Расчет радиаторов отопления: потребность в тепловой энергии и количество секций

Тема этой статьи — расчет радиаторов отопления в квартире или частном доме. Нам предстоит узнать, как рассчитывается потребность помещения в тепле и на какую тепловую мощность секции приборов отопления стоит ориентироваться.

Поход за покупками стоит начать с подсчетов.

Потребность в тепловой энергии

По понятным причинам расчет количества радиаторов отопления начинается с оценки потребности в тепле. Строителями обычно используются довольно сложные схемы, учитывающие тепловое сопротивление стен, температуру наиболее холодной пятидневки и массу других факторов. Мы, однако, не станем лезть в дебри сложных формул и познакомимся с парой максимально простых в применении способов.

Оценка по площади

Простой расчет по площади даст достоверный результат в том случае, если речь идет о квартире в многоквартирном доме советской постройки где-нибудь в средней полосе России. Для частного дома он не подходит уже из-за существенного разброса высоты потолков: изменение этого параметра влияет на объем воздуха, который предстоит нагревать системе отопления, и на площадь стен, через которые дом теряет тепловую энергию.

Расчет тепловой мощности радиаторов отопления выполняется простым делением площади отапливаемого помещения на 10: один киловатт тепла позволяет обогревать площадь в 10 квадратных метров.

Зависимость между площадью помещения и потребностью в тепловой мощности.

Давайте в качестве примера оценим потребность в тепле двухкомнатной квартиры площадью 59 квадратных метров.

Отапливаемые помещения — 20-метровый зал, 18-метровая спальня и 8-метровая кухня.

Суммарная тепловая мощность отопительных приборов должна, очевидно, составлять 59/10=5,9 КВт.

Эта мощность должна быть поделена между комнатами в пропорции 20:18:8. Почему не использовать простой расчет отопительных радиаторов по площади каждой комнаты? Да потому, что батареям предстоит отапливать не только эти комнаты, но и санузел, и прихожую, лишенные отопительных приборов. Решение несложного уравнения даст нам значения мощности радиаторов в 2,5 КВт, 2,4 КВт и 1 КВт соответственно.

Нюанс: поскольку в кухне достаточно собственных источников тепла (как минимум — плита и теплообменник холодильника), для нее тепловая мощность отопления обычно берется чуть меньшей, чем для комнат — 0,6-0,8 КВт/10 м2.

Оценка по объему

Несколько более сложен расчет мощности радиаторов отопления по объему помещения.

Помимо собственно кубатуры воздуха, в этой схеме расчета учитывается ряд дополнительных параметров:

• Наличие дверей и окон. Как правило, через них теряется больше тепла, чем через глухую стену.

На экране тепловизора хорошо видна утечка тепла через окна.

• Тип помещения (квартира в многоквартирном доме или частный дом). Во втором случае отапливаемое помещение имеет большую площадь общих с улицей ограждающих конструкций, что увеличивает потери тепла через них.
• В случае квартиры — ее расположение в доме. Угловая квартира опять-таки имеет как минимум две общих стены с улицей.
• Наконец, формула расчета учитывает климатические особенности регионов страны. Очевидно, что в Якутске потребность в тепле будет больше, чем в Сочи.

Так каким образом можно рассчитать мощность отопления по кубатуре?

За базовое значение принимаются 40 ватт на кубометр объема отапливаемого помещения.

Для угловых квартир в многоквартирном доме используются коэффициенты 1,2 — 1,3 (в зависимости от площади общих с улицей стен). Для частного дома коэффициент берется равным 1,5: как мы помним, он будет терять тепло через все стены, пол и крышу.

Угловое расположение квартиры увеличивает потери через стены.

К результату умножения прибавляются 100 ватт на каждое окно и 200 — на каждую ведущую на улицу дверь.

Полученное значение умножается на региональный коэффициент:

Регион	Значение коэффициента
Краснодарский край, Крым	0,7 — 0,9
Московская и Ленинградская области	1,2 — 1,3
Сибирь, Дальний Восток	1,5
Якутия, Чукотка	2,0

Давайте выполним расчет теплоотдачи батарей отопления — радиатора, конвектора, регистра или любого другого типа отопительных приборов — для следующих условий:

• Отапливаемое помещение представляет собой частный дом в Верхоянске (средняя температура января — -45,4С, минимальная — -67,6С) размерами 12х6 метров с потолками высотой 3,2 метра.

Верхоянск спорит с Оймяконом за звание полюса холода северного полушария.

• В доме два двери и четыре окна.

Приступим.

Отапливаемый объем будет равным 12*6*3,2=230 м3 (с округлением).

Базовое значение тепловой мощности — 40*230=9200 ватт.

Поскольку речь идет о частном доме, утечка тепла через ограждающие конструкции заставит нас умножить результат на 1,5. 9200*1,5=13800 Вт.

Окна и двери усугубят ситуацию: 13800+(4*100)+(2*200)=14600.

Наконец, климатическая зона тоже внесет свои коррективы: 14600*2=29200 Вт.

Любопытно: типичный онлайн-калькулятор расчета радиаторов отопления не позволяет указать минимум уличной температуры ниже -30 — -35С. Соответственно, он оценивает потребность нашего строения в тепловой мощности примерно в половину полученного нами результата.

При заниженной тепловой мощности отопления дома едва ли будет тепло.

Радиаторы

Виды

Для начала давайте познакомимся с типами применяющихся в системах отопления радиаторов и их ключевыми особенностями.

• Алюминиевые батареи — наиболее популярное решение для автономных отопительных систем. Их главное достоинство — довольно скромная цена (от 250 рублей за секцию); к недостаткам можно довольно условно отнести невысокую теплоемкость и умеренную устойчивость к внутреннему давлению (до 10-16 атмосфер).

Гидроудар вырвал ниппель из алюминиевых резьб.

Нюанс: алюминий образует с медью гальваническую пару. Алюминиевые радиаторы нельзя использовать в одном контуре с медными трубами: возникающий между металлами слабый ток способствует их ускоренной коррозии.

• Чугун мало отличается от алюминия устойчивостью к гидравлическому давлению (те же 10-16 атмосфер); зато он обладает куда большей теплоемкостью. Тепловая инерционность системы отопления очень кстати при ее работе от твердотопливного котла с периодическими растопками.
• Определяющее свойство стальных батарей — высочайшая прочность. Она позволяет использовать эти отопительные приборы в любых системах центрального отопления: скачки температуры и давления абсолютно безопасны для цельносварной конструкции.

К недостаткам стального радиатора стоит отнести умеренную теплопроводность материала, которая делает практически бессмысленным его оребрение: концы ребер всегда будут гораздо холоднее теплоносителя.

• Биметаллические радиаторы полностью решают эту проблему. Стальной сердечник секции обеспечивает ее прочность на разрыв, а алюминиевая оболочка — большую площадь оребрения с высокой теплопроводностью. Этот тип батарей — хит последних лет у владельцев квартир с центральным отоплением.

Нюанс: при монтаже системы центрального отопления своими руками в комплекте с биметаллическими радиаторами стоит предпочесть не металлополимерные или пластиковые, а стальные трубы. С чем связана инструкция — понять нетрудно: какой смысл монтировать батареи, способные выдержать скачок давления вплоть до 50 кгс/см2, если подводка порвется уже при 15?

Биметаллический радиатор на фото смонтирован на стальную подводку.

Типовые значения теплоотдачи

После того, как выполнен расчет мощности радиатора отопления для конкретного помещения, нам предстоит рассчитать количество секций в нем. Очевидно, что для этого нужно знать главный параметр — теплоотдачу одной секции.

Точные значения всегда можно обнаружить в сопроводительной документации к отопительному прибору или на сайте производителя.

Типовые — для большинства представленной на рынке продукции таковы:

• Чугунная секция стандартного размера (с межосевым расстоянием по ниппелям в 500 мм) способна отдать около 160 ватт тепла.
• Расчет биметаллических радиаторов отопления можно выполнить, отталкиваясь от теплоотдачи секции в 180 ватт.
• Расчет алюминиевых радиаторов отопления обычно выполняется, исходя из значения в 200 ватт на секцию.

Значения теплоотдачи для некоторых типов отопительных приборов.

Таким образом, для нашего дома в Верхоянске понадобится 29200/200=146 алюминиевых секций.

Как всегда, есть ряд нюансов.

Производители указывают значения теплового потока при температуре теплоносителя, равной 90С. Реальные значения обычно ниже.

При одностороннем подключении длинного секционного отопительного прибора последние секции всегда будут холоднее первых. Радиатор в 10 и более секций лучше подключать с двух сторон; тем самым мы обеспечим проток теплоносителя по всей длине коллекторов. Кроме того, в этом случае батарея не будет нуждаться в промывке.

Двухстороннее подключение батареи обеспечит ее прогрев по всей длине.

Расчет стальных радиаторов отопления проблематичен просто-напросто из-за того, что у них нет секций, а размеры различаются от модели к модели. За информацией о тепловой мощности прибора придется лезть на сайт производителя.

Заключение

Надеемся, что предложенные методики расчета помогут читателю в проектировании отопительной системы для собственного жилья.

Прикрепленное видео, как всегда, содержит дополнительную информацию. Успехов!

Понравилась статья? Подписывайтесь на наш канал Яндекс.Дзен