр это расчетный перепад температуры — 90/70 или 55/45. Это значит следующее: Радиатор отопления выдает заявленную производителем мощность при охлаждении в нем теплоносителя с 90 до 70 градусов. Для простоты восприятия скажу, что для того, что бы выбранный радиатор отопления выдавал приблизительно заявленную мощность средняя температура в системе отопления вашего дома должна быть 80 градусов. Если температура теплоносителя будет ниже, то необходимой теплоотдачи не будет. Однако следует отметить, что маркировка радиатора отопления 90/70 совсем не означает, что он используется только в высокотемпературных системах отопления, его можно использовать в любых, необходимо просто пересчитать ту мощность, которую он выдаст.

Как это сделать: мощность теплоотдачи радиатора отопления рассчитывается по формуле:

Q=K x A x ΔT

Q — мощность радиатора (Вт)

K — коэффициент теплоотдачи (Вт/м.кв С)

A — площадь теплопередающей поверхности в м. кв.

ΔT — температурный напор (если показатель 90/70 то ΔT — 80, если 70/50 то ΔT — 60 и т. д. среднее арифметическое)

Как пользоваться формулой:

Q — мощность радиатора и ΔT — температурный напор указаны в паспорте радиатора. Имея эти два показателя мы вычисляем оставшиеся неизвестные K и А. Причем, для дальнейших расчетов нужны они будут только в виде единого показателя, рассчитывать теплоотдающую площадь радиатора как и его коэффициент теплоотдачи в отдельности сейчас совершенно не за чем. Далее, имея необходимые составляющие формулы можно легко вычислить мощность радиатора при разных температурных системах отопления.

Пример:

Имеем комнату площадью 20 кв. м., плохо утепленного дома. Рассчитываем на то, что температура теплоносителя будет приблизительно 50 градусов (как в доброй половине квартир наших домов).

Для справки — большинство производителей указывают в техпаспортах радиаторов отопления температурный напор равный (90/70), так что пересчитывать мощность радиаторов приходится часто.

1. 20 кв.м. — 2 кВт х ( коэффициент 1.3) = 2.6 кВт ( 2600 Вт) Необходимых для обогрева комнаты.

2. Выбираем понравившийся вам внешне радиатор отопления. Данные радиатора Мощность (Q) = 1940 Вт. Температурный напор ΔT (90/70) = 80.

3. Подставляем в формулу:

K x A = 1940 / 80

Имеем: 24.25 х 80 = 1940

4. Подставляем 50 градусов вместо 80

24.25 х 50 = 1212,5

5. И понимаем, что для обогрева площади в 20 кв. м. необходимо чуть больше двух таких радиаторов отопления.

1212,5 Вт. + 1212,5 Вт. = 2425 Вт. при необходимых 2600 Вт.

6. Идем подбирать другие радиаторы.

Поправки на варианты подключения радиаторов.

От метода подключения радиаторов отопления то же завит их теплоотдача. Ниже приведена таблица коэффициентов, которые следует учитывать при проектировании системы отопления. Не лишне будет напомнить, что направление движения теплоносителя в данном случае имеет огромную роль. Особенно это будет полезно тем, кто монтирует систему отопления в доме самостоятельно, профи в этом редко ошибаются.

Справка: Некоторые модели современных радиаторов при том, что внешне имеют нижнее подключение (так называемые «бинокли») на самом деле используют схему подачи теплоносителя сверху вниз посредством внутренних коммутационных каналов.

Секционных, наборных радиаторов с таким внутренним перенаправлением потока теплоносителя — не бывает.

Поправки на размещение радиаторов.

От того в каком месте и как размещен радиатор отопления то же зависит его теплоотдача. Как правило радиатор размещают под оконными проемами. В идеале ширина самого радиатора должна соответствовать ширине окна. Делается это для того, что бы создать тепловую завесу перед источником охлаждения и увеличить конвекцию воздуха в помещении. (Радиатор размещенный под окном прогреет комнату намного быстрее, чем если бы он был размещен в любом другом месте.)

Ниже представлена таблица коэффициентов для внесения поправки в расчеты необходимой тепловой мощности радиаторов отопления.

Пример:

Если к нашему предыдущему примеру (представим себе, что мы подобрали радиаторы отопления под необходимую мощность 2.6 кВт) добавить вводные о том, что подключение к радиаторам было выполнено только снизу, а сами они утоплены под подоконник, то имеем следующие поправки.

2.6 кВт х 0.88 х 1.05 = 2.40 кВт

Вывод: из за нерационального подключения теряем 200 Вт тепловой мощности, а значит необходимо снова возвращаться и искать радиаторы помощнее.

Благодаря этим не хитрым методам вы легко сможете просчитать необходимую тепловую мощность радиаторов в систему отопления вашего дома