Теплоотдача радиаторов отопления в таблице. Расчет тепловой мощности

Теплоотдача радиаторов отопления в таблице. Расчет тепловой мощности

Для организации обогрева помещений необходимо знать требуемую мощность на каждое из них, после чего произвести расчет теплоотдачи радиатора. Расход тепла на обогрев комнаты определяется достаточно простым способом. В зависимости от расположения принимается величина теплоты на обогрев 1 м3 комнаты, она составляет 35 Вт/ м3 для южной стороны здания и 40 Вт/ м3 – для северной. Реальный объем помещения умножается на эту величину и получаем требуемую мощность.

Внимание! Приведенный метод подсчета необходимой мощности является укрупненным, его результаты учитываются только в качестве ориентира.

Для того чтобы рассчитать алюминиевые или биметаллические батареи, надо отталкиваться от характеристик, указанных в документации производителя. В соответствии с нормативами там дается мощность 1 секции радиатора при DT = 70. Это означает, что 1 секция даст указанный тепловой поток при температуре теплоносителя на подаче 105 ºС, а в обратке – 70 ºС. При этом расчетная температура внутренней среды принимается 18 ºС.

Исходя из нашей таблицы, теплоотдача одной секции биметаллического радиатора с межосевым размером 500 мм составляет 204 Вт, но только при температуре в подающем трубопроводе 105 ºС. В современных системах, особенно индивидуальных, настолько высокой температуры не бывает, соответственно, и отдаваемая мощность уменьшится. Чтобы узнать реальный тепловой поток, нужно вначале просчитать параметр DT для существующих условий по формуле:

DT = (tпод + tобр) / 2 – tкомн, где:

• tпод – температура воды в подающем трубопроводе;
• tобр – то же, в обратке;
• tкомн – температура внутри комнаты.

После этого паспортная теплоотдача радиатора отопления умножается на поправочный коэффициент, принимаемый в зависимости от значения DT по таблице:

Например, при графике теплоносителя 80 / 60 ºС и комнатной температуре 21 ºС параметр DT будет равен (80 + 60) / 2 – 21 = 49, а поправочный коэффициент – 0.63. Тогда тепловой поток 1 секции того же биметаллического радиатора составит 204 х 0.63 = 128.5 Вт. Исходя из этого результата и подбирается количество секций.

Теплоотдача алюминиевых радиаторов 500. Отличия алюминиевых и биметаллических радиаторов

Чтобы понять, какие радиаторы отопления лучше, биметаллические или алюминиевые, нужно разбираться в их отличиях. Для начала стоит сказать, что теплоотдача одной секции алюминиевого изделия составляет 175-200 Вт, а вес 1,2-1,45. Что касается биметаллического устройства, то вес одной секции равен 1,36-1,92 кг, а теплоотдача доходит до 200 Вт. Гарантия на биметаллические изделия оставляет 10-15 лет, а гарантийный срок службы алюминиевых – 3-10 лет.

Радиатор алюминиевый имеет следующие особенности:

• нуждается в чистом теплоносителе, поэтому подходит для бесперебойной работы в автономной отопительной системе частного дома, а также для городских квартир с автономным отоплением (это обеспечивает защиту от протечек и гидроударов, а также возможность контролировать давление в трубах и качество теплоносителя);
• аккуратный внешний вид и приемлемая цена делают эту продукцию лидером продаж;
• срок эксплуатации доходит до 25 лет;
• полностью изготавливаются из алюминия;
• межосевое расстояние равно 200, 350, 500 и 850 мм;
• некоторые модели отличаются конструкцией.

Биметаллические изделия имеют такие характеристики:

• производятся из двух сплавов (внутренняя часть из нержавейки, а внешний слой из алюминия);
• по долговечности и надежности занимают второе место после чугунных устройств;
• высокая теплоотдача и надежность, поскольку нержавейка обладает химической стойкостью, а алюминий хорошей теплопроводностью;
• подходит для установки на централизованные отопительные системы, поскольку стальные каналы не портятся от теплоносителя с высокой щелочностью или кислотностью;
• прочная сталь усиливает всю конструкцию, что обеспечивает устойчивость к гидроударам и возможность выдержать высокое рабочее давление;
• бывают в виде отдельных секций или неразборных блоков (при необходимости можно добавлять блоки или секции);
• алюминиевый корпус отлично излучает тепло, а эмалевое покрытие выполняет декоративные функции.

Какой радиатор лучше выбрать

Теперь поговорим о том, как выбрать лучшие секционные батареи между биметаллическими и алюминиевыми изделиями.

Для этого сравним их по основным характеристикам:

1. Биметаллические и алюминиевые батареи имеют практически одинаковую теплоотдачу, которая составляет 200 Вт. Последние изделия быстрее нагреваются и быстрее остывают, первые – дольше держат тепло, но имеют более длительный нагрев.
2. Устойчивостью к высокому давлению батареи из алюминия не могут похвастаться. Они могут выдержать не больше 16 бар, поэтому при гидроударах могут деформироваться и даже лопнуть. Изделия со стальным слоем выдерживают до 40 бар, что оптимально для централизованных систем отопления.
3. Алюминий реагирует на химические соединения, содержащиеся в воде, и подвержен кислородному окислению. Поэтому в централизованных отопительных системах металл быстро испортит коррозия. Биметаллические устройства надежно защищены от коррозии внутренним слоем из нержавейки.
4. По устойчивости к высоким температурам тоже выигрывают приборы с двух сплавов, потому что выдерживают до 130 градусов, в то время как секции из алюминия в состоянии выдержать только 110 градусов.
5. Гарантийный срок службы приборов из алюминия доходит до 10 лет, а двухсплавной продукции – до 20 лет.
6. Особенности подключения алюминиевых радиаторов и биметаллических устройств практически не отличаются. Но в любом случае монтаж стоит доверить профессионалам.
7. Стоимость двухсплавных приборов на 20-30 процентов выше.

Теплоотдача радиаторов на квадратный метр. Как рассчитать теплоотдачу радиаторов отопления на квадратный метр

В сопроводительной документации потребитель найдёт тепловую мощность одной секции или целой панели определённых габаритов. Данные параметры довольно относительные и на 100% доверять им не стоит. Они требуют дополнительной доводки до реальных величин. Чтобы это выяснить, необходимо сделать расчёт теплопроводности радиатора.

Прежде нужно избавиться от такого распространённого мнения, что алюминиевые батареи обладают самой высокой теплоотдачей по причине характеристики цветного металла. Сразу стоит возразить, что батареи изготавливают не из чистого алюминия, а из его сплава с кремнием – силумина, показатели которого значительно ниже.

Отчасти то же самое можно сказать о стальных, биметаллических и чугунных радиаторах. Указанные параметры мощности в паспорте отопительного прибора соответствуют истине, когда разница между средней температурой теплоносителя и температурой воздуха в помещении составляет 70⁰С. Такое явление называется температурным напором и обозначается знаком – Δt. Расчёт производят по формуле:

Если следовать логике производителя, то результат расчёта должен равняться 70 градусам. Тогда, как среднюю температуру теплоносителя, можно рассчитать по формуле:

Например, основываясь на заявленной изготовителем тепловой мощности одной биметаллической секции – 200 Вт, Δt = 70⁰С, средней комнатной температуре – 22⁰С, получим результат:

С учётом нормативной разницы в 20 градусов между подачей и обраткой определяют их значение по отдельности:

t_подачи= (184 + 20)/2 = 102⁰С

t_{обратки}= (184 — 20)/2= 82⁰С

Настоящий расчёт теплоотдачи показывает, что одна секция способна выдать 200 Вт при условии, что вода в подающей трубе должна кипеть, а в выпускной патрубок теплоноситель будет покидать с температурой 82 градуса.

Такое явление на практике просто невозможно. Дело в том, что бытовые водонагревательные котлы не способны нагреть воду выше 80 градусов. Даже при этих максимальных условиях, теплоноситель войдёт в радиатор с максимальной температурой около 77⁰С, а Δt составит примерно 40⁰С. Отсюда делают вывод, что реальная теплоотдача одной секции биметаллического радиатора будет не 200, а всего 100 Вт.

Чтобы упростить расчёт, можно воспользоваться таблицей теплоотдачи с понижающими коэффициентами. Для этого по вышеуказанной формуле, используя запланированную температуру в доме и теплоносителя, рассчитывают Δt.

Таблица значений понижающих коэффициентов

Таблица 1.

По таблице находят соответствующий коэффициент и умножают его на паспортную величину тепловой мощности 1 секции биметаллического радиатора. То, есть в рассматриваемом случае на обогрев 1 м²помещения придётся теплоотдача в размере 200 Вт х 0,48 = 96 Вт.

Для обогрева 10 м²площади потребуется приблизительно 1 кВт тепловой мощности, а нужное количество секций будет равно 1000/96 = 10,4 штук. Если в помещении два окна, то следует установить под ними две батареи по 10 и 11 секций каждая.

Теплоотдача радиаторов отопления сравнение. Отличие автономной системы отопления от центральной

В 2018 году к исполнению был принят ГОСТ 31311-2005 Приборы отопительные. Из этого документа следует, что радиаторы нельзя продавать без их лабораторно подтвержденного соответствия заявленным характеристикам. Поэтому первое, что нужно сделать при выборе устройства – выяснить наличие обязательной сертификации.

Документ определяет радиатор как отопительный прибор, отдающий теплоту путем конвекции и радиации. Это определение подходит для устройств и в городских квартирах, и в частных домах: они выполняют один и те же функции. Но требования к ним предъявляются разные, потом что в индивидуальных домах радиаторы – часть автономной системы отопления, а она отличается от центрального отопления почти всем.

По сравнению с системой центрального отопления у автономного:

• Рабочее давление на всю систему значительно ниже, нагрузки на радиаторы будут щадящими, их очень толстые стенки здесь не будут большим преимуществом;
• В автономной системе отопления не может быть гидроударов;
• В автономной системе отопления теплопотери гораздо ниже, чем в центральной, они где-то около нуля, поэтому теплоноситель всегда нагревается гораздо сильнее;
• Но владелец дома может сам устанавливать температуру теплоносителя, и не превышать тот необходимый максимум, который установлен для данного вида обогревателя;
• Теплоносителем в автономной системе отопления могут быть антифризы – незамерзающие жидкости. Особенно часто их применяют в тех домах, которые могут подолгу не отапливаться зимой. Замерзая, антифризы, в отличие от воды, не разорвут радиаторы.
• Автономная система отопления рассчитывается с учетом площади дома. Небольшое ​ здание это одно дело, а огромный коттедж – совсем другое.

Теплоотдача стальных радиаторов. Влияние способов подключения и места установки на теплоотдачу радиаторов

При расчете фактической мощности радиаторов следует знать, что теплоотдача приборов также зависит и от способа размещения. Фактическая мощность, полученная в результате расчетов, показывает какое количество тепла радиатор отдаст при расчетных параметрах теплоносителя, грамотной схеме подключения, сбалансированной системе отопления, а также при установке открыто на стене или под окном без использования декоративных экранов.

Как правило, оконные проемы являются строительными элементами с максимальными потерями тепла вне зависимости от количества камер и прочих  энергоэффективных показателей. Поэтому радиаторы отопления принято размещать в пространстве под окном. В таком случае радиатор, нагревая воздух в зоне установки, создает некую душирующую завесу вдоль окна, направленную вверх помещения и позволяющую отсекать поток холодного воздуха. При смешивании холодного воздуха с теплыми потоками от радиатора возникают конвективные потоки в помещении, которые позволяют увеличить скорость прогрева.

Рекомендуется устанавливать радиаторы шириной не меньше половины ширины оконного проема.

Еще одним требованием увеличить эффективность обогрева комнаты является подбор габарита радиатора относительно ширины оконного проема. Длину радиатора рекомендуется подбирать не мене половины ширины оконного проема. В противном случае будет велика вероятность образования холодных зон в непосредственной близости к окну и будет заметно снижена конвективная составляющая обогрева помещения.

Если в здании присутствует большое количество угловых комнат, то следует размещать такое количество приборов отопления, равное количеству наружных ограждающих конструкций.

Например, для помещения 1-го этажа рассматриваемого в качестве примера жилого дома площадью 8, 12 м2 следует предусматривать по 2 радиатора. Один располагается под оконными конструкциями, второй или у противоположного окна или у глухой стены, но в максимальном приближении к углу помещения. Таким образом, будет соблюден максимально равномерный прогрев всех комнат.

Если система отопления дома проектируется по вертикальной схеме, то прокладку стояков для подводки к радиаторам угловых комнат следует производить непосредственно в угловых стыках стен. Это позволит дополнительно прогревать наружные строительные конструкции и предотвратить отсыревание и порчу отделочных материалов в углах.

В случае установки радиаторов под окнами с использованием дополнительных декоративных элементов (экранов, широких подоконников) или установки в нишах для расчета фактической мощности отопительных приборов необходимо пользоваться следующими поправочными коэффициентами:

• Узкий подоконник не перекрывает радиатор по глубине, но лицевая панель прибора отопления закрыта декоративным экраном (расстояние между стеной и экраном не менее 250 мм) – Ккорр=0,9.
• Широкий подоконник полностью перекрывает глубину радиатора, декоративный экран закрывает лицевую панель (расстояние между стеной и экраном не менее 250 мм), но в верхней части оставлена щель, равная 100 мм по вертикали – Ккорр=1,12.
• Широкий подоконник полностью перекрывает радиатор по глубине, дополнительные декоративные конструкции отсутствуют – Ккорр=1,05.

Из рассмотренных выше вариантов установки приборов отопления видно, что для того чтобы уровень конвекции не был снижен следует оставлять воздушные зазоры со всех сторон приборов отопления. Минимальными расстояниями от финишного уровня напольного покрытия и от подоконника до прибора отопления должно составлять не менее 100 мм, а зазор между стеной и задней поверхностью радиатора не менее 30 мм.

Различают одностороннее подключение радиаторов к системам отопления и разностороннее, когда трубопроводы подводят к прибору с противоположных сторон. Односторонний способ является наиболее экономичным и удобным с точки зрения дальнейшей эксплуатации приборов отопления. Подключение радиаторов с разных сторон немного увеличивает их теплоотдачу, но на практике этот способ используют при установке отопительных приборов более 15-ти секций или при подключении нескольких радиаторов в связке.

Теплосъем от радиаторов зависит также и от точки подвода подающего трубопровода. При подключении по схеме «сверху-вниз», когда горячая вода подводится к верхнему патрубку, а обратка к нижнему, теплопередача от радиатора увеличивается. При подключении «снизу-вверх» тепловой поток снижается, при этом прогрев радиаторов осуществляется неравномерно, а типоразмер приборов должен быть значительно увеличен для достижения расчетной мощности.

Таблица радиаторов отопления. 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.