Расчет количества секций биметаллического радиатора

Расчет количества батарей для однотрубной системы

Данная система менее производительна, нежели двухтрубная, поэтому встречается крайне редко. Причина неэффективного обогрева — в последовательном подключении отопительных приборов. Сначала теплоноситель проходит через первый радиатор, теряет там определенное количество мощности, затем переходит во второй, снова теряет какое-то количество тепла — и так по всей длине цепочки.

Рассчитать точную мощность в этом случае очень трудно, ведь потери энергии в каждой батарее разные: в одной — 1,9 кВт, в другой — 2,6, в третьей — 3,2. При приближенных расчетах получается, что каждый последующий радиатор нужно увеличивать на 1 секцию. Если в доме, к примеру, семь батарей и у первой в системе стоит семь элементов, то у второй будет восемь, а у последней — 13 секций.

Это громоздко и неудобно, поэтому устанавливают байпасы (обводные магистрали), перекидывая часть горячей воды на дальние батареи, или врезают в прямой трубопровод на входе циркуляционный насос, увеличивающий в разы скорость движения рабочей среды.

Еще один способ создать комфортный микроклимат в частном доме — приобрести газовый или электрический котел с запасом мощности 30—50 %. Если собственник решил все же пойти по пути наращивания секций у батарей, то при получении дробного результата количества элементов во время расчетов он округляется в большую сторону в детской и спальне, в меньшую — в кухне и гостиной. Этот же принцип соблюдается для комнат, выходящих окнами на северную и южную стороны.

Коэффициент потери тепла

Нельзя рассчитывать, какой мощности должна быть батарея в комнате, если не учтены все возможные теплопотери в ней. Основные утечки тепла:

• Окна – это самое слабое «звено» в помещении, если в нем нет балкона. В доме с обычным остеклением расчет биметаллических радиаторов следует проводить с добавлением коэффициента поправки, равного 1,27. Если в помещении установлен двойной стеклопакет, то умножать придется на 1, а при тройном – на 0.85.
• Размер окна так же влияет на потери тепла. Так, если оно составляет 10% о площади пола, то коэффициент равен 0.8. В том случае, если окно панорамное и составляет 50%, то на 1.2.
• Если теплоизоляция стен низкого уровня, то коэффициент поправки составит 1.27.
• Внешние стены так же имеют значение при учете теплопотерь. Если такая всего одна, то следует умножать рассчитанную мощность на 1.1, если их две или три, то на 1.2 или 1.3.

Каждое увеличение окна на 10% прибавляет к коэффициенту 0.1. Если не внести подобные поправки в расчеты, то может оказаться так, что при котле, работающем на полной мощности, в квартире будет прохладно.

Немалое значение имеет то, как изготовлен радиатор. Например, секционные модели удобны тем, что в случае, если расчет биметаллических радиаторов отопления был выполнен неправильно, лишние секции можно демонтировать или, наоборот, нарастить. Цельные модели могут выдерживать давление до 100 атмосфер, чему нет аналогов среди батарей из других видов металлов, но если установленное устройство «не тянет» по своей тепловой мощности, то менять придется всю панель.

КАК ПРАВИЛЬНО РАССЧИТАТЬ НЕОБХОДИМОЕ КОЛИЧЕСТВО РАДИАТОРОВ ОТОПЛЕНИЯ

Расчет количества радиаторов отопления производят исходя из следующих данных: 41 Ватт тепловой мощности на 1 куб.м.

при наличии в помещении по одному: окну, двери, внешней стены, т.е. стандартных условий.

Рассчитаем, например, количество радиаторов для комнаты размерами 3х4 м высотой потолка в 2,7 м. Прежде всего, определим объем комнаты: 3х4х2,7=32,4 м3 Затем найдем тепловую мощность, умножением найденного объема на 41 – 32,4*41 = 1328,4 Ватт. Если, допустим, теплоотдача от одной секции нового радиатора 180 Ватт, можно без труда рассчитать и требуемое количество радиаторов: 1328,4:180 = 6,3 (7 – после округления).

Для обогрева выбранного помещения нужно 7 секций радиаторов, каждая по 180 Ватт.

Нужно учитывать следующее: если помещение не закрывается дверью, при расчете суммируют площади самого и соседнего помещений. Этот расчет производится для принятой средней температуры теплоносителя 70˚ С, более низкая температура требует соответственного увеличения количества секций. Если в комнате установлен стеклопакет, то количество секций уменьшается, т.к. он снижает потери тепла, примерно, на 15-20%.

В случае угловой комнаты, ее теплопотери увеличиваются на 20%.

На теплопотери, а значит и на количество секций, влияет этажность, степень утепления стен, декоративные панели на радиаторах (только они могут привести к потере теплоотдачи на 20-30%).

Если уже установленные в комнате чугунные батареи необходимо заменить на другой какой-то вид радиаторов, то их количество можно подсчитать очень легко, поскольку у чугунных радиаторов постоянные теплоотдача (150 Вт) и межосевое расстояние (600 мм): количество секций чугунных батарей умножают на 150 Вт и делят на теплоотдачу одной секции нового радиатора.

Затем можно сделать необходимые поправки на холод и жару.

Для более точных расчетов используется формула расчета количества радиаторов отопления.

Есть несколько подходов к вычислению количества радиаторов отопления : стандартный, примерный («на глаз»), объемный.

Стандартный

В соответствии со «СНП» на 1 кв.м.

нужно 100 Ватт теплоотдачи радиатора отопления. Тогда мощность вычисляют по формуле.

S х 100: P

P = мощность одной секции радиатора, S = площадь отапливаемого помещения.

Допустим, что площадь помещения составляет 25 кв.м., а мощность одной секции радиатоpа 180 Ватт, тогда:

25х100:180=13,9, т.е. понадобится 14 секций.

Если помещение угловое или находится в торце, полученное число нужно еще помножить на коэффициент 1,2.

Примерный

Поскольку радиаторы изготавливаются массово, и у них – стандартные размеры, то принято считать, что при высоте потолка в 2,7 м на 1,8 кв.м.

нужна одна секция. Скажем, для комнаты площадью 25 кв.м. понадобится – 25 :1,8=13,9 т.е.

Калькулятор расчета количества секций для биметаллических радиаторов отопления

Перейти к расчётам

Можно ли рассчитать количество секций на «глаз»

Существует мнение, что количество секций биметаллических и чугунных радиаторов должно совпадать. На самом деле это не так. Теплоотдача одной секции первых немного выше, нежели вторых. Если вы решите последовать этому нехитрому правилу, то в ваших комнатах будет холодно. Так почему бы просто не установить биметаллический радиатор, увеличив количество секций «на глаз»? Скажем на 2 или 3 секции больше, чем было у его чугунного предшественника? Да, многие так и делают. Но этот подход также не совсем верен. В данном вопросе без математических расчетов не обойтись.

Таблица 1. Расчет требуемого количества секций на комнату

Что необходимо знать при подсчете

Существуют множество компаний, оказывающих услуги по расчету количества секций батарей. Ведь чтобы получить максимально точный результат следует учесть множество факторов:

• квадратуру помещения и высоту потолков;
• толщину стеновых конструкций
• вид оконных рам;
• тип помещения (жилая комната, коридор, склад);
• соотношение площади стен и оконных проемов;
• климат региона.

Большое значение имеет, отапливается ли помещение, расположенное над вашей комнатой, и сколько стен квартиры являются наружными. Как видите, для правильного расчета потребуется слишком много точных данных, поэтому лучше доверить это важное дело профессионалам.

Однако это не означает, что справиться без посторонней помощи невозможно. Возможно! Было бы время и желание.

Возможно, вас заинтересует информация о том, какими свойствами обладает биметалл.

Видео по теме: Расчет теплоотдачи одной секции алюминиевого радиатора

От «чугунной» классики до современного биметалла: что лучше подобрать?

Чтобы правильно подобрать радиатор, обращайте внимание на материал, из которого изготовлены отопительные приборы. Не так давно потребителю были доступны лишь чугунные радиаторы, на современном рынке представлены и другие модели, отличающиеся техническими параметрами и внешним видом, сроком службы

Чугунные

Металл имеет низкую теплопроводность, следовательно, нагревается медленно. Чтобы нагреть поверхность радиатора до 40–45 °C, вода в системе должна соответствовать 70 °C. К плюсам относится медленное остывание батарей после отключения котла, устойчивость к агрессивной среде и ржавчине.

Фото 1. Чугунный радиатор с низкой теплопроводимостью и большим весом подходит для загородных домов.

Такие отопительные приборы не нуждаются в дополнительной подготовке воды. Срок службы — более 50 лет. Могут устанавливаться как в просторных коттеджах, так и небольших частных домах.

Радиаторы из чугуна имеют ряд недостатков, относящихся к тяжёлому весу и внешнему виду. Батареи необходимо периодически окрашивать устойчивыми красками. Их трудно содержать в чистоте. Часто из-за непрезентабельного вида чугунную классику прячут за экранами, что ведёт к потере тепла.

Если вы установили защитные экраны, при расчёте мощности добавьте ещё 20%.

Алюминиевые

Алюминиевые радиаторы изготавливаются методом литья или экструзии с добавлением кремния. В отличие от классики обладают лёгким весом и монтажом, хорошей теплопроводностью. Приятный внешний вид исключает защитные экраны.

Фото 2. Алюминиевый радиатор в помещении частного дома, обладает хорошей теплопроводностью, легко устанавливается.

Это самые дешёвые отопительные приборы. Но они имеют серьёзные минусы: необходима подготовка воды. Владелец должен установить картриджи и фильтры, следить уровнем рН. В противном случае защита внутреннего слоя приборов будет нарушена. Стыки между звеньями могут дать протечки.

Внимание! К этим радиаторам нельзя подводить воду по медным трубам — начнутся окислительные процессы. Изделие прослужит менее 15 лет, отведённых ему техпаспортом

Стальные

Надёжные отопительные радиаторы с высокой теплопроводностью производятся из стали. Лёгкие, удобные для самостоятельного монтажа. Неприхотливые изделия по приемлемой цене выбирают собственники любого типа домостроения. Привлекателен внешний вид, возможность вариантов крепления: горизонтальный и вертикальный, угловое исполнение.

Главный недостаток стальных панелей — подвержены механическому воздействию. Неаккуратное обращение с прибором снижает срок эксплуатации с заявленных 20 лет.

Фото 3. Стальная батарея с высокой теплопроводностью, боковым способом подключения, подходит для любого домостроения.

Стальные радиаторы подключают к отопительной системе нижним или боковым способом. Нижнее подключение обойдётся домохозяину дороже бокового. Радиаторы из стали всегда должны быть заполнены водой.

Биметаллические

При изготовлении теплообменников используют два вида металла: в алюминиевый корпус помещают стальные трубы. В результате получают более надёжную конструкцию, чем приборы из одного вида металла. Быстро нагреваются, хорошо передают тепло. Высокопрочная сталь теплообменника защищает систему от коррозии. Радиаторы лёгкие, эстетичные. Создадут комфортную среду в любом типе частного домовладения.

К минусам относят высокую цену, потрескивание при эксплуатации, так как два металла имеют разные коэффициенты тепло расширения.

Справка! Специалисты советуют установить на биметаллических радиаторах кран для развоздушивания, а на трубы — запорную арматуру. Срок службы в этом случае будет выдержан: 25 лет.

Особенности батарей

Радиатор называется биметаллическим потому, что он изготавливается из двух металлов: алюминия и стали. Конструктивно он представляет собой стальную трубу, находящуюся в алюминиевом корпусе. Сталь обеспечивает прочность и долговечность конструкции, а алюминий — высокую теплопроводность. У биметаллических радиаторов следующие плюсы:

1. Высокий уровень теплоотдачи (радиатор быстро нагревает помещение).
2. Длительный срок службы (до 50 лет).
3. Прочность, которую обеспечивает сталь высокого качества (батарея может выдерживать большие скачки давления).
4. Устойчивость к коррозии, так как с водой контактируют только стальные трубы. Это особенно важно при сезонных чистках отопления.
5. Легкость радиаторов, которая облегчает их монтаж.
6. Привлекательный вид моделей разного цвета и дизайна, отсутствие необходимости прятать их за экранами или занавесками.
7. Компактность, благодаря которой радиаторы подходят к любому интерьеру.

У подобных радиаторов долгий срок службы

Как рассчитать отопление без больших погрешностей

Очень редко домовладельцы, решившие смонтировать автономную систему обогрева, останавливаются на варианте естественной циркуляции теплоносителя, в роли которого обычно выступает вода, реже антифриз. Установка насоса и котла подразумевает постоянный расход электроэнергии в будущем, вследствие чего все расчеты разумнее всего переводить в Ватты

. Однако теплоемкость системы обычно считают в Дж/(кг.°С), а количество теплоты, выделяемое радиаторами – в калориях. Как совместить все эти единицы измерения? Все просто.

Начать с того, что одна калория равноценна количеству теплоты, затраченному на то, чтобы один грамм воды подогреть на 1 градус. Если обратиться к теплоемкости, то 1 калория равна приблизительно 4,2 Дж, если же точнее, то 4,1868 Дж. Соответственно, для одного литра воды, ввиду того, что он весит 1 килограмм, это значение будет соответствовать 4,2 кДж. При этом 1 калория равна 0,001163 Ватт . час, а значит, 1 кКал будет 1,163 Ватт . час. Вот, собственно, и все, что нужно для того, чтобы найти соотношение между излучаемым теплом и мощностью потребителя электроэнергии.

Теперь, чтобы не было других вариантов, кроме как правильно рассчитать отопление, обратимся к фактам. На обогрев 1 квадратного метра помещения необходимо затратить 90-125 Вт (как правило, это мощность одной секции радиатора), в зависимости от климатических особенностей местности. Согласно СНиП мощность каждой секции радиатора должна соответствовать 100 кВт

. И это при условии, что высота потолка не превышает трех метров, в противном случае затрачиваемая мощность возрастет. Также мощность придется повышать или понижать приблизительно на 15 градусов на каждые 10 градусов отклонения в большую или меньшую сторону от средних 70 градусов температуры нагревателя.

Также, к примеру, система будет на 10% менее эффективна, если приток воды в радиаторы будет через нижние отверстия, а отток – через верхние. Исходя из всего вышесказанного, несложно вывести формулу для вычисления теплопотерь нагревательного контура, которые, собственно, и служат для эффективного обогрева помещения, поскольку происходят в его пределах. Возьмемся за определение количества теплозатрат для котла. К генератору тепла всегда подводятся две трубы, подающая, то есть та, по которой горячая вода бежит к радиаторам, и обратная, в которой уже остывшая вода течет обратно к котлу.

Допустим на подающей требуется температура 75 градусов, а на обратке, вследствие теплопотерь, будет 50 °С, какова в этом случае мощность котла, расход воды в котором 16 литров в минуту? Нам уже известно, что для подогрева литра воды на 1 градус необходимо затратить 1,163 Ватт в час. За это время через котел пройдет 16 . 60 = 960 литров. Следовательно, с учетом разницы температур T = t1 – t2 = 75 – 50 = 25 °С, получаем мощность котла 1.163 . 25 . 960 = 27912 Ватт . час или 27.912 кВт.

Существует и другой способ, как рассчитать систему отопления, основанный на удельной мощности, необходимой для обогрева 10 квадратных метров, в зависимости от особенностей региона. По определению в Северных районах удельная мощность котла Wуд должна составлять 1,2-1,5 кВт на 10 м2, в Центральных районах это значение равно уже 1,2-1,5 кВт на ту же площадь, а в Южных – 0,7-0,9 кВт. Как правило, расчеты производятся для вышеупомянутых 10 квадратов при средней высоте потолка 2.7 метра, определяется мощность котла по формуле Wкот = S .Wуд / 10, где S – площадь помещения. Для типовых домов данные можно взять из таблицы.

Определение по площади комнаты

Проще всего выполнить расчет биметаллических радиаторов отопления по площади, но в этом случае нужно, чтобы высота потолка была около 2,5 метров. В соответствии со СНиП, нагрузка на один метр составляет 100 Ватт — такой норматив установлен для средней полосы РФ. Отметим, что в регионах Крайнего Севера это значение гораздо больше.

В «стандартном» случае необходимо умножить площадь комнаты на 100, в результате чего мы получим мощность нормативного потребления тепла. После делим полученное значение на паспортную теплоотдачу одной секции биметаллического радиатора (она указывается в техническом описании или паспорте на прибор) — итоговая цифра показывает, сколько секций биметаллического радиатора нужно.

Этапы расчета

Рассчитать параметры отопления дома необходимо в несколько этапов:

• расчет теплопотерь дома;
• подбор температурного режима;
• подбор отопительных радиаторов по мощности;
• гидравлический расчет системы;
• выбор котла.

Таблица поможет вам понять, какой мощности радиатор нужен для вашего помещения.

Расчет теплопотерь

Теплотехническая часть расчета выполняется на базе следующих исходных данных:

• удельная теплопроводность всех материалов, используемых при строительстве частного дома;
• геометрические размеры всех элементов здания.

Тепловая нагрузка на отопительную систему в данном случае определяется по формуле: Мк = 1,2 х Тп, где

Тп — суммарные теплопотери постройки;

Мк — мощность котла;

1,2 — коэффициент запаса (20%).

При индивидуальной застройке расчет отопления можно произвести по упрощенной методике: суммарную площадь помещений (включая коридоры и прочие нежилые помещения) умножить на удельную климатическую мощность, и полученное произведение разделить на 10.

Значение удельной климатической мощности зависит от места строительства и равняется:

• для центральных районов России — 1,2 — 1,5 кВт;
• для юга страны — 0,7 — 0,9 кВт;
• для севера — 1,5 — 2,0 кВт.

Упрощенная методика позволяет рассчитать отопление, не прибегая к дорогостоящей помощи проектных организаций.

Температурный режим и подбор радиаторов

Режим определяется исходя из температуры теплоносителя (чаще всего им является вода) на выходе из отопительного котла, воды, возвращенной в котел, а также температуры воздуха внутри помещений.

Оптимальным режимом, согласно европейским нормам, является соотношение 75/65/20.

Для подбора отопительных радиаторов до их монтажа следует предварительно рассчитать объем каждого помещения. Для каждого региона нашей страны установлено необходимое количество тепловой энергии на один кубометр помещения. Например, для европейской части страны этот показатель равен 40 Вт.

Для определения количества тепла для конкретного помещения, надо ее удельную величину умножить на кубатуру и полученный результат увеличить на 20% (умножить на 1,2). На основании полученной цифры рассчитывается необходимое количество отопительных приборов. Производитель указывает их мощность.

К примеру, каждое ребро стандартного алюминиевого радиатора имеет мощность 150 Вт (при температуре теплоносителя 70°С). Чтобы определить нужное количество радиаторов, надо величину необходимой тепловой энергии разделить на мощность одного отопительного элемента.

Гидравлический расчет

Для гидравлического расчета существуют специальные программы.

Одним из затратных этапов строительства является монтаж трубопровода. Гидравлический расчет системы отопления частного дома нужен для определения диаметров труб, объема расширительного бака и правильного подбора циркуляционного насоса. Результатом гидравлического расчета являются следующие параметры:

• Расход теплоносителя в целом;
• Потери напора теплового носителя в системе;
• Потери напора от насоса (котла) до каждого отопительного прибора.

Как определить расход теплоносителя? Для этого необходимо перемножить его удельную теплоемкость (для воды этот показатель равен 4,19 кДж/кг*град.С) и разность температур на выходе и входе, затем суммарную мощность системы отопления разделить на полученный результат.

Диаметр трубы подбирается исходя из следующего условия: скорость воды в трубопроводе не должна превышать 1,5 м/с. В противном случае система будет шуметь. Но есть и ограничение нижнего предела скорости — 0,25 м/с. Монтаж трубопровода требует оценки данных параметров.

Если этим условием пренебречь, то может произойти завоздушивание труб. При правильно подобранных сечениях для функционирования системы отопления бывает достаточно циркуляционного насоса, встроенного в котел.

Потери напора для каждого участка рассчитываются как произведение удельной потери на трение (указывается производителем труб) и длины участка трубопровода. В заводских характеристиках они также указываются для каждого фитинга.

Выбор котла и немного экономики

Котел выбирается в зависимости от степени доступности того или иного вида топлива. Если к дому подведен газ, нет смысла приобретать твердотопливный или электрический. Если нужна организация горячего водоснабжения, то котел выбирают не по мощности отопления: в таких случаях выбирают монтаж двухконтурных устройств мощностью не менее 23 кВт. При меньшей производительности они обеспечат лишь одну точку водоразбора.

Методы расчета

Наиболее популярные способы расчета производятся с использованием фактической площади и объема отапливаемой комнаты.

По площади

Расчет по площади наиболее прост, но позволяет определить количество секций, только в квартирах с высотой около 2,5 м. СНиП предусматривает нагрузку на метр в 100 Вт. Это норматив для средней полосы. На севере за 60 широтой, она может быть значительно выше.

Умножая площадь на 100, мы получаем мощность нормативного потребления тепла. Разделив ее на паспортную теплоотдачу ребра, получим число ребер для обогрева.

По объему

Расчет по объему используется там, где потолки выше 2,6 м. Согласно нормативам, для отопления м.куб. в зависимости от типа здания требуется:

• для панельного 41 Вт,
• для кирпичного 34 Вт.

Умножая площадь на высоту комнаты получаем расчетный объем в кубах.

Умножая количество кубов на норматив теплопотребления вашего дома, получаем мощность нормативного потребления тепла, которую используем аналогично п. 2.1.