Как рассчитать мощность отопительных батарей

Допустим, вы выбрали обогреватели по типу и дизайну. Следующим этапом является расчет радиаторов отопления на каждую комнату в частном доме, в том числе определение отопительного эффекта и количества секций (или размеров панелей). Самый простой вариант – воспользоваться электронным калькулятором любого строительного портала. Но разумно перепроверить результаты расчетов, иначе потом придется расплачиваться за ошибки. Предлагаем рассчитать теплоотдачу к батареям отопления вручную проверенным и практичным способом.

Исходные данные для вычислений

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

1. Сколько тепла необходимо для обогрева жилого помещения.
2. Какую температуру воздуха планируется поддерживать в том или ином помещении.
3. Средняя температура воды в системе отопления квартиры или частного дома.

Примечание. Если в салоне установлена ​​однотрубная магистраль, нужно учесть охлаждение теплоносителя – к последним радиаторам добавить секции.

Ответ на первый вопрос – как рассчитать необходимое количество тепловой энергии разными способами, дан в отдельном пособии – расчет нагрузки на систему отопления. Вот 2 упрощенных способа расчета: по площади и объему помещения.

Распространенным способом является измерение отапливаемой площади и выделение 100 Вт тепла на квадратный метр, иначе 1 кВт на 10 м². Предлагаем уточнить методику — учитывать количество световых проемов и наружных стен:

• для помещений с 1 окном или входной дверью и наружной стеной допускают 100 Вт тепла на квадратный метр;
• угловая комната (2 внешних забора) с 1 оконным проемом — рассчитывает 120 Вт/м²;
• то же, 2 световых проема — 130 Вт/м².

Важное условие. Расчет дает более-менее правильные результаты при высоте потолков до 3 м, здание построено в средней полосе умеренного климата. Для северных районов применяют повышающий коэффициент 1,5…2,0, для южных регионов — понижающий коэффициент 0,7-0,8.

Распределение теплопотерь по площади одноэтажного дома

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

• помещение с 1 окном (внешняя дверь) и одной внешней стеной — 35 Вт/м³;
• помещение окружено другими помещениями, не имеет окон или 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 находится в пределах 20…23 °С. Сильнее нагревать воздух неэкономично, он холоднее и слабее. Среднее значение для расчетов плюс 22 градуса.

Оптимальный режим работы котла предполагает нагрев теплоносителя до 60-70°С. Исключение составляет жаркий или слишком холодный день, когда температуру воды необходимо снизить или, наоборот, повысить. Количество таких дней невелико, поэтому средняя расчетная температура системы принимается равной +65 °С.

В помещениях с высокими потолками оцениваем расход тепла по объему

Паспортная и реальная теплоотдача радиатора

Параметры любого утеплителя указаны в техническом паспорте. Обычно производители заявляют мощность 1 стандартной секции с межосевым размером 500 мм в пределах 170…200 Вт. Свойства алюминиевых и биметаллических радиаторов примерно одинаковы.

Фишка в том, что показатель проходной теплоотдачи нельзя сдуру использовать для выбора количества секций. Согласно пункту 3.5 ГОСТ 31311-2005 изготовитель обязан указывать ток аккумуляторной батареи при следующих условиях эксплуатации:

• теплоноситель движется по радиатору сверху вниз (диагональное или боковое подключение);
• разница температур 70 градусов;
• расход воды, протекающей через агрегат, составляет 360 кг/ч.

Ссылка. Тепловой напор – это разница между средней температурой сетевой воды и воздуха в помещении. Обозначает ΔT, DT или dt, рассчитываемый по формуле:

Поясним суть задачи, для этого подставим в формулу известные значения для ΔT = 70°С и комнатной температуры — плюс 20°С, проведем обратный расчет:

1. tподача + возврат = (ΔT + tвозд) х 2 = (70 + 20) х 2 = 180 °С.
2. По регламенту расчетная разница температур теплоносителя между подачей и обраткой должна составлять 20 градусов. Это означает, что вода, поступающая из котла, должна быть нагрета до 100 °С, обратная вода будет охлаждена до 80 °С.
3. Режим работы 100/80°С недоступен для бытовых отопительных установок, максимальный нагрев 80 градусов. Кроме того, поддерживать заданную температуру теплоносителя экономически невыгодно (напомним, мы взяли в среднем 65°С).

Вывод. В реальных условиях батарея будет выделять гораздо меньше тепла, чем прописано в руководстве пользователя. Причина в более низком значении ΔT – разности температур воды и окружающего воздуха. По нашим исходным данным показатель ΔT составляет 130/2 — 22 = 43 градуса, что почти вдвое ниже заявленной нормы.

Определяем число секций алюминиевой батареи

Пересчитать параметры нагревателя под конкретные условия непросто. Формула тепловой мощности и алгоритм расчета, которым пользуются инженеры-проектировщики, слишком сложны для обычных домовладельцев, не знакомых с отопительной техникой.

Предлагаем рассчитать количество секций радиаторов отопления более доступным методом, дающим минимальные погрешности:

1. Соберите первые данные, указанные в первой части этой публикации – узнайте количество теплоты, необходимое для обогрева, температуру воздуха и теплоносителя.
2. Рассчитайте фактическую разницу температур DT, используя приведенную выше формулу.
3. При выборе конкретного типа батареи откройте технический паспорт и найдите коэффициент теплопередачи 1 секции при DT = 70 град.
4. Ниже приведена таблица четких коэффициентов пересчета тепловой мощности секций радиатора. Найдите значение, соответствующее реальному ДТ, и умножьте его на паспортное значение теплоотдачи – получите мощность на 1 ребро при ваших условиях эксплуатации.

Как только вы узнаете реальный тепловой поток, нетрудно определить, сколько ребер батареи требуется для обогрева помещения. Разделить необходимое количество тепла с обраткой на 1 секцию. Для наглядности приведу пример расчета:

1. Возьмем угловую комнату с двумя светопрозрачными конструкциями (окнами) площадью 15,75 м², высотой потолков — 280 см (показаны на фрагменте чертежа). Удельный расход тепла на отопление составляет 130 Вт/м², общая потребность составит 130 х 15,75 = 2048 Вт.
2. Значение термонапора мы нашли в предыдущем разделе, DT = 43 °С.
3. Выбираем низкие алюминиевые радиаторы GLOBAL VOX 350 (межосевое расстояние — 350 мм). Согласно документации на изделие тепловая мощность 1 ребра составляет 145 Вт (DT = 70 °C).
4. Находим в таблице коэффициент, соответствующий DT = 43 °С, К = 0,53.
5. Умножаем паспортную мощность на коэффициент и находим реальную мощность 1 секции: 0,53 х 145 = 76,85 Вт.
6. Рассчитываем количество алюминиевых ребер на комнату: 2048/76,85 ≈ 26,65, округляем в большую сторону и получаем 27 штук.

Осталось распределить секции по комнате. Если размеры окон совпадают, 28 делим пополам и под каждый проем кладем по радиатору с 14 ребрами. В противном случае количество секций батареи подбирается по отношению к ширине окон (примерно возможно). Аналогичным образом преобразуется передача тепла к биметаллическим и чугунным радиаторам.

Размещение батарей – блоки лучше размещать под окнами или у холодной наружной стены

Совет. Если у вас есть персональный компьютер, проще воспользоваться программой расчета итальянского бренда GLOBAL, размещенной на официальном сайте производителя.

Многие известные фирмы, в том числе GLOBAL, прописывают в своей документации теплообмен своих устройств для разных температурных режимов (DT=60°C, DT=50°C), пример приведен в таблице. Если ваш реальный ΔT = 50 градусов, смело используйте указанные свойства без пересчета.

Расчет размера стального радиатора

Конструкция панельных блоков отличается от секций. Аккумуляторы изготавливаются из штампованных стальных листов толщиной 1…1,2 мм, предварительно нарезанных до нужного размера. Чтобы выбрать радиатор необходимой мощности, нужно узнать теплоотдачу 1 метра длины панели, сваренной из листов.

Мы предлагаем воспользоваться самым простым методом, основанным на технических данных серьезного немецкого производителя панельных водяных радиаторов Kermi. В чем суть: штампованные батареи едины, виды изделий отличаются друг от друга количеством нагревательных панелей и ребер теплообменника. Классификация радиаторов выглядит так:

• тип 10 — однопанельный блок без дополнительных ребер;
• тип 11 – 1 панель + 1 лист профнастила;
• тип 12 — две панели плюс 1 лист с оребрением;
• тип 20 — батарея на 2 конфорки, конвекция не предусмотрена;
• тип 22 – двухпанельный радиатор с 2-мя листами, увеличивающими площадь теплообмена.

Эскизы стальных нагревателей различных типов — вид сверху

Примечание. Также существуют утеплители типа 33 (3 панели + 3 ребра), но такие изделия менее востребованы из-за повышенной толщины и цены. Самой «ходовой» моделью является тип 22.

Так панельно-штампованные агрегаты любой марки отличаются только присоединительными размерами. Расчет радиаторов отопления сводится к правильному выбору типа, затем расчету длины батареи для конкретного помещения по высоте и теплоотдаче. Алгоритм следующий:

1. Определите исходные данные, указанные в начале статьи.
2. Выберите тип и высоту обогревателя. Самые распространенные варианты – изделия высотой 30, 40 и 50 см, тип 22.
3. Воспользуйтесь представленной таблицей, в которой указана мощность нагрева q (Вт/1 м.п.) радиаторов Kermi разных типов и размеров в зависимости от условий эксплуатации. Начните с левого столбца — найдите правильную температуру в помещении, затем теплоноситель, затем высоту над уровнем моря и тип батареи. В ячейке на пересечении строки и столбца находится мощность 1 метра радиатора.
4. Разделите количество энергии, необходимой для обогрева, на q — вы найдете потребление радиатора данной высоты.
5. По каталогу подберите водогрейный агрегат подходящей длины. При необходимости (например, аккумулятор слишком длинный) разделите этот размер на 2-3 единицы.

Пример расчета. Определим размеры стального радиатора для той же комнаты 15,75 м²: теплопотери – 2048 Вт, температура воздуха – 22 градуса, теплоносителя – 65°С. Возьмем стандартные батареи высотой 500 мм, тип 22. Согласно таблицы, находим q = 1461 Вт, узнаем общую длину панели 2048/1461 = 1,4 м. Из каталога любого производителя выбираем ближайший больший вариант – обогреватель длиной 1,5 м или 2 шт по 0,7 м.

Конец первой таблицы – теплоотдача 1 м длины радиаторов Kermi

Совет. Наши инструкции на 100% верны для продукции Kermi. При покупке радиаторов другой марки (особенно китайской) длину панели нужно брать с запасом 10-15%.

Отопительные приборы однотрубных систем

Важной особенностью горизонтального «Ленинграда» является постепенное снижение температуры в магистрали за счет смешения теплоносителя, охлаждаемого батареями. Если 1 кольцевая линия обслуживает более 5 приборов, разница между началом и концом распределительной трубы может составлять до 15 °C. В результате новейшие радиаторы излучают меньше тепла.

Однотрубный замкнутый контур — все нагреватели подключены к 1 трубе

Чтобы выносные батареи отдавали в помещение необходимое количество энергии, при расчете тепловой мощности внесите следующие коррективы:

1. Выберите первые 4 радиатора в соответствии с инструкциями выше.
2. увеличьте мощность пятого юнита на 10%.
3. Добавьте дополнительные 10 процентов к расчетной теплоотдаче для каждой последующей батареи.

Объяснение. Мощность шестого излучателя увеличена на 20%, седьмого — на 30% и так далее. Зачем наращивать последние батареи для однотрубного «Ленинграда», эксперт подробно расскажет в видео:

Напоследок несколько уточнений

Отопительные приборы могут работать в разных условиях, подключаться по разным схемам. Эти факторы влияют на передачу тепла нагревателям в рабочем режиме. При определении мощности комнатных радиаторов следует учитывать некоторые рекомендации:

1. Если батарея подключена к трубопроводам по универсальному нижнему рисунку, эффективность нагрева снижается. Добавьте 10% к расчетной мощности приборов%.
2. В комбинированных системах (решетка радиатора + теплый водяной пол) конвекционные устройства играют вспомогательную роль. Основную отопительную нагрузку несут напольные контуры. Но нельзя недооценивать расчетную теплоотдачу к радиаторам, при необходимости батареи должны полностью заменить теплый пол.
3. Домовладельцы часто закрывают обогреватели декоративными экранами, даже зашивая их гипсом, оставляя конвекционные отверстия. При этом инфракрасное тепло, выделяемое нагреваемой поверхностью устройства, полностью теряется. Следовательно, мощность батареи необходимо увеличить не менее чем на 40%.
4. Не устанавливайте 1-3 секции радиатора, даже если такое количество рассчитано. Чтобы получить обычный нагреватель, необходимо установить не менее 4 ребер.
5. Антифризы хуже обычной воды по теплоемкости, разница составляет около 15%. При использовании антифризов увеличить площадь теплообмена батарей на 10% (увеличить количество секций радиатора или размеры панелей).

При расчете радиаторов отопления следует учитывать простое правило: чем ниже температура воды в подающей магистрали, тем большая поверхность теплообмена необходима для обогрева помещений. Выбирайте подходящее котельное оборудование и устанавливайте системы, чтобы не пришлось решать проблемы наращиванием батарейных секций.