Как сделать расчет радиаторов отопления правильно – точный способ

Пример расчета мощности батарей отопления

Возьмем помещение площадью 15 квадратных метров и с потолками высотой 3 метра.Объем воздуха, который предстоит нагреть в отопительной системе составит:V=15×3=45 метров кубических Далее считаем мощность, которая потребуется для обогрева помещения заданного объема. В нашем случае — 45 кубических метров. Для этого необходимо умножить объем помещения на мощность, необходимую для обогрева одного кубического метра воздуха в заданном регионе. Для Азии, Кавказа это 45 вт, для средней полосы 50 вт, для севера около 60 вт. В качестве примера возьмем мощность 45 вт и тогда получим:

45×45=2025 вт — мощность, необходимая для обогрева помещения с кубатурой 45 метров

Способы расчетов

Наиболее упрощенный способ расчета мощности батарей – умножить площадь помещения на усредненное значение мощности радиатора для стандартного обогрева 1 кв.м., а именно – 100 Вт. Имеем формулу: Q = S × 100.

Например, если площадь обслуживаемой комнаты 15 кв.м, то для ее комфортного обогрева понадобится тепловая отдача в 1500 Вт или 150 кВт. Дабы определить количество секций, следует разделить выведенный результат на тепломощность одной радиаторной секции.

Предыдущий расчет справедлив только для комнат со стандартным потолком 2,7 м в высоту. Если же помещение выше, нужно умножить его площадь на высоту и на средний показатель тепломощности для обогрева 1 куб.м. объема помещения, а именно – на 41 Вт для панельного или на 34 Вт для кирпичного дома. Имеем формулу: Q = S × h × 41 (34).

Например, если площадь комнаты в панельной высотке составляет 15 кв.м., а потолок достигает в высоту 3 м, то для обогрева понадобится теплоотдача радиаторов 1845 Вт или 185 кВт.

Пользуясь упрощенными методиками, будьте готовы к неприятным «сюрпризам» – к тому, что установленные батареи с вроде бы правильно рассчитанной мощностью на практике не смогут обеспечивать необходимый обогрев. Причина этому – целый спектр особенностей, которые вышепредложенные формулы попросту не учитывают. Вот почему, если вы заинтересованы в максимально точных расчетах, рекомендуем вам пользоваться более серьезной формулой: Q = S × 100 × А × В × С × D× Е × F × G × H × I, где S – площадь, 100 – общепринятые 100 Вт на квадратный метр.

Все остальные коэффициенты являются выражением разного рода особенностей радиаторов и отапливаемых помещений – разберем их далее по порядку.

Чтобы максимально точно высчитать объем радиаторов — воспользуйтесь формулой

Расчет в зависимости от типа батареи

Расчет в зависимости от типа батареи

Если планируется установка секционных батарей стандартного типа, то определение их числа не доставит проблем, так как известны все технические параметры таких батарей, включая тепловую мощность. В случае, если вместо мощности производителем указано значение расхода жидкости-теплоносителя, то рассчитать мощность достаточно легко: расход 1 литра теплоносителя в минуту приблизительно равен 1 кВт мощности.

Если же радиаторы отопления пока не выбраны, необходимо учесть, что батареи, имеющие одинаковые габариты, но произведенные из разных материалов, обладают разной тепловой мощностью, при этом, метод расчета секций чугунных батарей отопления аналогичен расчету радиаторов, выполненных из других материалов (алюминия, стали). Различаться может лишь мощность излучения одной секции.

Существуют усредненные значения мощностей, которые можно учитывать при расчете батарей из разных материалов. Так, одна секция батареи с осевым расстоянием 50 см излучает следующее количество тепла:

• чугунный радиатор – 145 Вт;
• биметаллический радиатор – 185 Вт;
• алюминиевый радиатор – 190 Вт.

Однако, в продаже можно найти радиаторы другой высоты (примерно от 20 до 60 см), мощность которых может отличаться от стандарта, поэтому при расчете нестандартных радиаторов отопления понадобится внести коррективы. В частности, следует учесть, что тепловая отдача радиатора зависит от площади его поверхности. Чем меньше высота отопительного радиатора, тем меньше его площадь и, соответственно, ниже мощность теплового излучения. Определив соотношение между высотой прибора отопления и стандартом, можно скорректировать результат расчета с помощью полученного коэффициента.

Зависимость мощности приборов отопления от местоположения и подключения
Помимо остальных параметров, теплоотдача радиаторов отопления варьируется в зависимости от такого фактора, как тип подключения. Так, наиболее оптимальным можно считать диагональное подключение, при котором теплоноситель подается сверху – в данном случае отсутствуют потери тепловой мощности, а наибольшие потери тепловой мощности характерны для бокового подключения и достигают отметки 22%.

При всех остальных типах подключения наблюдаются средние потери.
Реальная мощность радиатора отопления снижается и в случае присутствия каких-либо заграждающих конструкций, к примеру, подоконника (при нависании – 7-8% потерь, при частичном нависании – 3-5% потерь) или сетчатого экрана (20-25%, если экран перекрывает радиатор полностью, и 7-8% потерь, если экран не достигает пола).

Как рассчитать количество секций радиатора отопления

Чтобы теплоотдача и нагревательная эффективность была должного уровня, при расчете размера радиаторов нужно учесть нормативы их установки, а отнюдь не опираться на размеры оконных проемов, под которыми они устанавливаются.

На теплоотдачу влияет не ее размер, а мощность каждой отдельной секции, которые собраны в один радиатор. Поэтому лучшим вариантом будет разместить несколько небольших батарей, распределив их по комнате, нежели одну большую. Это можно объяснить тем, что тепло будет поступать в помещение из разных точек и равномерно прогревать его.

Каждое отдельное помещение имеет свою площадь и объем, от этих параметров и будет зависеть расчет количества секций, устанавливаемых в нем.

Расчет на основании площади помещения

Чтобы правильно рассчитать это количество на определенную комнату, нужно знать некоторые правила:

Узнать нужную мощность для обогрева помещения можно, умножив на 100 Вт размер его площади (в квадратных метрах), при этом:

• На 20% увеличивают мощность радиатора в том случае, если две стены помещения выходят на улицу, и в нем находится одно окно — это может быть торцевая комната.
• На 30% придется увеличить мощность, если комната имеет те же характеристики, как в предыдущем случае, но в ней устроено два окна.
• Если же окно или окна комнаты выходят на северо-восток или север, а значит, в ней бывает минимальное количество солнечного света, мощность нужно увеличить еще на 10%.
• Устанавливаемый радиатор в нишу под окном, имеет сниженную теплоотдачу, в этом случае придется увеличить мощность еще на 5%.

Ниша снизит энергоотдачу радиатора на 5 %

Если радиатор закрывается экраном в эстетических целях, то снижается теплоотдача на 15%, и ее также нужно восполнить, увеличив мощность на эту величину.

Экраны на радиаторах — это красиво, но они заберут до 15% мощности

Удельная мощность секции радиатора обязательно указывается в паспорте, который производитель прилагает к изделию.

Зная эти требования, можно рассчитать необходимое количество секций, разделив полученное суммарное значение требуемой тепловой мощности с учетом всех указанных компенсирующих поправок, на удельную теплоотдачу одной секции батареи.

Полученный результат расчетов округляется до целого числа, но только в большую сторону. Допустим, получилось восемь секций. И тут, возвращаясь к вышесказанному, нужно отметить, что для лучшего обогрева и распределения тепла, радиатор можно разделить на две части, по четыре секции каждая, которые устанавливают в разных местах помещения.

Каждое помещение просчитывается отдельно

Нужно отметить, что такие расчеты подходят для определения количества секций для помещений, оснащенных центральным отоплением, теплоноситель в котором имеет температуру не больше 70 градусов.

Этот расчет считается достаточно точным, но можно произвести расчет и по-другому.

Расчет количества секций в радиаторах, исходя из объема помещения

Стандартом считается соотношение тепловой мощности в 41 Вт на 1 куб. метр объема помещения, при условии нахождения в нем одной двери, окна и внешней стены.

Чтобы результат был виден наглядно, для примера можно рассчитать нужное количество батарей для комнаты площадью 16 кв. м.и потолком, высотой 2,5 метра:

16 × 2,5= 40 куб.м.

Далее нужно найти значение тепловой мощности, это делается следующим образом

41 × 40=1640 Вт.

 Зная теплоотдачу одной секции (ее указывают в паспорте), можно без труда определить количество батарей. Например, теплоотдача равна 170 Вт, и идет следующий расчет:

 1640 / 170 = 9,6.

После округления получается цифра 10 — это и будет нужное количество секций отопительных элементов на комнату.

Существуют также некоторые особенности:

• Если комната соединяется с соседним помещением проемом, не имеющим двери, то необходимо считать общую площадь двух комнат, только тогда будет выявлена точное количество батарей для эффективности отопления.
• Если теплоноситель имеет температуру ниже 70 градусов, количество секций в батареи придется пропорционально увеличить.
• При установленных в комнате стеклопакетах, значительно снижаются тепловые потери, поэтому и количество секций в каждом радиаторе может быть меньше.
• Если в помещениях установлены старые чугунные батареи, которые вполне справлялись с созданием нужного микроклимата, но есть планы поменять их на какие-то современные, то посчитать, сколько их понадобится, будет очень просто.Одна чугунная секция имеет постоянную теплоотдачу в 150 Вт. Поэтому количество установленных чугунных секций нужно умножить на 150, а полученное число делится на теплоотдачу, указанную на секции новых батарей.

Корректировка результатов расчета отопительных радиаторов

Корректировка результатов расчета

Для получения максимально точного результата необходимо учитывать все факторы, способствующие увеличению/уменьшению теплопотерь, включая материал стен, их утепление, размер окон, тип остекления, количество торцевых стен и т.д. Значения тепловых потерь помещения умножаются на определенные коэффициенты.
В частности, за счет окон происходит потеря 15-35% тепловой энергии. Точное значение зависит от габаритов и качества утепления окна. В связи с этим, предусмотрено два коэффициента:

• остекление: стандартные двойные рамы – 1,27, стандартные двухкамерные стеклопакеты – 1,0, трехкамерные стеклопакеты/двухкамерные стеклопакеты с аргоном – 0,85;
• соотношение площади окна и площади пола: 50% – 1,2, 40% – 1,1, 30% – 1, 20% – 0,9, 10% – 0,8.
  Что касается стен помещения, то для определения тепловых потерь с учетом этого фактора следует учитывать степень теплоизоляции и материал стен, а также число внешних стен, применяя следующие коэффициенты:
• степень тепловой изоляции: хорошая – 0,8, недостаточная (отсутствующая) – 1,27, норма (кирпичная стена толщиной в 2 кирпича);
• наличие внешних стен: три – 1,3, две – 1,2, одна – 1,1, внутреннее помещение (отсутствие потерь) – 1.

Кроме того, на тепловые потери влияет и то, какое помещение располагается сверху – отапливаемое или неотапливаемое. В данном случае используются следующие коэффициенты:

• неотапливаемый чердак – 1;
• отапливаемый чердак – 0,9;
• отапливаемое помещение (квартира) – 0,7.

При расчете секций батарей также можно учитывать специфические параметры помещения и климатические особенности региона.

Если выполнять расчет по площади комнаты при наличии потолков, имеющих нестандартную высоту, то следует применять пропорциональное увеличение или уменьшение с помощью коэффициента, который рассчитывается следующим образом: реальная (фактическая) высота потолков делится на стандартную высоту (2,7 м).
Все перечисленные коэффициенты предназначены для расчета батарей в квартирах.

Чтобы рассчитать тепловые потери здания через фундамент или подвал и кровлю, полученный результат необходимо увеличить на 50%.

Кроме того, результат расчета можно скорректировать с учетом средних температур в зимний период:

• -30 градусов – 1,5;
• -25 градусов – 1,3;
• -20 градусов – 1,1;
• -15 градусов – 0,9;
• -10 градусов и выше – 0,7.

Учитывая все корректировки, можно максимально точно определить число батарей, способных обеспечить обогрев помещения с заданными параметрами. Однако, существуют и другие факторы, влияющие на интенсивность теплового излучения.
Корректировка полученных результатов с учетом режима отопительной системы

В паспортах радиаторов указывается максимальная мощность приборов при функционировании в разных режимах:

• режим высоких температур – 90/70/20, где 90 градусов – температура на подаче, 70 градусов – температура в обратке, 20 градусов – температура воздуха в помещении;
• средний режим – 75/65/20;
• режим низких температур – 55/45/20.

Таким образом, результат расчета можно скорректировать с учетом рабочего режима системы. Для этого определяют температурный напор внутри системы, то есть разницу между степенью нагрева батарей и воздуха, учитывая, что температура приборов отопления является средним арифметическим между показателями подачи и обратки.

Особенности

Расчет радиаторов отопления производится в соответствии с теплопотерями конкретного помещения, а также в зависимости от площади этого помещения. Казалось бы, ничего сложного в создании проверенной схемы отопления с контурами труб и циркулирующим по ним носителю нет, однако правильные теплотехнические расчеты основываются на требованиях СНиП. Такие расчеты выполняются специалистами, а сама процедура считается чрезвычайно сложной. Однако с допустимым упрощением выполнить процедуры можно и самостоятельно. Кроме площади обогреваемого помещения, в расчетах учитываются некоторые нюансы.

Не зря для расчета радиаторов специалисты применяют различные методики. Основная их особенность – учет максимальных теплопотерь помещения. Затем уже рассчитывается нужное количество отопительных приборов, которые компенсируют эти потери.

Понятно, что чем проще будет используемый метод, тем более точными будут итоговые результаты. К тому же для нестандартных помещений специалисты применяют специальные коэффициенты.

Специалисты в своих проектах нередко используют специальные приборы. Например, с точным определением фактических теплопотерь справится тепловизор. На основании данных, полученных по прибору, рассчитывается количество радиаторов, которые с точностью компенсируют потери.

Такой метод расчета покажет наиболее холодные точки квартиры, места, где тепло будет уходить активнее всего. Такие точки часто возникают из-за строительного брака, например, допущенного рабочими, или из-за некачественных строительных материалов.

Результаты проводимых расчетов тесно связаны с существующими видами радиаторов отопления. Для получения наилучшего результата в расчетах необходимо знание параметров планируемых к использованию устройств.

Современный ассортимент включает такие виды радиаторов:

• стальные;
• чугунные;
• алюминиевые;
• биметаллические.

Для проведения расчетов нужны такие параметры устройств, как мощность и форма радиатора, материал изготовления. Самая простая схема подразумевает размещение радиаторов под каждым окном, имеющимся в комнате. Поэтому рассчитываемое количество радиаторов обычно равно числу оконных проемов.

Как выполнить расчет секций биметаллических радиаторов

Биметаллические секционные радиаторы Многие потребители очень осторожно относятся к отопительным приборам, предпочитая использовать проверенные варианты и просто игнорируя новинки. Кого-то останавливает отрицательный опыт

Однако в большинстве негативных ситуаций виноваты сами потребители. Неспециалист плохо разбирается в технических особенностях приборов, поэтому возникают ошибки в эксплуатации. Например, если неправильно произведен расчет секций алюминиевых радиаторов или биметаллических батарей, отопительный прибор просто не справится с поставленной задачей.

Самый простой способ определения числа секций на 1 кв. м

Существует метод расчета алюминиевого радиатора по площади. Для обогрева 1 м2 помещения до комфортной температуры ( +20 °С) отопитель должен выделять 100 Вт тепла. Эту цифру нужно использовать.

Нужно выполнить следующие действия:

1. Определить тепловую мощность одного ребра батареи. Часто она равняется 180 Вт.
2. Рассчитать или измерить температуру теплоносителя в системе отопления. Если температура воды, входящей в отопитель, составляет tвх. = 100 °С и, выходящей из него, составляет tвых. = 80 °С, то цифру 100 делят на 180. Результат составляет 0,55. Именно 0,55 секции нужно использовать для 1 кв. м.
3. Если измеренные показатели ниже, то рассчитывают показатель ΔT (в вышеуказанном случае он составляет 70 °С). Для этого используют формулу ΔT = (tвх. + tвых.)/2 – tк, где tк является желаемой температурой. Стандартно tк составляет 20 °С. Пусть tвх. = 60 °С, а tвых. = 40 °С, тогда ΔT = (60 + 40)/2 – 20 = 30 °С.
4. Найти специальную табличку, в которой определенному значению ΔT соответствует корректирующий коэффициент. Для некоторых радиаторов при ΔT = 30 °С он составляет 0,4. Эти таблички нужно спрашивать у производителей.
5. Умножить тепловую мощность одного ребра на 0,4. 180 * 0,4 = 72 Вт. Именно столько тепла может передать одна секция от теплоносителя, нагретого до 60 °С.
6. Разделить норму на 72. Итого 100/72 = 1,389 секции нужно, чтобы отопить 1 м2.

Этот показатель можно умножить на площадь. Если комната имеет 20 кв. м, то нужно установить батарею с 28 ребрами. Лучше разбить ее пополам. Этот метод имеет такие недостатки:

1. Норма 100 Вт рассчитана для помещений, высота которых меньше 3 м. Если высота больше, то нужно использовать корректирующий коэффициент.
2. Не учитываются потери тепла через окна, дверь и стены, если комната угловая.
3. Не учитывается потеря тепла, вызванная определенным способом установки отопителя.

Общие сведения по результатам расчетов

• О бщий тепловой поток – Кол-во выделяемого тепла в помещение. Если тепловой поток меньше тепловых потерь помещения, необходимы дополнительные источники тепла, например, такие как настенные радиаторы.
• Т епловой поток по направлению вверх – Кол-во выделяемого тепла в помещение с 1 квадратного метра площади по направлению вверх.
• Т епловой поток по направлению вниз – Кол-во «теряемого» тепла и не участвующего в обогреве помещения. Для уменьшения данного параметра необходимо выбирать максимально эффективную теплоизоляцию под трубами ТП* (*теплого пола).
• С уммарный удельный тепловой поток – Общее кол-во тепла, выделяемого системой ТП с 1 квадратного метра.
• С уммарный тепловой поток на погонный метр – Общее кол-во тепла, выделяемого системой ТП с 1 погонного метра трубы.
• С редняя температура теплоносителя – Средняя величина между расчетной температурой теплоносителя подающего трубопровода и расчетной температурой теплоносителя обратного трубопровода.
• М аксимальная температура пола – Максимальная температура поверхности пола по оси нагревательного элемента.
• М инимальная температура пола – Минимальная температура поверхности пола по оси между трубами ТП.
• С редняя температура пола – Слишком высокое значение данного параметра может быть дискомфортно для человека (нормируется СП 60.13330.2012). Для уменьшения данного параметра необходимо увеличить шаг труб, снизить температуру теплоносителя либо увеличить толщину слоев над трубами.
• Д лина трубы – Общая длина трубы ТП с учетом длины подводящей магистрали. При высоком значении данного параметра калькулятор рассчитает оптимальное кол-во петель и их длину.
• Т епловая нагрузка на трубу – Суммарное количество тепловой энергии, получаемое от источников тепловой энергии, равное сумме теплопотреблений приемников тепловой энергии и потерь в тепловых сетях в единицу времени.
• Р асход теплоносителя – Массовое кол-во теплоносителя предназначенного для подачи необходимого кол-ва тепла в помещение в единицу времени.
• С корость движения теплоносителя – Чем выше скорость движения теплоносителя, тем выше гидравлическое сопротивление трубопровода, а также уровень шума, создаваемого теплоносителем. Рекомендуемое значение от 0.15 до 1м/с. Данный параметр можно уменьшить за счет увеличения внутреннего диаметра трубы.
• Л инейные потери давления – Снижение напора по длине трубопровода, вызванного вязкостью жидкости и шероховатостью внутренних стенок трубы. Без учета местных потерь давления. Значение не должно превышать 20000Па. Можно уменьшить за счет увеличения внутреннего диаметра трубы.
• О бщий объем теплоносителя – Общее кол-во жидкости для заполнения внутреннего объема труб системы ТП.

Особенности и преимущества воздушной системы отопления

Одним из вариантов организации системы отопления является воздушная система отопления. Тут используются промышленная приточная вентиляция. С помощью вентилятора воздух проходит через теплообменник, а дальше распространяется по всем помещениям дома и элементам теплоотдачи.

К основным преимуществам такого метода является:

• нет как такового теплоносителя, а это говорит о том, что топливо не замерзнет, и не будет протекать. Меньшее количество аварийных ситуаций сэкономят денежные средства;
• вместе с данной системой отопления необходимо провести установку увлажнителя воздуха, а это говорит о наличии всегда в доме комфортной ситуации;
• может быть организована канальная вентиляция или же приточно-вытяжная;
• коэффициент полезного действия у таких систем составляет до девяносто процентов, что очень выгодно и экономически целесообразно;
• помещения с такой организацией системы отопления очень быстро прогреваются.

Как и любая система отопления частного дома, воздушная система имеет некоторые свои особенности, а именно:

• имеет высокую стоимость оборудования;
• необходимо отделить комнату для теплового генератора, а это говорит, об необходимости просторной площади дома;
• небольшая теплоотдача по сравнению с другими современными системами.

Сегодня такой тип отопления используют около тридцати процентов всех пользователей. Вложив финансы один раз в такую систему, вы сможете отапливать вполне экономично дачный или частный дом. Такой вариант будет очень удобным для домов, где люди не проживают постоянно, а приезжают периодически.

Коэффициенты теплопотерь

Для проектирования систем теплоснабжения был разработан и утверждён Свод правил на основе СНиПов ГОСТ 30494-2011 и ГОСТ 32415-2013. СП 60.13330.2016 регламентирует норму отпуска тепловой мощности в размере 1 кВт для комнаты 10 кв.м., с высотой потолка до 3-х метров, одной наружной (холодной) стеной и одним окном.

Для приведения исходных данных в соответствие с реальными условиями эксплуатации батареи отопления СП были разработаны следующие коэффициенты, корректирующие теплопотери.

К1 — учитывает строение рам:

• сдвоенные оконные рамы – 1,27;
• двойное остекление стеклопластиковых окон – 1,0;
• тройное – 0,85.

К 2 — учитывает толщину стен:

• стена в 1 кирпич – 1,27;
• кирпичная кладка в 2 кирпича – 1;
• высокая степень теплоизоляции – 0,85.

К 3 — отношение площади окон к площади пола:

• 1/2 – 1,2;
• 1/3 – 1,0;
• 1/10 – 0,8.

К 4 — средняя температура воздуха в помещении в зимний период:

• 30 градусов – 1,5;
• 20 – 1,1;
• 10 – 0,7.

К 5 — количество холодных вертикальных ограждений:

• 1 – 1,1;
• 2 – 1,2;
• 3 – 1,3;
• 4 – 1,4.

К 6 — пространство над комнатой:

• Холодный подкровельный объём – 1,0;
• мансарда или жилой этаж многоквартирного дома – 0,8.

К 7 — высота потолка:

• 2500 мм – 1,0;
• 3000 мм – 1,05;
• 3500 мм – 1,1.

После ввода корректирующих коэффициентов в подсчёт, полученный итог делят на теплоотдачу одной секции. Количество секций округляют до целого числа в большую сторону. Например, если получилось 10,4, то принимают 11 секций.

Остекление, площадь и ориентация окон

На окна может приходиться от 10% до 35% теплопотерь. Конкретный показатель зависит от трех факторов: характера остекления (коэффициент А), площади окон (В) и их ориентации (С).

Зависимость коэффициента от вида остекления:

• тройное стекло или аргон в двойном пакете – 0,85;
• двойное стекло – 1;
• одинарное стекло – 1,27.

Объем тепловых потерь напрямую зависит и от площади оконных конструкций. Коэффициент В рассчитывается на базе соотношения общей площади оконных конструкций к площади отапливаемой комнаты:

• если окна составляют 10% и меньше общей площади комнаты, В = 0,8;
• 10-20% – 0,9;
• 20-30% – 1;
• 30-40% – 1,1;
• 40-50% – 1,2.

И третий фактор – ориентация окон: тепловые потери в комнате, выходящей на юг, всегда ниже, чем в помещении, которое выходит на север. Исходя из этого имеем два коэффициента С:

• окна на севере или на западе – 1,1;
• окна на южной или восточной стороне – 1.