Способы правильного расчета секций отопительных батарей

Климатические условия на большей части территории России требуют для комфортного проживания в доме или квартире обустройства надежной и эффективной системы отопления. Несмотря на разнообразие альтернативных способов обогрева помещения, например, использование тёплого плинтуса или инфракрасных обогревателей, наиболее популярными остаются традиционные радиаторы отопления, которые устанавливаются под окнами. Чтобы теплоотдача соответствовала потребностям потребителей и обеспечивала зимой нормальную температуру, необходимо выполнить расчет количества секций радиаторов отопления, учитывая ряд специфических критериев, в том числе площадь помещения и теплопотери.

Рекомендации по расчетам и основные требования

Не стоит приобретать радиаторы с большим запасом или наобум. Если они окажутся недостаточно мощными, поддерживать зимой в помещении комфортную температуру не получится, слишком мощные приведут к большим расходам на отопление.

Главным образом следует учитывать:

• площадь и высоту помещения;
• материал, из которого изготовлен радиатор;
• максимальное количество секций;
• теплоотдачу одной секции.

Одна секция чугунного радиатора обеспечивает теплоотдачу 160 Вт, если этого недостаточно, количество можно увеличить. Они долговечны, не подвержены коррозии, держат тепло. Однако хрупкие, не выдерживают резких точечных ударов.

Теплоотдача алюминиевых радиаторов составляет около 200 Ватт, они могут выдерживать температуру порядка 100°C и давление от 6 до 16 Атм, но подвержены кислородной коррозии. Эту проблему решают с помощью анодированного оксидирования.

Биметаллические внутри сделаны из стали, а сверху из алюминия, благодаря чему в них сочетаются положительные свойства обоих металлов: высокая износостойкость и теплоотдача.

Стальные – наиболее доступны, легки и вполне привлекательны по дизайну. Однако быстро остывают, ржавеют и не выдерживают гидроудары.

Сводные данные по разным типам радиаторов представлены в таблице:

Выбирая радиатор, обязательно учитывают, из какого материала он изготовлен. Этот параметр оказывает существенное влияние на расчеты. Помимо этого, нужно обратить внимание на минимальные показатели теплоотдачи, поскольку максимальная теплоотдача возможна только при максимальной температуре теплоносителя, а такое бывает крайне редко.

Как рассчитать количество секций радиаторов отопления

Базовой величиной для расчетов необходимой мощности радиаторов выступает площадь помещения или его объем. Но простые формулы используются для расчета, когда помещение не имеет особенностей. В остальных случаях формула значительно усложняется.

На квадратный метр

Если помещение имеет стандартную высоту потолка – 2,7 м, а также не отличается архитектурными особенностями – большая площадь остекления, высокие потолки, – можно воспользоваться простой формулой, в которой учитывается только площадь:

Q=S×100.

S в этой формуле – площадь помещения, которая обычно заранее известна из документов. Если таких данных нет, ее легко рассчитать, перемножив длину комнаты на ширину. 100 – количество Вт, которые требуются для обогрева 1 м2 комнаты. Q – теплоотдача – значение, получаемое в результате умножения.

Мощность неразборного радиатора указывается в документах. Следует подобрать такой прибор, мощность которого немного превышает расчетную. Такая формула подойдет, если рассчитывается мощность радиатора для комнаты в многоэтажном доме с высотой потолков 2,65. Пусть площадь этой комнаты равна 20 м2, тогда мощность батареи равна 20×100 или 2000 Вт. Если в комнате есть балкон, значение увеличивают еще на 20%.

Если требуется узнать, сколько секций батарей нужно на квадратный метр, полученное значение делят на мощность одной секции и получают необходимое число секций для эффективного обогрева конкретного помещения. Используя уже рассчитанное значение для определения количества секций чугунной батареи отопления, получится 2000/160=12,5 секций. Округляют число обычно в большую сторону, значит, необходим 13-секционный чугунный радиатор.

В помещениях, где теплопотери не велики, допустимо выполнять округление в меньшую сторону. На кухне, например, работает плита, которая будет дополнительным средством отопления.

В таблице представлены готовые значения для стандартных помещений различной площади:

По объёму

Если потолки значительно выше 2,7 м, например 3,5 м, следует использовать в подсчетах формулу, которая учитывает этот показатель помимо площади помещения. Определено, что для отопления 1 м3 в панельном доме требуется 34 Вт, в кирпичном – 41 Вт, поэтому формула приобретает следующий вид:

Q=S×h×41(34)

Вместо h подставляют высоту потолков в метрах, вместо S — площадь, аналогично предыдущей формуле. Q – искомая мощность радиатора отопления. Предположим, что нужно выполнить расчет для комнаты 20 м2 с высотой потолков 3,5 м в панельном доме. Получаем: 20×3,5×34=2380 Вт. Делим мощность 160 Вт, чтобы рассчитать количество секций радиатора отопления: 2380/160=14,875. Необходима 15-секционная батарея.

Помещение нестандартное

Более сложные расчеты с учетом второстепенных параметров необходимы, если стены помещения контактируют с улицей, окна выходят на северную сторону или стены недостаточно хорошо утеплены. Также множество других параметров учитывает формула вида:

Q = S×100×А×В×С×D×Е×F×G×H×I×J

Основа остается прежней, это S×100. Другие составляющие формулы – повышающие и понижающие поправочные коэффициенты, в зависимости от ряда особенностей помещения.

А позволяет учесть теплопотери при наличии уличных стен:

• если внешняя стена одна (это стена с окном) – k=1;
• две внешних стены (угловая комната) – k=1,2;
• три стены контактируют с улицей – k=1,3;
• четыре стены – k=1,4.

B используется для расчета тепловой энергии, в зависимости от того, на какую сторону света выходят окна комнаты. Когда оконный проем расположен на северной стороне, солнце не заглядывает в окна вообще, восточное помещение недополучает солнечную энергию, потому что лучи на восходе еще недостаточно активны. В этих случаях k=1,1. Для западных и южных комнат этот коэффициент не учитывают или считают его равным единице.

С учитывает способность стен удерживать тепло. За единицу приняты стены в два кирпича с поверхностным утеплителем, в роли которого могут выступать, например, плиты полистирола. Для стен, теплоизолирующие свойства которых, согласно расчетам, выше, используется k=0,85, для стен без утепления k=1,27.

D позволяет рассчитать мощность радиатора с учетом климата. Средняя температура наиболее холодной декады января учитывается при расчете:

• температура опускается ниже -35°C, k=1,5;
• составляет от -35°C до -25°С – k=1,3;
• если опускается до -20°C и не ниже – k=1,1;
• не холоднее -15°C – k=0,9;
• не ниже -10°C – k=0,7.

E – это высота потолков. Для помещений с высотой потолков до 2,7 м k=1, т.е. он совершенно не влияет на результат. Другие значения представлены в таблице:

F – коэффициент, который позволяет учесть в расчетах тип помещения, расположенного сверху:

• неотапливаемый чердак или любое другое помещение без отопления – k=1;
• утепленный чердак или кровля – k=0,9;
• помещение с отоплением – k=0,8.

G изменяет итоговое значение в соответствии с типом остекления:

• стандартные деревянные двойные рамы – k=1,27;
• стандартный стеклопакет – k=1;
• двойной стеклопакет – k=0,85.

H – учитывает площадь остекления. Если окна большие, через них проникает больше солнца, оно интенсивнее нагревает предметы и воздух в комнате. Предварительно необходимо разделить S окон на S комнаты. Полученное значение следует оценить по таблице:

I определяют согласно схеме подключения радиаторов.

Подключение по диагонали:

• вход горячего теплоносителя сверху, выход остывшего теплоносителя снизу – k-1;
• вход снизу, а выход сверху – k= 1,25.

С одной стороны:

• горячий теплоноситель сверху, остывший – снизу – k=1,03;
• горячий – снизу, остывший – сверху – k=1,28;
• горячий и остывший снизу – k=1,28.

На две стороны: горячий и остывший теплоноситель снизу – 1,1.

J – нужно использовать, если радиатор частично или полностью скрыт подоконником или экраном:

• полностью открыт – k=0,9;
• сверху подоконник – k=1;
• в бетонной или кирпичной нише – k=1,07;
• сверху располагается подоконник, а с фронтальной части экраном – k=1,12;
• со всех сторон закрыт экраном – k=1,2.

Остается подставить в формулу все числа и рассчитать результат.

Предположим, что нужно рассчитать мощность радиатора для комнаты:

• на втором этаже двухэтажного дома с утепленным чердаком сверху;
• площадью 23 м2;
• площадью остекления 11,2 м2;
• с двойными стеклопакетами;
• с полностью открытым монтажом радиатора;
• с двумя внешними стенами;
• с окнами, выходящими на восток;
• с высотой потолков 3,5 м;
• со стенами в два кирпича без утепления;
• с односторонним нижним подключением радиаторов;
• средней температурой самой холодной декады января от -25°C до -35°C.

Подставляем значения в формулу 23×100×1,2×1,1×1,27×1,3×1,1×0,9×0,85×1,2×1,28×0,9=5830,91 Вт. Вычислим количество секций 5831/160=36,44. Это количество лучше разбить на две или три батареи, обязательно расположив хотя бы одну на внешней стене, даже если там нет окна.

Как учитывать эффективную мощность

Эффективная и расчетная мощность не одно и то же. Даже если подсчеты выполнены верно, теплоотдача может быть ниже. Происходит это из-за слабого температурного напора. Положенная мощность, заявленная производителем, обычно указывается для температурного напора в 60°C, а в реальности он нередко составляет 30-50°C. Это происходит из-за низкой температуры теплоносителя в контуре. Чтобы определить эффективную мощность батареи, необходимо ее теплоотдачу умножить на температурный напор в системе, а затем разделить на паспортное значение.

Температурный напор определяют по формуле Т=1/2×(Тн+Тк)-Твн, где

• Тн – температура теплоносителя на подаче;
• Тк – температура теплоносителя на выводе;
• Твн – температура в комнате.

Производитель за Тн принимает 90°C; за Тк – 70°C, за Твн – 20°C. Реальные значения могут сильно отличаться от исходных. На случай экстремально низких температур необходимо прибавить 10-15% мощности.

Рекомендуется предусмотреть возможность ручной или автоматической регулировки подачи теплоносителя в каждый радиатор. Это позволит регулировать температуру во всех помещениях, не расходуя лишнюю тепловую энергию.

Способы корректировки расчета

Полученное значение требуемой мощности батареи можно и нужно корректировать в большую или меньшую сторону, поскольку теплопотери могут увеличиваться из-за наличия балкона, естественной вентиляции, подвала внизу и компенсироваться за счет установленной системы теплого пола, теплого плинтуса, плиты или полотенцесушителя.

Точный метод расчета

Довольно точный метод расчета с учетом большинства значимых параметров производится по формуле, представленной выше. Однако можно посчитать мощность радиатора еще точнее с помощью специализированного калькулятора. Достаточно подставить известные значения.

Примерный расчет

При примерных расчетах теплопотери составят:

• через систему отопления и естественную вентиляцию – 20-25%;
• через потолок, примыкающий к кровле – 25-30%;
• через стены – 10-15%;
• через примыкания – 10-15%;
• через подвал – 10-15%;
• через окна – 10-15%.

Автономное отопление, работающее в коттеджах и частных домах эффективнее централизованного.

Эффективность работы системы также зависит от ее особенностей. Двухтрубная более эффективна, чем однотрубная, поскольку в последней каждый последующий радиатор получает все более и более остывший теплоноситель. Например, при наличии шести батарей в системе, расчетное количество секций для последней из них необходимо будет увеличить на 20%.

Точные расчеты с учетом требований СНиП выполняются профессионалами. Упрощенные варианты расчетов можно выполнить самостоятельно и этого вполне достаточно для определения необходимой мощности батарей отопления в коттедже или отдельной квартире. Важно лишь тщательно проверить все данные, чтобы не допустить ошибок.