Как рассчитать количество секций радиатора

Наиболее простой способ обеспечить теплом жилые помещения квартиры или дома предполагает установку дополнительных радиаторов отопления или батарей. Идея неплохая, но бесконтрольное наращивание секций обогрева может превратить жилье в сауну, а любые попытки сэкономить на радиаторах приведут к переохлаждению и отсыреванию помещения. Чтобы угадать золотую середину, нужно просто выполнить оценочный расчет радиаторов отопления, определить теплопроизводительность одной секции и потребное количество для квартиры.

Содержание

Варианты конструкций радиаторов отопления

Перед тем как рассчитать количество секций радиатора, необходимо получить теплотехнические характеристики отопительной поверхности. В первую очередь они зависят от размеров и материала корпуса. В современных системах отопления частных домов и квартир используется несколько типов радиаторов:

Чугунные батареи, набранные из литых секций. Обладают высокой тепловой инерцией и хорошей стойкостью к окислению воздухом и теплоносителем. Средняя теплоотдача составляет около 160 Вт на секцию;
Стальные радиаторы обеспечивают наихудшую теплоотдачу, всего около 80-85 Вт на условную секцию, но проще, дешевле и надежнее чугунных систем;
Алюминиевые секции обеспечивают самую высокую теплоотдачу, более 200 Вт на одну ячейку или секцию. Алюминиевые сплавы подвержены сильной электрохимической и газовой коррозии, поэтому используются ограниченно;
В биметаллических или сталь-алюминиевых радиаторах высокий уровень теплоотдачи, составляющий до 200 Вт на секцию, сочетается с прочностью и долговечностью батареи, даже при повышенной температуре теплоносителя.

К сведению! В маркировке наиболее популярных биметаллических систем используется кодировка БМ, в алюминиевых с анодированной поверхностью — АА, чугунные и стальные батареи маркируются обозначениями ЧГ и ТС соответственно.

Из-за небольших размеров, высокой теплоотдачи и приятного внешнего вида более всего используются для построения систем отопления биметаллические радиаторы. Поэтому большинство рекомендаций и методик подбора отопительных приборов направлены на то, чтобы рассчитать биметаллические радиаторы отопления. Но, по сути, методика и способ расчета секций биметаллических радиаторов отопления при необходимости может быть перенесен на алюминиевые и даже чугунные батареи, с поправкой на линейные размеры и коэффициент теплопередачи от разогретой металлической поверхности в более холодный воздух.

Общая методика расчета радиаторов отопления

Чтобы не перегружать методику расчета ненужными подробностями и деталями, специалистами был предложен простейший расчет радиатора отопления по площади помещения. Для обеспечения нормального теплового баланса в зимнее время расчет по площади подразумевает обеспечение тепловой мощности из нормы в 100 Вт на квадратный метр помещения.

Зная общую площадь конкретного помещения, потребность в определенном количестве секций рассчитываем следующим образом:

Умножаем площадь комнаты на потребную мощность для одного квадратного метра. Расчет дает общую тепловую мощность для системы обогрева одной комнаты. Например, для помещения в 15 м² потребуется 15∙0,1=1,5 кВт тепловой энергии;
Выбираем из паспортных данных на изделие значение теплоотдачи или отдаваемую мощность для 1 секции биметаллического радиатора, например, 190 Вт на секцию;
Выполняем расчет радиатора отопления по площади 1500_190=7,89, с округлением получаем, что по расчету для отопления комнаты требуется 8 секций.

Важно! На самом деле методика расчета по площадям дает достоверный результат только для стандартных потолков в 270 см.

При подсчете потребной мощности для более высоких помещений используется расчет мощности нагревателя и определение потребного количества секций, исходя из объемной тепловой нагрузки. Например, для кирпичных и пенобетонных построек радиаторы отопления должны отдавать в воздух не менее 34 Вт/м³, для жилья из бетонных панелей используется норматив в 41 Вт/м³.

Таким образом, комната в 15 м² с высотой потолков 2,7 м имеет объем 40,5-41 м³. Для расчета отопления кирпичной постройки будет достаточно 1360 Вт/ч или 7 секций радиатора. Но данный расчет радиаторов отопления является предварительным или теоретическим, не учитывающим множество практических факторов, влияющих на качество отопления.

Определение поправок к расчету радиатора

Чтобы получить максимально приближенный к реальности результат расчета потребной мощности радиаторов отопления и количества секций, потребуется учесть целый ряд поправочных коэффициентов.

Наиболее важные из поправок:

Наличие внешних факторов, таких как расположение комнаты в здании, количество в помещении внешних стен, качество утепления;
Внутренние факторы – высота потолков, площадь остекления, схема подключения радиаторов;
Тепловая эффективность для жидкостных систем отопления.

Все перечисленные факторы, в зависимости от положительного или отрицательного влияния, учитываются в виде значений больше, равному или меньше единицы.

Тепловая мощность нагревателя будет рассчитываться по формуле:

P=P_теор∙К_эф∙К_расп∙ К_у∙К_клим∙К_окон∙К_окон2∙К_рад∙К_{рад_эк}

где P_теор – теоретическая мощность согласно расчета по действующим нормам, К_эф — коэффициент эффективности радиатора, К_расп, К_у, К_клим – поправки на расположение помещения в здании и климатический пояс, К_окон, К_окон2 – поправки на параметры остекления комнаты, К_рад1, К_{рад_эк} – коэффициенты, учитывающие особенности расположения радиаторов.

Прежде всего, необходимо уточнить тепловую эффективность системы радиаторов. Эта поправка из таблицы учета теплового напора радиатора. Расчет теплового напора выполняется по формуле:

Р=(Т_вх-Т_вых)/2-Т_пом

где Р— численное значение напора, Т_вх, Т_вых, – температура горячей воды на входе и выходе из радиатора, Т_пом – температура воздуха в комнате. Выполнив расчет напора из таблицы, можно выбрать поправочный коэффициент К_эф.

Таким способом в расчете радиатора пытаются самым примитивным образом, без сложнейших формул теплопередачи учесть два важных фактора – энергоемкость теплоносителя и эффективность отдачи тепла в воздух.

Определение поправок для учета внешних факторов

Наибольшее влияние на теплопотери оказывает расположение комнаты в здании. Для учета в расчете используем поправку К_расп. Для одной комнаты с одной наружной стеной К_расп=1, для двух, трех или всех четырех стен для расчета мощности радиатора принимают значения 1,2-1,4 соответственно.

Поправкой К_у учитывается качество утепления наружных стен, К_у=1 для кирпичной кладки в 50 см, К_у=0.85 для утепленной стены и К_у =1,27 при отсутствии утепления.

Буквой К_клим обозначают поправочный коэффициент для учета в расчете различных климатических поясов. В качестве определяющей температуры выбирают наиболее низкую температуру воздуха на местности. Для Т=-30^оС поправка К_клим равна 1,5, для мороза от 20 до 30 градусов К_клим=1,3, для остальных случаев в расчете радиаторов отопления принимают К_клим=1,0-1,2.

Учет конструктивных особенностей комнаты

Известно, что чем больше площадь остекления, тем больше тепловые потери на отопление. Для учета данного фактора применяется два критерия: К_окон – тип оконных рам и Н — площадь остекления. Для старого варианта остекления двойным стеклом в деревянной раме К_окон=1,27, для однокамерного и двухкамерного стеклопакета принимают К_окон =1 и К_окон=0,85, соответственно.

Площадь остекления учитывается в расчете по так называемому приведенному коэффициенту, равному соотношению площади пола к площади окон. Для десятипроцентного остекления К_окон2=0,8, для сорокапроцентного остекления К_окон2=1,2.

Огромное влияние на качество отопления оказывает правильное расположение радиаторов. Существует шесть наиболее распространенных схем подключения батареи из 7-10 биметаллических секций.

В первом случае подвод и отвод горячей воды выполняется с разных сторон отопителя, горячая вода подается с верхней доли, остывшая вода с нижней части батареи. Расчет отопления и практические измерения показывают, что эффективность использования подвода тепла в данном случае максимальна, поэтому К_рад=1. Если подвод и обратку установить с одной стороны, эффективность передачи тепла немного снижается, но еще достаточно высока, К_рад=1,03.

Значительно ухудшается теплопередача при организации подвода горячей воды снизу для следующих четырех схем:

Наиболее неэффективная схема — подвод и отвод теплоносителя с одной стороны при подаче горячей воды с нижней доли радиатора. Неважно, будет ли остывшая вода отводиться сверху или снизу, в этом случае для расчета отопления принимают К_рад=1,28;
Подвод кипятка в радиатор с нижней части одной стороны, отвод остывшей воды с верхней доли противоположной стороны, для расчета мощности радиатора К_рад=1,25;
Трубы с горячей и остывшей водой находятся в нижней части радиатора на одной линии с противоположных сторон, К_рад=1,13.

Как видно из приведенных данных, неудачный расчет и проектирование расположения подводов к батарее может уменьшить эффективность работы батареи на 25-28%.

Кроме правильного расположения подводов, большое значение имеет степень экранирования теплоотдачи. Например, для полностью открытого обогревателя К_{рад_эк}=0,9, что говорит о полном использовании возможности теплообмена. Для остальных случаев – перекрытия подоконником, нахождения в стеновой нише и установлении фронтальных декоративных экранов для расчета отопления К_{рад_эк} принимают значения 1-1,2.

Заключение

Остается выбрать необходимые значения поправок и перемножить по вышеприведенной формуле. Если ручной способ показался вам сложным и трудоемким, подсчитать мощность отопителя можно по одному из онлайн калькуляторов или специализированных программ, которые могут учитывать огромное количество дополнительных факторов, таких как место расположения батарей, толщину краски и даже характеристики системы вентиляции комнаты.