Мощность радиатора. Принцип функционирования. Факторы, влияющие на теплоотдачу. Методики расчета

Мощность радиатора. принцип функционирования. факторы,

Мощность радиатора отопления есть как раз тем параметром, определяющий, как действенно устройство будет нагревать окружающий его воздушное пространство. Планируя реконструкцию отопительной системы, нам нужно освоить методику расчета производительности аналогичных изделий, поскольку ни избыток, ни недочёт мощности недопустимы.

Теплоотдача батарей

Принцип функционирования радиатора

Перед тем как приступать к вычислению эксплуатационных параметров, нам необходимо осознать, как работает отопительная батарея, и какую величину нам необходимо вычислить для оценки ее эффективности.

Радиатор (не имеет значение, водяной либо электрический с масляным теплоносителем) функционирует по достаточно несложному принципу:

  • В устройства находятся резервуары, по которым циркулирует нагретый теплоноситель. Горячее вещество поднимается вверх, остывшее – опускается вниз, потому жидкость неизменно находится в движении.

Обратите внимание! У электрических устройств нагрев происходит в самом радиаторе, у водяных – в котле либо печи, но в этом случае различия будут несущественными.

  • При перемещении теплоноситель контактирует со стенками резервуаров, отдавая им часть своего тепла. Наряду с этим – чем дольше время контакта и чем больше отличие температур, тем больше тепла отдает жидкость.
  • Нагреваясь изнутри, стены, со своей стороны, передают тепловую энергию в вохдух, нагревая воздушное пространство.
  • Чтобы повысить эффективность передачи тепла радиаторы отопления делают в форме ребер, увеличивая площадь поверхности, контактирующей с воздухом. Время от времени на поверхности закрепляют дополнительные железные пластины – они также помогают для ускорения теплообмена.

Обратите внимание! Наличие теплообменных ребер стимулирует конвекцию – перемещение тёплого воздуха между пластинами. Так, совмещаются два принципа обогрева: радиаторный и конвекторный.

Мощность радиаторов – металлических, чугунных, алюминиевых, биметаллических и т.д. – определяется тем, сколько тепла они смогут дать в вохдух за единицу времени. В паспортах к отопительным батареям данный параметр значительно чаще прописывают.

Подбор оптимальной теплоотдачи устройства крайне важен:

  • В системах отопления избыточная теплоотдача ведет к перегреву помещения. В итоге нам приходится нести затраты или на дополнительное проветривание, или на установку термоклапанов – сам же микроклимат наряду с этим без шуток ухудшается.
  • В случае если же производительности установленных устройств будет не хватает, то они будут вынуждены работать на пределе своих возможностей. С одной стороны, это значительно снижает ресурс изделия, а с другой – ведет к периодическому «недотопу», в то время, когда температура в помещении ощутимо понижается, не обращая внимания на все старания водогрейного котла.

  • Помимо этого, при сильной нагрузке аппарат может банально выйти из строя. Это прежде всего касается электрических моделей, потому мощность масляного радиатора необходимо подбирать с запасом приблизительно в 20-25%.

Факторы, воздействующие на теплоотдачу

В случае если проанализировать данные от экспертов и производителей, то возможно заметить, что, к примеру, мощность алюминиевых радиаторов отопления существенно превышает подобный показатель у чугунных моделей ветхого типа.

Это обусловлено различиями в конструкции и в материале:

  • Во-первых, чем больше внутренний количество батареи, тем больше теплоносителя в нее поступает, и тем больше энергии она даст. Исходя из этого в полной мере логично, что большое устройство будет греть действеннее, чем компактное (при других равных условиях, конечно). Цена также будет различаться, и не только за счет отличия в стоимости использованного для производства батареи материала.

  • Во-вторых, производительность зависит от температуры поступающего теплоносителя: чем горячее будет вода, тем больше тепла из нее окажется извлечь.
  • В-третьих, чем лучше материал проводит тепло, тем выше будет его теплоотдача. Наименее действенными по этому показателю являются изделия из чугуна, а за лидирующие позиции соперничают бронзовые, алюминиевые и биметаллические модели.

Обратите внимание! В среднем мощность одной секции алюминиевого радиатора выше, чем подобный показатель для биметаллических (алюминий + сталь либо алюминий + медь) конструкций. Но на практике имеют нюансы и значение разработки производства, так что эта зависимость не есть буквальной.

Для сравнения ниже приводится таблица мощности радиаторов различного типа. Более подробные сведения о тепловой эффективности некоторых моделей отопительных батарей вы имеете возможность обнаружить схемах, приведенных в статье.

Тип радиатораТеплоотдача одной секции, ВтКоличество теплоносителя в одной секции, л
Алюминиевый, межосевое расстояние 500 мм1830,27
Алюминиевый, межосевое расстояние 350 мм1390,19
Биметаллический, межосевое расстояние 500 мм2040,2
Биметаллический, межосевое расстояние 350 мм1360,18
Чугунный, межосевое расстояние 500 мм1601,45
Чугунный, межосевое расстояние 300 мм1101,1

Необходимо подчернуть, что мощность металлических радиаторов отопления, каковые имеют панельную структуру, указывается из расчета на все изделие в целом, тогда как для секционных конструкций инструкция довольно часто содержит два значения: теплоотдача секции и данный же параметр для всего радиатора.

Расчет потребляемой мощности

Методики расчета

Для подбора батарей по мощности нам прежде всего необходимо вычислить, какое количество тепла потребляет помещение.

Сделать это возможно несколькими методами, так что тут мы обрисуем наиболее действенный:

  • Для начала нам необходимо вычислить количество помещения, умножив ее площадь на высоту.
  • После этого определяем базовую потребность в тепле, умножая количество на нормативный коэффициент в 41 Вт.

Обратите внимание! Это значение справедливо для европейской части РФ. В южных и северных районах действуют свои нормативы, потому, что климат там значительно отличается.

  • Взятую величину необходимо скорректировать для компенсации потерь тепла. Для этого прибавляем по 100 Вт на одно окно и около 200 Вт на входную дверь.
  • Имеется и другой подход к компенсации потерь тепла: так, при наличии одного окна и одной внешней стенки увеличиваем теплопотребление на 20%, двух окон и двух внешних стен – на 30%, при применении экранов для радиаторов – еще на 25%.

Потом взятую цифру используем для вычисления требуемого количества обогревателей. Для этого делим ее на мощность одной секции радиатора отопления и округляем итог до целого числа.

Вычисление количества секций на несложном примере

Итак, давайте разберемся, как же на практике возможно выполнить вычисление своими руками.

  • Площадь помещения – 16 м2.
  • Высота потолка – 3,5 м.
  • Одно окно, одна наружная стенки.
  • Планируется установка секционных батарей с межосевым расстоянием 500 мм (мощность секции алюминиевого радиатора – 139 Вт).
  • Экраны устанавливаться не будут.

Методика расчета следующая:

  • Определяем количество: 16 х 3,5 = 56м3.
  • Рассчитываем потребность в тепле: 56 х 41 = 2296 Вт.
  • Вводим поправку на наличие наружных и окон стен: 2296 + 2296х0,2 = 2755,2 Вт.
  • Рассчитываем количество секций: 2755,2 / 139 = 19,8.

Соответственно, нам необходимо установить не меньше 20 секций алюминиевого радиатора. В совершенстве же необходимо купить две панели по 10 ребер, расположив их на противоположных стенках для более равномерного обогрева – тогда мощности отопительной системы хватит, дабы поддерживать в данной комнате оптимальный микроклимат.

Заключение

Зная площадь помещения и вычислив мощность радиатора на 1 м2, мы сможем подобрать отопительные устройства, нужные для обеспечения комфортной температуры в жилище. Само собой разумеется, неизменно возможно установить батареи с запасом по производительности, регулируя их работу вручную либо машинально, но все же и тут без вычислений не обойтись. Более детально ознакомиться с методикой определения теплоотдачи батарей вы сможете, просмотрев видео в данной статье.

Эффективные системы отопления: виды и характеристики радиаторов, существующие способы повышения теплоотдачи

Опубликовано 31 декабря 2014 в 1:49

Как известно, обеспечение комфортного микроклимата, т.е. поддержание оптимальной температуры в помещениях в зимний период во многом зависит от способности установленных приборов отдавать тепло. Следовательно, одним из параметров эффективности системы теплоснабжения можно назвать применяемые типы радиаторов отопления.

На сегодняшний день на рынке представлено несколько видов батарей, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки.

Существующие виды радиаторов

В современных системах отопления могут применяться различные радиаторы, которые можно классифицировать следующим образом.

По конструктивному решению приборы бывают:

  • секционными – наиболее распространенный вид; как понятно из названия, они представляют собой набор последовательно соединенных секций, а эффективность их функционирования будет зависеть от материала, из которого они выполнены, габаритных размеров и количества элементов; основными их достоинствами можно назвать возможность наращивания в процессе эксплуатации при недостаточной мощности радиаторов, а также надежность, долговечность;

Рисунок 1 – Секционные радиаторы отопления

  • панельными – в отличие от всех остальных видов этот вид имеет привлекательный внешний вид, широкий ряд типоразмеров; устройство таких приборов достаточно простое: две панели между которыми расположены коллектор и вертикальные тонкие пластины; такая конструкция обеспечивает высокий коэффициент теплоотдачи при минимальном объеме теплоносителя; имеют небольшой вес, невысокую стоимость; однако нужно учитывать, что такие изделия имеют небольшой срок эксплуатации вследствие низкой устойчивости к гидравлическим ударам и подверженности к частому засорению накипью и другими отложениями;

Рисунок 2 — Панельные отопительные приборы

  • пластинчатыми – их часто называют конвекторными; это самый дешевый и простой вариант радиаторов, представляющий собой сердечник в виде трубы отопления, к которому приварены тонкостенные стальные пластины; несмотря на надежность, такие приборы не очень популярны, т.к. имеют низкий коэффициент теплоотдачи (по имеющимся данным, он на 35-40 % ниже, чем у секционных), неравномерное распределение тепла, непрезентабельный вид;

Рисунок 3 – Пластинчатый радиатор

  • трубчатыми – представляют собой цельнометаллическую конструкцию, в устройство которой, как правило, входят нижний и верхний коллекторы, соединенные между собой изогнутыми вертикальными рубками; такие радиаторы отличаются оригинальным внешним видом, надежностью, равномерностью прогрева помещения, однако имеют высокую стоимость.

Рисунок 4 – Трубчатый прибор отопления

По виду материала различают:

  • чугунные приборы отопления – выпускаются секционными, считаются традиционными и до недавнего времени были наиболее популярными вследствие высокой инерционности (способности удерживать тепло длительное время), теплоотдачи, долговечности, коррозионной стойкости, устойчивости к гидравлическим ударам; в качестве недостатков отмечают большой вес и хрупкость;

Следует отметить, что ранние модели чугунных радиаторов имели непривлекательный вид, но в последние годы на рынке появились приборы с красивым дизайном, что обусловило их востребованность в современных системах отопления, несмотря на появление новых видов приборов.

Рисунок 5 – Современные чугунные радиаторы отопления

  • алюминиевые радиаторы – они также производятся секционными, но в отличие от чугунных, за счет конструктивной особенности каждая секция имеет большую поверхность теплоотдачи; такие приборы отличаются легкостью, невысокой стоимостью, внешней привлекательностью, способностью выдерживать высокое (до 1,8 МПа) давление в системе; могут иметь различные размеры, позволяющие подобрать оптимальный вариант для каждого конкретного случая;

Необходимо иметь в виду, что алюминиевые радиаторы имеют ограничения по применению. Вследствие низкой коррозионной стойкости их не рекомендуется использовать в централизованных схемах отопления, в которых состав теплоносителя непостоянен.

Рисунок 6 – Алюминиевые приборы для систем отопления

  • медные батареи отличаются надежностью, долговечностью, повышенной теплоотдачей, стойкостью к агрессивным средам; однако они имеют высокую стоимость и достаточно сложный и дорогостоящий монтаж, что ограничивает их применение;
Читайте также:  Газовый отопитель с инфракрасным излучением для прямого обогрева

Рисунок 7 – Медный пластинчатый радиатор

  • стальные приборы – бывают панельными, пластинчатыми и трубчатыми; отличаются высокой скоростью прогрева и степенью теплоотдачи, имеют небольшой вес, но имеют недостаточную коррозионную стойкость;

Требуется помнить, что стальные радиаторы характеризуются пониженной инерционностью, поэтому при снижении температуры теплоносителя в системе отопления, они быстро остывают.

  • биметаллические батареи – это современный вид, сочетающий в себе достоинства секционных и пластинчатых моделей; конструктивно представляют собой стальной или медный сердечник, к которому присоединены алюминиевые панели (секции). Среди достоинств таких радиаторов можно отметить высокую теплоотдачу, надежность (нечувствительны к перепадам давления в системе и химическому составу теплоносителя, исключают протечки). Среди недостатков следует назвать высокую стоимость, сложность очистки внешних поверхностей.

Нужно учитывать, что наличие воздуха (кислорода) в воде может вызывать коррозию стального элемента биметаллических приборов отопления, а, следовательно, снижать их долговечность.

Рисунок 8 – Устройство биметаллической батареи

По способу теплопередачи радиаторы можно подразделить на:

  • излучательные (радиационные) – к ним относят секционные (чугунные), трубчатые приборы;
  • конвекционные – панельные и пластинчатые модели;
  • конвекционно-радиационные – биметаллические, алюминиевые и стальные секционные радиаторы.

Необходимо отметить, что это разделение условное, т.к. все отопительные приборы в общем случае передают тепло посредством и конвекции, и излучения, но отличаются преобладанием каждого из указанных процессов.

Технические характеристики некоторых видов радиаторов

Основным параметром, определяющим эффективность, является мощность радиаторов отопления (теплоотдача), поэтому в таблице, представленной ниже, основной акцент будет сделан на этот показатель, а также на максимальную температуру и рабочее давление в системе.

Таблица 1 – Сравнительные технические характеристики некоторых видов приборов отопления

Модель радиатораОсновные характеристики
ВидТипНоминальная
мощность
одной
секции
(прибора), Вт
Размеры
секции
(прибора),
LxBxH,
мм
Рабочее
давление
в системе,
МПа
Максимальная
температура
теплоносителя,
Страна-производитель
Viadrus KALOR 500/70ЧугунныйСекционный107,3580х70х701,8115Чехия
МС-140-300ЧугунныйСекционный120376х108х1400,9130Россия
GLOBAL KLASS 350АлюминиевыйСекционный131432х80х801,6110Италия
ELSOTHERM AL N 500/85АлюминиевыйСекционный181580х85х801,6120Россия,
Китай
PURMO Compact 11СтальнойПанельный694800х500х60до 1,0110Финляндия,
Польша
PURMO Compact 22СтальнойПанельный17641200х500х102до 1,0110Финляндия,
Польша
RADIKO 500B x10БиметаллическийСекционный190580х80х852,5110Италия
Rifar Base 8БиметаллическийСекционный204570х80х1002,0110Россия

Теплоотдача радиаторов отопления

Теплоотдачей называют количество теплоты, передаваемое отопительным прибором в единицу времени и измеряемое в Ваттах.

Следует иметь в виду, что в литературе можно встретить и другую терминологию: мощность радиаторов отопления (теплового потока), тепловая мощность. Кроме того, некоторые производители в паспорте на технические изделия теплоотдачу указывают в кал/час, поэтому для определения ее в Вт следует воспользоваться переводным коэффициентом, равным 859,85.

Факторы, влияющие на теплоотдачу

На отдачу радиаторами тепла оказывают влияние:

  • материал и тип отопительного прибора, определяющие его технические характеристики;
  • параметры радиаторов, в том числе габаритные размеры (например, длина и ширина батареи должна занимать не менее 50 % площади под оконным проемом) и количество секций;

Требуется указать, что приборы, имеющие одинаковую конструкцию и размеры, но выполненные из разных материалов, имеют, как правило, разные показатели мощности.

  • корректность монтажа – батареи должны быть установлены строго вертикально, без уклонов по горизонтали, с соблюдением всех нормативных расстояний до строительных конструкций и мебели;
  • схема подключения радиатора к магистральному трубопроводу;
  • особенности установки приборов (ниши);
  • наличие защитных и декоративных экранов, плотных штор и т.д.;
  • вид запорно-регулирующей арматуры.

Существующие способы повышения мощности отопительного прибора

На сегодняшний день известно несколько вариантов оптимизации передачи тепловой энергии каждым радиатором.

  1. В случае использования чугунных батарей можно изменить их размеры путем установки дополнительных секций.
  2. Установленные приборы должны регулярно очищаться от грязи и пыли.
  3. Для окрашивания (в случае необходимости) рекомендуется применять специальные красочные составы, не оказывающие существенное влияние на мощность батареи.

Необходимо помнить, что несколько слоев краски препятствуют оптимальному теплообмену, поэтому рекомендуется снимать старое покрытие перед нанесением нового.

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”.

Факторы, влияющие на эффективность теплоотдачи радиатора отопления

Одним из ключевых элементов системы отопления является – радиатор.

Радиатор передает тепловую энергию от источника тепла воздуху в помещении. Тепло от радиатора передается конвекцией, излучением и теплопроводностью.

Эффективность теплопередачи прибора зависит от многих факторов, таких как:

  • Способ установки радиатора;
  • Способ подключения отопительного прибора к системе;
  • Наличие пыли на отопительном приборе – микрочастицы значительно снижают теплоотдачу;
  • Цвет отопительного прибора и состав покрытия;
  • Поверхность строительной конструкции за радиатором;
  • Скорость воздуха в помещении, направление потока воздуха;
  • Атмосферное давление – коэффициент теплопроводности понижается при уменьшении плотности воздуха.

Рассмотрим два основных фактора, оказывающих существенное влияние на теплоотдачу:

1. Способ установки радиатора

Самым оптимальным расположением отопительного прибора, с точки зрения теплотехники, является установка под окном. Так как сопротивление теплопередаче окна в несколько раз меньше сопротивления теплопередаче наружной стены, то через окно происходит одна из самых больших потерь тепла. Радиатор под окном создает тепловую завесу, которая уменьшает утечку тепла из помещения. Также отопительный прибор нагревает наружный воздух, который проходит через неплотности и щели оконной рамы (инфильтрация).

Возможна установка отопительных приборов у внутренней стены вдали от наружных стен, наружных дверей и окон, а также под перекрытием – в таком случае эффективность теплоотдачи прибора снижается примерно на 10%.

Идеальным вариантом было бы расположение радиатора под окном без подоконника -100 % теплоотдачи. Из-за подоконника траектория движения воздуха меняется, и теплоотдача уменьшается на 3-4%.

При расположении радиатора в нише теплоотдача уменьшается примерно на 7%.

В случае установки прибора отопления за декоративным экраном, который имеет внизу пространство для доступа воздуха, теплоотдача радиатора уменьшается на 5-7%.

У полностью закрытых декоративным экраном радиаторов теплоотдача падает на 20-25%.

2. Способ подключения отопительного прибора к системе

Способ подключения радиатора к системе отопления зависит от типа радиатора. Нижнее подключение радиаторов используется с радиаторами типа VK, имеющих встроенный термостатический клапан и нижнее подключение подающего и обратного трубопроводов. Межосевое расстояние 50 мм. Ось подающего трубопровода находится всегда дальше от бокового края радиатора. Подсоединение в обратном порядке вызовет падение тепловой мощности отопительного прибора более чем на 30%.

Труба к радиатору типа VK может выходить из пола (рис.1) или из стены (рис.2). Прибор отопления может быть подключен к системе отопления через вентиль отопительного прибора или напрямую.

Существует множество вариаций подключений, которые зависят от вида применяемой арматуры, от индивидуальных предпочтений заказчика, от бюджета, выделенного на систему отопления.

На рисунках представлены наиболее распространенные варианты подключений отопительных приборов в системах KAN-therm Push и KAN-therm Press .

Для радиаторов с боковым подключением существуют следующие виды подключений:

  • Боковое разностороннее (диагональное)

Труба к радиатору также может выходить из пола (рис. 3) или из стены (рис. 4). Данное подключение является оптимальным исходя из теплоотдачи. Рекомендуется для радиаторов длиной более 2-х метров, а также для тех, длина которых вчетверо превышает высоту. Подающая труба присоединяется к левому или правому верхнему штуцеру, а обратная – к противолежащему нижнему штуцеру. Подсоединение, выполненное наоборот (снизу в верх), приведёт к снижению теплоотдачи радиатора более чем на 20%

  • Одностороннее боковое подключение

Подающая труба присоединяется к верхнему штуцеру радиатора, а обратная – к нижнему с той же стороны (рис.5). Подсоединение, выполненное наоборот, приведёт к снижению теплоотдачи радиатора примерно на 20%.

Подающая и обратная трубы присоединяется к нижним штуцерам (рис.6). При таком виде подсоединения теплоотдача радиатора будет ниже номинальной примерно на 10%.

Системы KAN – therm предлагают широкий ассортимент элементов, позволяющих осуществить различные схемы присоединения отопительных приборов в широком ценовом диапазоне. В предложении фирмы KAN представлены специальные элементы для подключения отопительных приборов, такие как отводы и тройники с медными никелированными трубками Ø15 мм, различные фитинги для медных трубок, пластмассовые маскирующие насадки и другие элементы, позволяющие реализовать все существующие способы подключений отопительных приборов.

Правильно выбранный способ подключения отопительного прибора позволит эффективно использовать систему отопления, на многие годы обеспечит работоспособность системы и будет приносить эстетическое удовольствие.

Мощность радиатора. Принцип функционирования. Факторы, влияющие на теплоотдачу. Методики расчета

Мощность радиатора отопления является именно тем параметром, который определяет, насколько эффективно устройство будет нагревать окружающий его воздух. Планируя реконструкцию отопительной системы, нам необходимо освоить методику расчета производительности подобных изделий, так как ни избыток, ни недостаток мощности недопустимы.

Чтобы обеспечить дом теплом, нужно выбирать обогреватели с оптимальной теплоотдачей

Теплоотдача батарей

Принцип функционирования радиатора

Прежде чем приступать к вычислению эксплуатационных параметров, нам нужно понять, как работает отопительная батарея, и какую величину нам нужно рассчитать для оценки ее эффективности.

Радиатор (неважно, водяной или электрический с масляным теплоносителем) функционирует по достаточно простому принципу:

  • Внутри устройства находятся резервуары, по которым циркулирует нагретый теплоноситель. Горячее вещество поднимается вверх, остывшее – опускается вниз, потому жидкость постоянно находится в движении.

Распределение теплоносителя внутри устройства

Обратите внимание!
У электрических устройств нагрев происходит в самом радиаторе, у водяных — в котле или печи, но в данном случае различия будут несущественными.

  • При движении теплоноситель контактирует со стенками резервуаров, отдавая им часть своего тепла. При этом — чем длительнее время контакта и чем больше разница температур, тем больше тепла отдает жидкость.
  • Нагреваясь изнутри, стенки, в свою очередь, передают тепловую энергию в окружающую среду, нагревая воздух.
  • Для повышения эффективности теплопередачи радиаторы отопления делают в форме ребер, увеличивая площадь поверхности, контактирующей с воздухом. Иногда на поверхности закрепляют дополнительные металлические пластины – они тоже служат для ускорения теплообмена.

Конвекция тепловых потоков в помещении

Обратите внимание!
Наличие теплообменных ребер стимулирует конвекцию – движение горячего воздуха между пластинами.
Таким образом, совмещаются два принципа обогрева: радиаторный и конвекторный.

Мощность радиаторов – стальных, чугунных, алюминиевых, биметаллических и т.д. – определяется тем, сколько тепла они могут отдать в окружающую среду за единицу времени. В паспортах к отопительным батареям этот параметр чаще всего прописывают.

Подбор оптимальной теплоотдачи устройства очень важен:

  • В системах централизованного отопления избыточная теплоотдача приводит к перегреву помещения. В итоге нам приходится нести расходы либо на дополнительное проветривание, либо на установку термоклапанов – сам же микроклимат при этом серьезно ухудшается.
  • Если же производительности установленных устройств будет недостаточно, то они будут вынуждены работать на пределе своих возможностей. С одной стороны, это существенно снижает ресурс изделия, а с другой – приводит к периодическому «недотопу», когда температура в помещении ощутимо снижается, несмотря на все старания водогрейного котла.

При недостатке мощности в помещении будет холодно даже при работе системы на пределе возможностей

  • Кроме того, при сильной нагрузке аппарат может банально выйти из строя. Это в первую очередь касается электрических моделей, потому мощность масляного радиатора нужно подбирать с запасом примерно в 20-25%.

Факторы, влияющие на теплоотдачу

Если проанализировать информацию от производителей и экспертов, то можно увидеть, что, например, мощность алюминиевых радиаторов отопления значительно превышает аналогичный показатель у чугунных моделей старого типа.

Это обусловлено различиями в конструкции и в материале:

  • Во-первых, чем больше внутренний объем батареи, тем больше теплоносителя в нее поступает, и тем больше энергии она отдаст. Поэтому вполне логично, что крупное устройство будет греть эффективнее, чем компактное (при прочих равных условиях, естественно). Цена тоже будет отличаться, и не только за счет разницы в стоимости использованного для производства батареи материала.

Внутренняя полость алюминиевого радиатора

  • Во-вторых, производительность зависит от температуры поступающего теплоносителя: чем горячее будет вода, тем больше тепла из нее получится извлечь.
  • В-третьих, чем лучше материал проводит тепло, тем выше будет его теплоотдача. Наименее эффективными по этому показателю являются изделия из чугуна, а за лидирующие позиции конкурируют медные, алюминиевые и биметаллические модели.

Обратите внимание!
В среднем мощность одной секции алюминиевого радиатора выше, чем аналогичный показатель для биметаллических (алюминий + сталь или алюминий + медь) конструкций.
Однако на практике имеют значение и нюансы технологии производства, так что эта зависимость не является буквальной.

Фото отдельной секции

Для сравнения ниже приводится таблица мощности радиаторов разного типа. Более подробные сведения о тепловой эффективности некоторых моделей отопительных батарей вы можете найти на схемах, приведенных в статье.

Тип радиатораТеплоотдача одной секции, ВтОбъем теплоносителя в одной секции, л
Алюминиевый, межосевое расстояние 500 мм1830,27
Алюминиевый, межосевое расстояние 350 мм1390,19
Биметаллический, межосевое расстояние 500 мм2040,2
Биметаллический, межосевое расстояние 350 мм1360,18
Чугунный, межосевое расстояние 500 мм1601,45
Чугунный, межосевое расстояние 300 мм1101,1

Нужно отметить, что мощность стальных радиаторов отопления, которые имеют панельную структуру, указывается из расчета на все изделие в целом, в то время как для секционных конструкций инструкция часто содержит два значения: теплоотдача секции и этот же параметр для всего радиатора.

Таблица мощности стальных радиаторов отопления: цифры приведены для изделий компании Kermi 11, 22 и 33 типа.

Расчет потребляемой мощности

Методики расчета

Для подбора батарей по мощности нам в первую очередь нужно рассчитать, какое количество тепла потребляет помещение.

Сделать это можно несколькими способами, так что здесь мы опишем наиболее эффективный:

  • Для начала нам нужно вычислить объем комнаты, умножив ее площадь на высоту.
  • Затем определяем базовую потребность в тепле, умножая объем на нормативный коэффициент в 41 Вт.

Обратите внимание!
Это значение справедливо для европейской части РФ.
В южных и северных районах действуют свои нормативы, поскольку климат там существенно отличается.

  • Полученную величину нужно скорректировать для компенсации теплопотерь. Для этого прибавляем по 100 Вт на одно окно и около 200 Вт на входную дверь.
  • Есть и другой подход к компенсации теплопотерь: так, при наличии одного окна и одной внешней стены увеличиваем теплопотребление на 20%, двух окон и двух внешних стен – на 30%, при использовании экранов для радиаторов – еще на 25%.

Поправки на теплопотери

Далее полученную цифру используем для вычисления требуемого количества обогревателей. Для этого делим ее на мощность одной секции радиатора отопления и округляем результат до целого числа.

Вычисление количества секций на простом примере

Итак, попробуем разобраться, как же на практике можно выполнить вычисление своими руками.

Исходные данные таковы:

Алюминиевое изделие с межосевым расстоянием 500 мм

  • Площадь комнаты – 16 м2.
  • Высота потолка — 3,5 м.
  • Одно окно, одна наружная стена.
  • Планируется установка секционных батарей с межосевым расстоянием 500 мм (мощность секции алюминиевого радиатора — 139 Вт).
  • Экраны устанавливаться не будут.

Методика расчета следующая:

  • Определяем объем: 16 х 3,5 = 56м3.
  • Рассчитываем потребность в тепле: 56 х 41 = 2296 Вт.
  • Вводим поправку на наличие окон и наружных стен: 2296 + 2296х0,2 = 2755,2 Вт.
  • Рассчитываем количество секций: 2755,2 / 139 = 19,8.

Чем больше помещение, тем больше точек обогрева должно быть

Соответственно, нам нужно установить не менее 20 секций алюминиевого радиатора. В идеале же нужно приобрести две панели по 10 ребер, расположив их на противоположных стенах для более равномерного обогрева — тогда мощности отопительной системы будет достаточно, чтобы поддерживать в этой комнате оптимальный микроклимат.

Заключение

Зная площадь помещения и вычислив мощность радиатора на 1 м2, мы сможем подобрать отопительные приборы, необходимые для обеспечения комфортной температуры в жилище. Конечно, всегда можно установить батареи с запасом по производительности, регулируя их работу вручную или автоматически, но все же и здесь без вычислений не обойтись. Более подробно ознакомиться с методикой определения теплоотдачи батарей вы сможете, просмотрев видео в этой статье.

Понравилась статья? Подписывайтесь на наш канал Яндекс.Дзен

Сравнение радиаторов отопления по теплоотдаче

Реальная теплоотдача радиаторов отопления различных типов часто обсуждается на строительных форумах. Участники спорят, какие батареи лучше по тепловым характеристикам – чугунные, алюминиевые или стальные панели. Чтобы прояснить данный вопрос, предлагается выполнить расчет мощности разных отопительных приборов и провести сравнение радиаторов по теплоотдаче.

Как правильно рассчитывается реальная теплоотдача батарей

Первым делом изучите технический паспорт батареи. В нем вы точно найдете интересующие параметры — тепловую мощность одной секции либо целого панельного радиатора определенного типоразмера. Не спешите восхищаться отличными показателями алюминиевых или биметаллических обогревателей, указанная в паспорте цифра — не окончательная и требует корректировки, для чего и нужно сделать расчет теплоотдачи.

Ошибочное суждение: мощность алюминиевых радиаторов самая высокая, ведь теплоотдача меди и алюминия – самая лучшая среди металлов. Теплопроводность алюминия действительно высока, но процесс теплообмена зависит от многих факторов. Нюанс второй: отопительные приборы делают из силумина – алюминиевого сплава с кремнием, чьи показатели заметно ниже.

Прописанная в паспорте отопительного прибора теплоотдача соответствует истине, когда разница между средней температурой теплоносителя (tподачи + tобратки)/2 и воздуха помещения равна 70 °С. Величина зовется температурным напором, обозначается Δt. Расчетная формула:

Подставим известное значение температурного напора и получим такое уравнение:

(tподачи + tобратки)/2 — tвоздуха = 70 °С

Справка. В документации изделий от различных фирм параметр Δt может обозначаться по-разному: dt, DT, а иногда просто пишется «при разнице температур 70 °С».

Какую теплоотдачу мы получим, если в документации на биметаллический радиатор написано: тепловая мощность одной секции равна 200 Вт при DT = 70 °С? Разобраться поможет та же формула, в нее подставляем значение комнатной температуры +22 °С и ведем расчет в обратном порядке:

(tподачи + tобратки) = (70 + 22) х 2 = 184 °С

Зная, что разность температур в подающем и обратном трубопроводах не должна превышать 20 °С, определяем их значения следующим образом:

  • tподачи = 184/2 + 10 = 102 °С;
  • tобратки = 184/2 – 10 = 82 °С.

Теперь видно, что 1 секция биметаллического радиатора из примера отдаст 200 Вт теплоты при условии, что вода в подающем трубопроводе нагреется до 102 °С, а температура воздуха в комнате – до +22 °С.

Первое условие невыполнимо, поскольку современные бытовые котлы нагреваются до 80 °С (максимум). Значит, радиаторная секция никогда не отдаст заявленные 200 Вт тепла. Да и температура теплоносителя в системе частного дома редко поднимается выше 70 °С, тогда DT = 38 °С, а не 70 градусов. То есть, реальная теплоотдача прибора вдвое ниже паспортной.

Порядок расчета теплоотдачи

Итак, реальная мощность батареи отопления гораздо меньше заявленной, но для ее подбора надо понимать, насколько. Для этого есть простой способ: применение понижающего коэффициента к паспортному значению тепловой мощности обогревателя. Ниже представлена таблица коэффициентов, на которые умножается заявленная теплоотдача радиатора в зависимости от настоящей величины DT:

Алгоритм расчета настоящей теплоотдачи отопительных приборов для ваших индивидуальных условий такой:

  1. Определить, какая должна быть температура в доме и воды в системе.
  2. Подставить эти значения в формулу и рассчитать свой температурный напор Δt.
  3. Найти в таблице коэффициент, соответствующий найденному DT.
  4. Умножить на него паспортную величину теплоотдачи батареи.
  5. Подсчитать число секций либо целых отопительных приборов для обогрева комнаты.

В приведенном примере тепловая мощность 1 секции биметаллического радиатора составит 200 Вт х 0.48 = 96 Вт. На обогрев помещения площадью 10 м² пойдет приблизительно 1000 Вт теплоты или 1000/96 = 10.4 ≈ 11 секций (округление делаем в большую сторону).

Представленная таблица и расчет теплоотдачи батарей надо использовать, когда в документации указана Δt, равная 70 °С. Но бывает, что фирмы–производители дают мощность радиатора для других условий, например, при Δt = 50 °С. Тогда пользоваться коэффициентами нельзя, проще набрать требуемое количество секций по паспортной характеристике, только взять их число с полуторным запасом.

Справка. Многие производители указывают значения теплоотдачи при таких условиях эксплуатации: tподачи = 90 °С, tобратки = 70 °С, tвоздуха = 20 °С, что как раз соответствует Δt = 50 °С.

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.

Сравнение по другим характеристикам

Об одной особенности работы батарей – инертности – уже упоминалось выше. Но чтобы сравнение радиаторов отопления выглядело объективным, кроме теплоотдачи следует учесть и другие важные параметры:

  • рабочее и максимальное давление теплоносителя;
  • количество вмещаемой воды;
  • масса.

Ограничение по рабочему давлению определяет, можно ли устанавливать отопительный прибор в многоэтажных зданиях, где высота подъема воды сетевыми насосами может достигать сотни метров. Параметр не играет роли для частных домов, где давление в системе невысокое, максимум 3 Бар.

Сравнение по вместительности радиаторов может дать представление об общем количестве воды в сети, которое придется нагревать. Ну а масса изделия важна при выборе места установки и способа крепления батареи.

В качестве примера ниже показана сравнительная таблица характеристик различных радиаторов отопления одинакового размера:

Примечание. В таблице за 1 единицу принят отопительный прибор из 5 секций, кроме стального, представляющего собой единую панель.

Заключение

Если провести сравнение изделий широкого круга производителей, то все равно выяснится, что по теплоотдаче и другим характеристикам первое место прочно удерживают алюминиевые радиаторы. Биметаллические выигрывают по рабочему давлению, но стоят дороже, покупать их не всегда целесообразно. Стальные батареи – это скорее бюджетный вариант, а вот чугунные, наоборот, — для ценителей. Если не учитывать цену советских чугунных «гармошек» МС140, то ретро радиаторы – самые дорогие из всех существующих.

Читайте также:  Расчет батарей отопления: определяем оптимальную производительность системы
Ссылка на основную публикацию