Системы вентиляции и кондиционирования
Назад

Расчет радиаторов отопления, количество секций и мощность батареи

Опубликовано: 30.03.2020
Время на чтение: 22 мин
0
5

Подготовка данных

Чтобы получить точный результат, следует учитывать следующие параметры:

  • климатические особенности региона, в котором расположена постройка (уровень влажности, температурные колебания);
  • параметры здания (материал, использованный для строительства, толщина и высота стен, количество внешних стен);
  • размер и типы окон в помещения (жилое, нежилое).

Проводя расчет биметаллических радиаторов отопления, за основу берут 2 основных значения: тепловую мощность секции батареи и тепловые потери помещения. Нужно помнить, что чаще всего указываемая производителями в техническом паспорте изделия тепловая мощность – максимальное значение, полученное в идеальных условиях. Реальная же мощность установленной в помещении батареи будет ниже, поэтому для получения точных данных делают перерасчет.

Расчет тепловой мощности батарей выполняется для каждого помещения отдельно, в зависимости от числа внешних стен, окон и наличия входной двери с улицы. Чтобы правильно рассчитать показатели теплоотдачи радиаторов отопления, ответьте на 3 вопроса:

  1. Сколько тепла необходимо на обогрев жилой комнаты.
  2. Какую температуру воздуха планируется поддерживать в конкретном помещении.
  3. Средняя температура воды в отопительной системе квартиры либо частного дома.

Ответ на первый вопрос — как рассчитать потребное количество тепловой энергии различными способами, дается в отдельном руководстве – расчет нагрузки на отопительную систему. Приведем 2 упрощенных методики вычислений: по площади и объему комнаты.

Распространенный способ — измерить обогреваемую площадь и выделить на квадратный метр 100 Вт теплоты, иначе — 1 кВт на 10 м². Мы предлагаем уточнить методику – учесть количество световых проемов и наружных стен:

  • для комнат с 1 окном или входной дверью и одной внешней стенкой оставить 100 Вт тепла на метр квадратный;
  • угловое помещение (2 наружных ограждения) с 1 оконным проемом – считать 120 Вт/м²;
  • то же, 2 световых проема – 130 Вт/м².
Расчет тепловых потерь по площади здания
Распределение тепловых потерь по площади одноэтажного дома

При высоте  перекрытия более 3 метров (например, коридор с лестницей в двухэтажном доме) расход тепла правильнее считать по кубатуре:

  • комната с 1 окном (внешней дверью) и единственной наружной стеной – 35 Вт/м³;
  • помещение окружено другими комнатами, не имеет окон, либо находится на солнечной стороне – 35 Вт/м³;
  • угловая комната с 1 оконным проемом – 40 Вт/м³;
  • то же, с двумя окнами – 45 Вт/м³.

На второй вопрос ответить проще: комфортная для проживания температура лежит в диапазоне 20…23 °C. Нагревать воздух сильнее неэкономично, слабее – холодно. Среднее значение для расчетов – плюс 22 градуса.

Расчет радиаторов отопления, количество секций и мощность батареи

Оптимальный режим работы котла подразумевает нагрев теплоносителя до 60—70 °C. Исключение – теплые либо слишком холодные сутки, когда температуру воды приходится снижать или, наоборот, увеличивать. Количество таких дней невелико, поэтому средняя расчетная температура системы принимается равной 65 °C.

Расход теплоты на 1 кубометр здания
В комнатах с высокими потолками считаем расход теплоты по объему

Расчет количества секций с учетом климатических условий

Параметры любого отопительного прибора указываются в техническом паспорте. Обычно производители заявляют мощность 1 стандартной секции межосевым размером 500 мм в пределах 170…200 ватт. Характеристики алюминиевых и биметаллических радиаторов примерно одинаковы.

Фокус в том, что паспортный показатель теплоотдачи нельзя тупо использовать для подбора числа секций. Согласно п. 3.5 ГОСТ 31311-2005, фирма-изготовитель обязана указывать мощность батареи при следующих условиях эксплуатации:

  • теплоноситель движется через радиатор сверху вниз (диагональное либо боковое подключение);
  • температурный напор составляет 70 градусов;
  • расход воды, протекающей через прибор, равен 360 кг/час.

Поясним суть проблемы, для этого подставим в формулу известные значения ΔT = 70 °C и температуры помещения – плюс 20 °C, произведем обратный расчет:

  1. tподачи tобратки = (ΔT tвоздуха) х 2 = (70 20) х 2 = 180 °C.
  2. Согласно нормативам, расчетная разница температур теплоносителя между подающей и обратной линией должна составлять 20 градусов. Значит, идущую от котла воду нужно нагреть до 100 °C, обратная остынет до 80 °C.
  3. Режим работы 100/80 °C недоступен бытовым отопительным установкам, максимальный нагрев составляет 80 градусов. Вдобавок поддерживать указанную температуру теплоносителя невыгодно экономически (вспомните, мы взяли средний показатель 65 °C).

Вывод. В реальных условиях батарея отдаст гораздо меньше теплоты, нежели прописано в инструкции по эксплуатации. Причина – меньшее значение ΔT – разницы температур воды и окружающего воздуха. По нашим исходным данным, показатель ΔT равен 130 / 2 — 22 = 43 градуса, почти вдвое ниже заявленной нормы.

Пересчитать параметры отопительного прибора под конкретные условия непросто. Формула тепловой мощности и алгоритм вычислений, используемый инженерами–проектировщиками, слишком сложен для обычных домовладельцев, несведущих в теплотехнике.

Предлагаем выполнить расчет количества секций радиаторов отопления более доступным методом, дающим минимальную погрешность:

  1. Соберите исходные данные, перечисленные в первом разделе настоящей публикации, — узнайте необходимое для обогрева количество теплоты, температуру воздуха и теплоносителя.
  2. Рассчитайте реальный температурный напор DT, пользуясь приведенной выше формулой.
  3. При выборе определенного типа батарей откройте технический паспорт и отыщите показатель теплоотдачи 1 секции при DT = 70 градусов.
  4. Ниже представлена таблица готовых коэффициентов пересчета отопительной мощности радиаторных секций. Найдите показатель, соответствующий реальному DT, и умножьте его на величину паспортной теплоотдачи – получите мощность 1 ребра при ваших эксплуатационных условиях.
Предлагаем ознакомиться  Что лучше конвектор радиатор или тепловентилятор

Зная настоящий тепловой поток, нетрудно выяснить число ребер батареи, требуемое для обогрева комнаты. Разделите нужное количество теплоты на отдачу 1 секции. Для ясности приведем пример расчета:

  1. Возьмем угловую комнату с двумя светопрозрачными конструкциями (окнами) площадью 15.75 м², высота потолков – 280 см (показана на фрагменте чертежа). Удельные затраты теплоты на обогрев – 130 Вт/м², общая потребность составит 130 х 15.75 = 2048 Вт.
  2. Величину теплового напора мы выяснили в предыдущем разделе, DT = 43 °C.
  3. Подбираем низенькие алюминиевые радиаторы GLOBAL VOX 350 (межосевое расстояние – 350 мм). Согласно документации изделия, теплоотдача 1 ребра составляет 145 Вт (DT = 70 °C).
  4. Находим в таблице коэффициент, соответствующий DT = 43 °C, K = 0.53.Порядок вычисления мощности 1 ребра батареи
  5. Умножаем паспортную мощность на коэффициент и находим реальную отдачу 1 секции: 0.53 х 145 = 76.85 Вт.
  6. Рассчитываем количество алюминиевых ребер на помещение: 2048 / 76.85 ≈ 26.65, округляем в бо́льшую сторону и получаем 27 штук.

Остается распределить секции по комнате. Если размеры окон одинаковы, делим 28 пополам и размещаем под каждым проемом радиатор на 14 ребер. В противном случае число секций батареи подбирается пропорционально ширине окон (можно приблизительно). Аналогичным образом пересчитывается теплоотдача биметаллических и чугунных радиаторов.

Расстановка отопительных приборов
Схема расстановки батарей — приборы лучше размещать под окнами либо возле холодной наружной стены

Многие известные фирмы, в том числе GLOBAL, прописывают в документации теплоотдачу своих приборов для разных температурных условий (DT = 60 °C, DT = 50 °C), пример показан в таблице. Если ваш реальный ΔT = 50 градусов, смело пользуйтесь указанными характеристиками безо всякого перерасчета.

Конструкция панельных приборов отличается от секционных. Батареи делаются из штампованных стальных листов толщиной 1…1.2 мм, заранее обрезанных в нужный размер. Чтобы подобрать радиатор требуемой мощности, нужно выяснить теплоотдачу 1 метра длины сваренной из листов панели.

Предлагаем воспользоваться простейшей методикой, основанной на технических данных серьезного немецкого производителя панельных водяных радиаторов Kermi. В чем суть: штампованные батареи унифицированы, типы изделий отличаются между собой количеством греющих панелей и теплообменных оребрений. Классификация радиаторов выглядит так:

  • тип 10 – однопанельный прибор без дополнительных ребер;
  • тип 11 – 1 панель 1 лист гофрированного металла;
  • тип 12 – две панели плюс 1 лист оребрения;
  • тип 20 – батарея на 2 греющих пластины, конвекционное оребрение не предусмотрено;
  • тип 22 – двухпанельный радиатор с 2 листами, увеличивающими площадь теплообмена.
Разделение стальных радиаторов на типы
Эскизы стальных обогревателей различных типов — вид сверху

Итак, панельные штампованные приборы любого бренда отличаются только монтажными габаритами. Расчет радиаторов отопления сводится к выбору подходящего типа, затем по высоте и теплоотдаче вычисляется длина батареи для конкретного помещения. Алгоритм следующий:

  1. Определите исходные данные, перечисленные в начале статьи.
  2. Выберите тип и высоту отопительного прибора. Самый распространенные варианты – изделия высотой 30, 40 и 50 см, тип 22.
  3. Воспользуйтесь представленной таблицей, где указана теплоотдача q (Вт/1 м. п.) радиаторов Kermi разных типов и размеров в зависимости от условий эксплуатации. Начните с левого столбца – отыщите соответствующую температуру комнаты, потом – теплоносителя, дальше высоту и тип батареи. В ячейке на пересечении строки и столбца найдете мощность 1 метра радиатора.Стальные радиаторы — показатели тепловой мощности на 1 м длины
  4. Количество энергии, нужной для обогрева, разделите на величину q – узнаете метраж радиатора заданной высоты.
  5. По каталогу подберите прибор водяного отопления соответствующей длины. При необходимости (например, батарея вышла чересчур длинной) разбейте этот размер на 2—3 прибора.

Пример расчета. Определим габариты стального радиатора для той же комнаты 15.75 м²: теплопотери — 2048 Вт, температура воздуха – 22 градуса, теплоносителя – 65 °C. Возьмем стандартные батареи высотой 500 мм, тип 22. По таблице находим q = 1461 Вт, выясняем общую длину панели 2048 / 1461 = 1.4 м. Из каталога любого производителя выбираем ближайший больший вариант – обогреватель длиной 1.5 м либо 2 прибора по 0.7 м.

Мощность стальных батарей высотой 600-900 мм
Окончание первой таблицы — теплопередача 1 м длины радиаторов «Керми»

Несмотря на внешнюю схожесть, технические характеристики одинаковых по виду радиаторов могут ощутимо различаться. На мощность секции влияет тип материала, использованного для изготовления батареи, размера секции, конструкции прибора, толщины стенок.

Для простоты предварительных расчетов можно использовать среднее количество радиаторных секций на 1 м², выведенное СНиПом:•    чугунная способна обогреть примерно 1,5 м²;•    алюминиевая батарея – 1,9 м²;•    биметаллическая – 1,8 м².

Как можно использовать эти данные? По ним можно высчитать примерное количество секций, зная только площадь помещения. Для этого площадь комнаты делят на указанный показатель.

Для комнаты 20 м² потребуется 11 секций (20/1,8 = 11,1). Результат примерно совпадает с полученным с помощью расчета по площади помещения.

Вычисление по этому методу можно проводить на этапе составления приблизительной сметы – это поможет примерно определиться с затратами на организацию отопительной системы. А более точные формулы можно использовать, когда будет выбрана конкретная модель радиатора.

Производитель указывает значение тепловой мощности одной секции радиатора при оптимальных условиях. Климатические же условия, напор системы, мощность котла и другие параметры могут ощутимо снизить ее эффективность.

Предлагаем ознакомиться  Почему светодиодные лампы горят при выключенном выключателе причины и решения

Поэтому при расчете следует принимать во внимание и эти параметры:

  1. Если помещение – угловое, то высчитанное по любой из формул значение следует умножить на 1,3.
  2. За каждое второе и последующие окна нужно добавить по 100 Вт, а для двери – 200Вт.
  3. Каждый регион имеет свой дополнительный коэффициент.
  4. При расчете количества секций для установки в частном доме полученное значение умножают на 1,5. Это обусловлено наличием неотапливаемого чердака и внешними стенами здания.

Простейший метод

Расчет радиаторов отопления, количество секций и мощность батареи

При этом потребуется пересчитать количество установленных батарей и ориентироваться на эти данные при замене элементов отопительной системы.Разница между теплоотдачей биметаллической и чугунной батарей не слишком большая. К тому же, со временем теплоотдача нового радиатора снизится по естественным причинам (загрязнение внутренних поверхностей батареи), поэтому если старые элементы отопительной системы справлялись со своей задачей, в помещении было тепло, можно использовать эти данные.

Однако, чтобы снизить затраты на материалы и исключить риск промерзания комнаты, стоит воспользоваться формулами, которые позволят произвести расчет секций довольно точно.

расчет количества секций биметаллических радиаторов
расчет количества секций биметаллических радиаторов

Перерасчет мощности батареи

Чтобы получить реальную, а не указанную в технических характеристиках к отопительному прибору, мощность секции радиатора отопления, требуется сделать перерасчет, принимая во внимание имеющиеся внешние условия.

Для этого сначала определяют температурный напор отопительной системы. Если на подаче получается 70°С, а на выходе – 60°С, при этом желаемая температура, поддерживаемая в помещении, должна быть около 23°С, требуется вычислить дельту системы.

Для этого пользуются формулой: температуру на выходе (60) складывают с температурой входа (70), делят полученное значение на 2, вычитают температуру помещения (23). Результатом будет температурный напор (42°С).

Искомое значение – дельта – будет равно 42°С. Пользуясь таблицей, узнают коэффициент (0,51), который умножают на указанную производителем мощность. Получают реальную мощность, которую будет выдавать секция в заданных условиях.

Дельта Коэф. Дельта Коэф. Дельта Коэф. Дельта Коэф. Дельта Коэф.
40 0,48 47 0,60 54 0,71 61 0,84 68 0,96
41 0,50 48 0,61 55 0,73 62 0,85 69 0,98
42 0,51 49 0,65 56 0,75 63 0,87 70 1
43 0,53 50 0,66 57 0,77 64 0,89 71 1,02
44 0,55 51 0,68 58 0,78 65 0,91 72 1,04
45 0,53 52 0,70 59 0,80 66 0,93 73 1,06
46 0,58 53 0,71 60 0,82 67 0,94 74/75 1,07/1,09

Расчет по площади

Предыдущий метод расчета – прекрасное решение для помещений, у которых высота более 2.7 м. В комнатах с более низкими потолками (до 2.6 м) можно воспользоваться другим способом, приняв за основу площадь.

В этом случае, рассчитывая общее количество тепловой энергии, потребность на один кв. м. берут равной 100 Вт. Каких-либо корректировок в него покуда вносить не требуется.

Формулы расчета количества секций по площади помещения, с примером

  1. На первом этапе определяется общая площадь помещения: [длина]* [ширина](5х4=20 кв. м.)
  2. Следующий шаг – определение тепла, необходимого для обогрева всего помещения: [площадь]* [потребность на м. кв.](100х20=2000 Вт)
  3. В паспорте, прилагаемом к радиатору отопления, необходимо узнать мощность одной секции – средний показатель современных моделей 170 Вт
  4. Для определения необходимого количества секций следует воспользоваться формулой: [общая потребность в тепле]/[мощность одной секции](2000/170=11.7)
  5. Вносим поправочные коэффициенты (рассмотрены далее)
  6. Округление рекомендуется делать в большую сторону – получаем 12 секций

Для каждого региона страны существуют нормы СНиП, в которых прописано минимальное значение мощности отопительного прибора на каждый квадратный метр площади помещения. Чтобы высчитать точное значение согласно этой норме, следует определить площадь имеющегося помещения (a). Для этого ширину комнаты умножают на ее длину.

Во внимание берут показательно мощности на каждый квадратный метр. Чаще всего он равен 100 Вт.

Определив площадь помещения, данные нужно умножить на 100. Результат делят на мощность одной секции биметаллического радиатора (b). Это значение нужно посмотреть в технических характеристиках прибора – в зависимости от модели, цифры могут отличаться.

Готовая формула, в которую следует подставить собственные значения: (a*100): b= нужное количество.

Рассмотрим на примере. Расчет для помещения, площадь которого составляет 20 м², тогда как мощность одной секции выбранного радиатора равна 180 Вт.

Подставляем нужные значения в формулу: (20*100)/180 = 11,1.

Однако пользоваться этой формулой расчета отопления по площади можно только при расчете значений для помещения, высота потолков в котором меньше 3 м. Кроме того, при таком методе не принимаются во внимание потери тепла через окна, также не рассмотрены толщина и качество утепления стен. Чтобы расчет был более точным, за второе и последующие окна в помещении нужно прибавлять к итоговой цифре 2 – 3 дополнительных секции радиатора.

расчет секций биметаллических радиаторов отопления по площади
расчет секций биметаллических радиаторов отопления по площади

Расчет по объему

Чтобы точно произвести расчёт количества секций отопительного радиатора, необходимых для эффективного и комфортного отопления жилого помещения, следует принимать во внимания его объем. Принцип весьма прост:

  1. Определяем потребность тепла
  2. Узнаем количество секций, способных его отдавать
Предлагаем ознакомиться  Выбираем бесшумную вытяжку рейтинг самых тихих моделей

СНиП предписывает учитывать потребность в тепле для любого помещения – 41 Вт на 1 м. куб. Однако этот показатель весьма относителен. Если стены и пол плохо утеплены, это значение рекомендуют увеличить до 47-50 Вт, ведь часть тепла будет утрачиваться. В ситуациях, когда по поверхностям уже уложен качественный теплоизолятор, смонтированы качественные окна ПВХ и устранены сквозняки – данный показатель можно принять равным 30-34 Вт.

Если в комнате расположены экранированные радиаторы отопления, потребность в тепле необходимо увеличить до 20%. Часть тепловой нагретых воздушных масс не будет пропускаться экраном, циркулируя внутри и быстро остывая.

Формулы расчета количества секций по объему помещения, с примером

Определившись с потребностью на один куб, можно приступит к вычислениям (пример на конкретных цифрах):

  1. На первом шаге рассчитываем объем помещения по простой формуле: [высота]*[длина]*[ширина](3х4х5=60 куб м.)
  2. Следующий этап – определение потребности теплоты для конкретно рассматриваемого помещения по формуле: [объем]*[потребность на м. куб.](60х41=2460 Вт)
  3. В паспорте, прилагаемом к радиатору отопления, необходимо узнать мощность одной секции – средний показатель современных моделей 170 Вт
  4. Определить желаемое количество ребер можно по формуле: [общая потребность в тепле]/[мощность одной секции](2460/170=14.5)
  5. Округление рекомендуется делать в большую сторону – получаем 15 секций

Многие производители не учитывают, что теплоноситель, циркулирующий по трубам, имеет далеко не максимальную температуру. Следовательно, мощность ребер будет ниже, чем указанное предельное значение (именно ее прописывают в паспорте). Если нет минимального показателя мощности, значит имеющийся для упрощения расчетов занижают на 15-25%.

Расчет количества секций биметаллических радиаторов по этому методу проводят, принимая во внимание не только площадь, но и высоту помещения.

Получив точный объем, производят вычисления. Мощность высчитывают в м³. Нормы СНиП составляют для этого значения 41 Вт.

Значения для примера берем те же, но добавляем высоту стен – она будет составлять 2,7 см.

Узнаем объем комнаты (умножаем уже посчитанную площадь на высоту стен): 20*2,7 = 54 м³.

Далее определяем нужную мощность батареи (умножаем объем комнаты на нормы СНиП): 54*41 = 2214.

Следующий шаг – рассчитываем точное количество секций, исходя из этого значения (делим общую мощность на мощность одной секции): 2214/180 = 12,3.

Итоговый результат отличается от того, что получен при расчете по площади, поэтому метод с учетом объема помещения позволяет получить более точный результат.

Отопительные приборы однотрубных систем

Расчет радиаторов отопления

Важная особенность горизонтальной «ленинградки» — постепенное снижение температуры в основной магистрали из-за подмеса охлажденного батареями теплоносителя. Если 1 кольцевая линия обслуживает более 5 приборов, разница в начале и конце раздающей трубы может достигать 15 °C. Результат – последние радиаторы выделяют меньше теплоты.

Ленинградская горизонтальная разводка
Однотрубная схема закрытого типа — все обогреватели подключены к 1 трубе

Чтобы дальние батареи передавали помещению нужное количество энергии, при расчете отопительной мощности сделайте следующие поправки:

  1. Первые 4 радиатора подбирайте согласно вышеприведенным инструкциям.
  2. Мощность 5-го прибора увеличьте на 10%.
  3. К расчетной теплоотдаче каждой последующей батареи прибавляйте еще 10 процентов.

Напоследок несколько уточнений

Приборы отопления могут работать в различных условиях, подключаться по разным схемам. Эти факторы оказывают влияние на теплоотдачу обогревателей в режиме эксплуатации. Определяя мощность комнатных радиаторов, учтите несколько рекомендаций:

  1. Если батарея подключается к трубопроводам по разносторонней нижней схеме, эффективность обогрева ухудшается. Добавьте к расчетному показателю мощности приборов 10%.
  2. В комбинированных системах (радиаторная сеть теплые водяные полы) конвекционные приборы играют вспомогательную роль. Основную отопительную нагрузку несут напольные контуры. Но расчетную теплоотдачу радиаторов занижать не следует, при нужде батареи должны полностью заменить теплые полы.
  3. Домовладельцы нередко закрывают обогреватели декоративными экранами, даже зашивают гипсокартоном, оставляя конвекционные щели. В данном случае полностью теряется инфракрасное тепло, выделяемое нагретой поверхностью прибора. Соответственно, мощность батареи придется увеличить минимум на 40%.
  4. Не устанавливайте 1—3 радиаторных секции, даже если по расчету вышло такое количество. Чтобы получить нормальный обогревательный прибор, нужно смонтировать минимум 4 ребра.
  5. Незамерзающие жидкости уступают обычной воде по теплоемкости, разница составляет примерно 15%. При использовании антифризов наращивайте теплообменную площадь батарей на 10% (увеличивайте количество секций радиаторов либо размеры панелей).

При расчете радиаторов отопления учитывайте простое правило: чем ниже температура воды в подающей линии, тем большая площадь теплообменной поверхности нужна для обогрева комнат. Правильно подбирайте котельное оборудование и монтируйте системы, чтобы не приходилось решать проблемы путем наращивания батарейных секций.

Дополнительные рекомендации

Для придания эстетичного вида батареям их нередко маскируют специальными экранами или шторами. В этом случае отопительный прибор снижает теплоотдачу, и при подсчете нужного количества секций к итоговому результату прибавляют еще 10 %.Поскольку большинство современных моделей радиаторов имеет определенное число секций, не всегда удается подобрать батареи с учетом проведённого расчета. В этом случае рекомендуется приобрести изделие, количество секций в котором максимально близко к желаемому или чуть больше подсчитанного значения.

, , , ,
Поделиться
Похожие записи
Комментарии:
Комментариев еще нет. Будь первым!
Имя
Укажите своё имя и фамилию
E-mail
Без СПАМа, обещаем
Текст сообщения
Adblock detector