Допустим, вы выбрали радиаторы по типу и конструкции. Следующим шагом будет расчет радиаторов для каждой комнаты в частном доме, включая определение тепловой мощности и количества секций (или размеров плит). Самый простой вариант — воспользоваться онлайн-калькулятором любого строительного портала. Но желательно перепроверить результаты расчетов, иначе за ошибки придется расплачиваться позже. Предлагаем ручной расчет тепловой мощности радиаторов, это проверенный и удобный способ.
Исходные данные для вычислений
Тепловая мощность радиаторов рассчитывается для каждого помещения отдельно, в зависимости от количества внешних стен, окон и наличия входной двери с улицы. Чтобы правильно рассчитать тепловую мощность радиаторов, нужно ответить на 3 вопроса:
- Сколько тепла нужно для обогрева гостиной.
- Какую температуру воздуха поддерживать в том или ином помещении.
- Средняя температура воды в системе отопления квартиры или частного дома.
Внимание. Если в доме установлен однотрубный коллектор, охлаждение теплоносителя необходимо скорректировать, добавив секции к последним радиаторам.
Ответ на первый вопрос — как по-другому рассчитать необходимое количество тепловой энергии, можно найти в отдельном руководстве — Расчет нагрузки системы отопления. Вот 2 упрощенных метода расчета: по площади и по объему помещения.
Распространенный способ — измерить отапливаемую площадь и выделить 100 Вт тепла на квадратный метр или 1 кВт на 10 м². Предлагаем доработать методику — с учетом количества мансардных окон и внешних стен:
- для помещений с 1 окном или входной дверью и одной внешней стеной оставьте 100 Вт тепла на квадратный метр;
- угловая комната (2 внешние стены) с одним оконным проемом — 120 Вт / м²;
- то же, 2 мансардных окна — 130 Вт / м².
Важное условие. Расчеты более-менее верны для высоты потолков до 3 метров и для зданий, построенных в зоне умеренного климата. Для северных регионов используется коэффициент роста 1,5 … 2,0, для южных — коэффициент уменьшения 0,7-0,8.
Распределение тепловых потерь по поверхности одноэтажного дома
Если этаж выше 3 метров (например, коридор с лестницей в двухэтажном доме), правильнее рассчитывать теплопотери по объему:
- комната с 1 окном (внешняя дверь) и только одной внешней стеной — 35 Вт / м³;
- помещение, окруженное другими комнатами, без окон или расположенное на солнечной стороне — 35 Вт / м³;
- угловая комната с 1 открывающимся окном — 40 Вт / м³;
- то же, с двумя окнами — 45 Вт / м³.
Ответить на второй вопрос гораздо проще: комфортная температура в помещении находится в пределах 20 … 23 ° C. Дальнейшее нагревание воздуха расточительно, а более низкая температура будет прохладнее. Среднее значение для расчета плюс 22 градуса.
Для оптимальной работы котла его необходимо нагреть до температуры 60-70 ° С. Исключение составляют случаи, когда тепло или слишком холодно, и температура воды должна быть понижена или повышена. Количество таких дней невелико, поэтому предполагается, что средняя расчетная температура системы составляет +65 ° С.
В помещениях с высокими потолками учитывайте расход тепла по объему.
Паспортная и реальная теплоотдача радиатора
Размеры радиаторов указаны в каталожной карточке. Производители обычно заявляют мощность одной стандартной секции с размером от центра до центра 500 мм в диапазоне 170 … 200 Вт. Характеристики алюминиевых и биметаллических радиаторов примерно одинаковы.
Хитрость в том, что значение тепловыделения, указанное в таблице, нельзя использовать для соответствия количеству секций. Согласно п. 3.5 ГОСТ 31311-2005 производитель обязан указать мощность радиатора при следующих условиях эксплуатации:
- теплоноситель течет по радиатору сверху вниз (диагональный или боковой подвод);
- температура головы 70 градусов;
- расход воды через устройство — 360 кг / час.
Ссылка. Тепловой напор — это разница между средней температурой сетевой воды и воздуха в помещении. Обозначается как ΔT, DT или dt и рассчитывается по формуле:
Чтобы объяснить проблему, мы подставляем известные значения ΔT = 70 ° C и комнатную температуру плюс 20 ° C в формулу и обращаем вычисления в обратном порядке:
- подача + обратка = (ΔT + температура воздуха) x 2 = (70 + 20) x 2 = 180 ° C.
- По регламенту расчетная разница температур подачи и возврата должна составлять 20 градусов. Это означает, что вода, выходящая из котла, должна быть нагрета до 100 ° C, а возвратная вода должна охлаждаться до 80 ° C.
- Режим работы 100/80 ° C недоступен для бытовых систем отопления, максимальный нагрев 80 ° C. Более того, поддержание такой температуры теплоносителя нецелесообразно с экономической точки зрения (помните, что мы приняли среднюю температуру 65 ° C).
Выводы. В реальных условиях радиатор будет выделять гораздо меньше тепла, чем указано в инструкции по эксплуатации. Это связано с меньшим ΔT — разницей температуры воды и окружающего воздуха. Наши предварительные данные показывают, что ΔT составляет 130/2 — 22 = 43 градуса, что почти вдвое меньше требуемого значения.
Определяем число секций алюминиевой батареи
Рассчитать параметры нагревателя для конкретных условий непросто. Формула тепловой мощности и алгоритм расчета, используемые проектировщиками, слишком сложны для рядовых домовладельцев, не знакомых с теплотехникой.
Предлагаем рассчитать количество секций радиатора более доступным методом, дающим минимальную погрешность:
- Соберите исходные данные, перечисленные в первой части этой публикации — узнайте, сколько тепла необходимо для отопления, какова температура воздуха и охлаждающей жидкости.
- Рассчитайте фактическую температуру DT по приведенной выше формуле.
- Если вы выбрали конкретный тип радиатора, откройте карточку каталога и прочтите коэффициент теплопередачи для 1 секции при DT = 70 градусов.
- Ниже представлена таблица с готовыми преобразователями мощности обогрева секций радиатора. Найдите значение, соответствующее фактическому DT, и умножьте его на значение тепловой мощности — вы получите мощность 1 ребра в ваших рабочих условиях.
Зная реальный тепловой поток, можно легко рассчитать количество ламелей, необходимое для обогрева помещения. Разделите необходимое количество тепла на мощность 1 секции. Для наглядности вот пример расчета:
- Возьмем угловое помещение с двумя светопрозрачными конструкциями (окнами) площадью 15,75 м², высотой потолка 280 см (показано на чертеже детали). Удельный расход тепла на отопление составляет 130 Вт / м², а общая потребность в тепле составит 130 x 15,75 = 2048 Вт.
- В предыдущей главе мы определили приток тепла DT = 43 ° C.
- Выбирайте алюминиевый радиатор GLOBAL VOX 350 (колесная база 350 мм). Согласно документации на изделие, тепловая мощность 1 ламели составляет 145 Вт (DT = 70 ° C).
- Найти в таблице коэффициент, соответствующий температуре DT = 43 ° C, K = 0,53.
- Умножьте характеристики производительности на коэффициент и найдите фактическую тепловую мощность 1 ламели: 0,53 x 145 = 76,85 Вт.
- Рассчитываем количество алюминиевых ламелей на комнату: 2048 / 76,85 ≈ 26,65, округляя в большую сторону, получаем 27.
Осталось выделить в комнату секции. Если размеры окон совпадают, разделите 28 пополам и поместите под каждое проем радиатор с 14 ребрами. В противном случае количество секций радиатора подбирается пропорционально ширине окон (может быть приблизительным). Аналогичным образом рассчитайте тепловую мощность биметаллических и чугунных радиаторов.
Расположение радиаторов — радиаторы лучше всего ставить под окнами или у холодной внешней стены.
Кончик. Если у вас есть персональный компьютер, проще воспользоваться программой расчета итальянского бренда GLOBAL, доступной на официальных ресурсах производителя.
Многие известные компании, в том числе GLOBAL, документируют тепловую мощность своих устройств для различных температурных условий (DT = 60 ° C, DT = 50 ° C), пример приведен в таблице. Если фактическое ΔT = 50 ° C, можно безопасно использовать эти значения без необходимости пересчета.
Расчет размера стального радиатора
Конструкция пластинчатых блоков отличается от сегментных. Радиаторы изготавливаются из штампованного стального листа толщиной 1 … 1,2 мм, предварительно нарезанного до нужного размера. Для выбора подходящего радиатора необходимо определить тепловую мощность 1 метра длины пластины, сваренной из листового металла.
Предлагаем использовать самый простой метод, основанный на технических данных серьезного немецкого производителя панельных водонагревателей Kermi. В чем суть: радиаторы пресса унифицированы, виды изделий отличаются друг от друга количеством варочных панелей и ребер теплоотдачи. Классификация радиаторов следующая:
- тип 10 — однопанельный пульт без дополнительных ламелей;
- тип 11 — 1 панель + 1 профнастил;
- тип 12 — две панели плюс 1 лист ребер;
- Тип 20 — радиатор с 2 конфорками, без конвекционных ребер;
- тип 22 — двухпластинчатый радиатор с 2 нагревательными пластинами, увеличивающими поверхность теплоотдачи.
Эскизы стальных радиаторов разного типа — вид сверху
Внимание. Также существуют радиаторы типа 33 (3 панели + 3 ребра), но эти изделия менее популярны из-за большей толщины и цены. Самая «популярная» модель — тип 22.
Итак, устройства с тиснением на панели любой марки отличаются только монтажными размерами. Расчет радиаторов отопления сводится к выбору подходящего типа, затем в зависимости от высоты и тепловой мощности рассчитывается длина батареи для данного помещения. Алгоритм следующий:
- Установите исходные данные, указанные в начале статьи.
- Выберите тип и высоту радиатора. Самые распространенные варианты — изделия высотой 30, 40 и 50 см, тип 22.
- В зависимости от условий эксплуатации см. Таблицу, в которой указана тепловая мощность q (Вт / 1 м²) для различных типов и размеров радиаторов Kermi. Начните с левой колонки и найдите правильную комнатную температуру, затем теплоноситель, затем высоту и тип радиатора. В ячейке на пересечении строки и столбца указана мощность на метр радиатора.
- Разделив количество энергии, необходимой для нагрева, на значение q, мы получим размер радиатора данной высоты.
- Выберите из каталога радиатор подходящей длины. При необходимости (например, если радиатор слишком длинный) разделите размер на 2–3 единицы.
Пример расчета. Рассчитаем размеры стального радиатора для такого же помещения площадью 15,75 м²: теплопотери 2048 Вт, температура воздуха 22 градуса, температура хладагента 65 ° С. Рассмотрим стандартные обогреватели высотой 500 мм, тип 22. По таблице находим q = 1461 Вт, находим общую длину панели 2048/1461 = 1,4 м. Из каталога любого производителя выберите ближайший вариант большего размера — радиатор длиной 1,5 м или 2 устройства по 0,7 м.
Конец первой таблицы — тепловой поток для радиаторов Kermi длиной 1 м.
Кончик. Наши инструкции на 100% верны для продукции Kermi. Если вы покупаете радиаторы другой марки (особенно китайские), длину плиты следует брать с припуском 10-15%.
Отопительные приборы однотрубных систем
Важной особенностью горизонтальной «Ленинградки» является постепенное понижение температуры в магистрали за счет охлаждающей жидкости охладителями. Если один кольцевой воздуховод обслуживает более 5 устройств, разница между началом и концом разводки может достигать 15 ° С. В результате последние нагреватели выделяют меньше тепла.
Однотрубный замкнутый контур — все радиаторы подключены к одной трубе
Чтобы радиаторы дальнего действия доставляли в комнату нужное количество энергии, при расчете мощности обогрева необходимо внести следующие корректировки:
- Выберите первые 4 радиатора в соответствии с приведенными выше инструкциями.
- Увеличить мощность 5-го радиатора на 10%.
- К расчетной тепловой мощности каждого последующего радиатора следует прибавить еще 10 процентов.
Объяснение. Эффективность шестого кулера увеличена на 20 процентов, седьмого — на 30 процентов и так далее. Зачем увеличивать последние однотрубные радиаторы «Ленинградка», подробно расскажет специалист в видео:
Напоследок несколько уточнений
Отопительные приборы могут работать в различных условиях и могут быть подключены разными способами. Эти факторы влияют на тепловую мощность нагревателей во время работы. При определении мощности комнатных обогревателей следует учитывать несколько рекомендаций:
- Если радиатор подключен к трубам в контуре с раздельным дном, теплопроизводительность снижается. К расчетной мощности устройств прибавьте 10%.
- В комбинированных системах (радиаторная сеть + теплый пол) конвекционные устройства играют вспомогательную роль. Основная тепловая нагрузка ложится на контуры пола. Однако не следует недооценивать расчетную тепловую мощность радиаторов, при необходимости радиаторы должны полностью заменить теплый пол.
- Домовладельцы часто закрывают радиаторы декоративными экранами или даже гипсокартоном, оставляя зазоры для конвекции. В этом случае полностью теряется инфракрасное тепло, излучаемое нагретой поверхностью устройства. Соответственно, КПД радиатора придется повысить минимум на 40%.
- Не следует устанавливать 1-3 секции радиатора, даже если это расчетное количество. Для получения правильного нагревательного устройства необходимо установить не менее 4 ламелей.
- Антифриз уступает обычной воде по теплоемкости, разница около 15%. При использовании антифриза увеличьте поверхность теплообмена радиаторов на 10% (увеличьте количество секций радиатора или размер пластин).
При определении размеров радиаторов руководствуйтесь простым правилом: чем ниже температура приточной воды, тем большая поверхность теплообмена требуется для обогрева помещений. Следует выбрать соответствующее котельное оборудование и правильно установить систему, чтобы не возникало проблем, связанных с увеличением длины радиаторов.