Тепловая мощность биметаллических радиаторов отопления

Реальная теплоотдача радиаторов отопления различных типов часто обсуждается на строительных форумах. Участники спорят, какие батареи лучше по тепловым характеристикам – чугунные, алюминиевые или стальные панели. Чтобы прояснить данный вопрос, предлагается выполнить расчет мощности разных отопительных приборов и провести сравнение радиаторов по теплоотдаче.

Как правильно рассчитывается реальная теплоотдача батарей

Первым делом изучите технический паспорт батареи. В нем вы точно найдете интересующие параметры — тепловую мощность одной секции либо целого панельного радиатора определенного типоразмера. Не спешите восхищаться отличными показателями алюминиевых или биметаллических обогревателей, указанная в паспорте цифра — не окончательная и требует корректировки, для чего и нужно сделать расчет теплоотдачи.

Ошибочное суждение: мощность алюминиевых радиаторов самая высокая, ведь теплоотдача меди и алюминия – самая лучшая среди металлов. Теплопроводность алюминия действительно высока, но процесс теплообмена зависит от многих факторов. Нюанс второй: отопительные приборы делают из силумина – алюминиевого сплава с кремнием, чьи показатели заметно ниже.

Прописанная в паспорте отопительного прибора теплоотдача соответствует истине, когда разница между средней температурой теплоносителя (tподачи + tобратки)/2 и воздуха помещения равна 70 °С. Величина зовется температурным напором, обозначается Δt. Расчетная формула:

Подставим известное значение температурного напора и получим такое уравнение:

(tподачи + tобратки)/2 — tвоздуха = 70 °С

Справка. В документации изделий от различных фирм параметр Δt может обозначаться по-разному: dt, DT, а иногда просто пишется «при разнице температур 70 °С».

Какую теплоотдачу мы получим, если в документации на биметаллический радиатор написано: тепловая мощность одной секции равна 200 Вт при DT = 70 °С? Разобраться поможет та же формула, в нее подставляем значение комнатной температуры +22 °С и ведем расчет в обратном порядке:

(tподачи + tобратки) = (70 + 22) х 2 = 184 °С

Зная, что разность температур в подающем и обратном трубопроводах не должна превышать 20 °С, определяем их значения следующим образом:

• tподачи = 184/2 + 10 = 102 °С;
• tобратки = 184/2 – 10 = 82 °С.

Теперь видно, что 1 секция биметаллического радиатора из примера отдаст 200 Вт теплоты при условии, что вода в подающем трубопроводе нагреется до 102 °С, а температура воздуха в комнате – до +22 °С.

Первое условие невыполнимо, поскольку современные бытовые котлы нагреваются до 80 °С (максимум). Значит, радиаторная секция никогда не отдаст заявленные 200 Вт тепла. Да и температура теплоносителя в системе частного дома редко поднимается выше 70 °С, тогда DT = 38 °С, а не 70 градусов. То есть, реальная теплоотдача прибора вдвое ниже паспортной.

Порядок расчета теплоотдачи

Итак, реальная мощность батареи отопления гораздо меньше заявленной, но для ее подбора надо понимать, насколько. Для этого есть простой способ: применение понижающего коэффициента к паспортному значению тепловой мощности обогревателя. Ниже представлена таблица коэффициентов, на которые умножается заявленная теплоотдача радиатора в зависимости от настоящей величины DT:

Алгоритм расчета настоящей теплоотдачи отопительных приборов для ваших индивидуальных условий такой:

1. Определить, какая должна быть температура в доме и воды в системе.
2. Подставить эти значения в формулу и рассчитать свой температурный напор Δt.
3. Найти в таблице коэффициент, соответствующий найденному DT.
4. Умножить на него паспортную величину теплоотдачи батареи.
5. Подсчитать число секций либо целых отопительных приборов для обогрева комнаты.

В приведенном примере тепловая мощность 1 секции биметаллического радиатора составит 200 Вт х 0.48 = 96 Вт. На обогрев помещения площадью 10 м² пойдет приблизительно 1000 Вт теплоты или 1000/96 = 10.4 ≈ 11 секций (округление делаем в большую сторону).

Представленная таблица и расчет теплоотдачи батарей надо использовать, когда в документации указана Δt, равная 70 °С. Но бывает, что фирмы–производители дают мощность радиатора для других условий, например, при Δt = 50 °С. Тогда пользоваться коэффициентами нельзя, проще набрать требуемое количество секций по паспортной характеристике, только взять их число с полуторным запасом.

Справка. Многие производители указывают значения теплоотдачи при таких условиях эксплуатации: tподачи = 90 °С, tобратки = 70 °С, tвоздуха = 20 °С, что как раз соответствует Δt = 50 °С.

Сравнение по тепловой мощности

Если вы внимательно изучили предыдущий раздел, то должны понимать, что на теплоотдачу очень влияют температуры воздуха и теплоносителя, а эти параметры мало зависят от самого радиатора. Но есть и третий фактор — площадь поверхности теплообмена, здесь конструкция и форма изделия играет большую роль. Четко сравнить стальной панельный обогреватель с чугунной батареей не выйдет, их поверхности слишком разные.

Трудновато сравнивать отдачу теплоты плоскими панелями и ребристыми поверхностями сложной конфигурации

Четвертый фактор, влияющий на теплоотдачу, — это материал, из коего изготовлен отопительный прибор. Сравните сами: 5 секций алюминиевого радиатора GLOBAL VOX высотой 600 мм отдадут 635 Вт при DT = 50 °С. Чугунная ретро батарея DIANA (GURATEC) на 5 секций такой же высоты передаст в комнату только 530 Вт при аналогичных условиях (Δt = 50 °С). Эти данные опубликованы на официальных сайтах производителей.

Примечание. Мощностные характеристики алюминиевых и биметаллических обогревателей мало отличаются, сравнивать их нет смысла.

Можно попытаться провести сравнение алюминия со стальным панельным радиатором, взяв ближайший типоразмер, подходящий по габаритам. Длина батареи из 5 алюминиевых секций GLOBAL высотой 600 мм составит примерно 400 мм, что соответствует стальной панели KERMI 600 х 400.

В таблице указана тепловая производительность 1 секции из алюминия и биметалла в зависимости от размеров и разницы температур Δt

Если даже взять трехрядную стальную панель (тип 30), получим 572 Вт при Δt = 50 °С против 635 Вт у 5-секционного алюминия. Еще учтите, что радиатор GLOBAL VOX гораздо тоньше, глубина прибора составляет 95 мм, а панели KERMI – почти 160 мм. То есть, высокая теплоотдача алюминиевых секций позволяет уменьшить габариты обогревателя.

В индивидуальной системе отопления частного дома батареи одинаковой мощности, сделанные из различных металлов, работать будут по-разному. Поэтому и сравнение довольно предсказуемо:

1. Биметаллические и алюминиевые изделия быстро прогреваются и остывают. Отдавая больше теплоты за промежуток времени, они сильнее охлаждают воду, возвращаемую в систему.
2. Стальные панельные радиаторы занимают среднюю позицию, так как передают тепло не настолько интенсивно. Зато они дешевле и проще в монтаже.
3. Самые инертные и дорогие – это обогреватели из чугуна, им присущ долгий разогрев и остывание, из-за чего возникает небольшое запаздывание при автоматическом регулировании расхода теплоносителя термостатическими головками.

Вывод простой: неважно, из какого материала изготовлен радиатор. Главное, правильно подобрать батарею по мощности и дизайну, который устроит пользователя. А вообще, для сравнения не помешает ознакомиться со всеми нюансами работы того или иного прибора, а также где какой лучше устанавливать.

Сравнение по другим характеристикам

Об одной особенности работы батарей – инертности – уже упоминалось выше. Но чтобы сравнение радиаторов отопления выглядело объективным, кроме теплоотдачи следует учесть и другие важные параметры:

• рабочее и максимальное давление теплоносителя;
• количество вмещаемой воды;
• масса.

Ограничение по рабочему давлению определяет, можно ли устанавливать отопительный прибор в многоэтажных зданиях, где высота подъема воды сетевыми насосами может достигать сотни метров. Параметр не играет роли для частных домов, где давление в системе невысокое, максимум 3 Бар.

Сравнение по вместительности радиаторов может дать представление об общем количестве воды в сети, которое придется нагревать. Ну а масса изделия важна при выборе места установки и способа крепления батареи.

В качестве примера ниже показана сравнительная таблица характеристик различных радиаторов отопления одинакового размера:

Примечание. В таблице за 1 единицу принят отопительный прибор из 5 секций, кроме стального, представляющего собой единую панель.

Заключение

Если провести сравнение изделий широкого круга производителей, то все равно выяснится, что по теплоотдаче и другим характеристикам первое место прочно удерживают алюминиевые радиаторы. Биметаллические выигрывают по рабочему давлению, но стоят дороже, покупать их не всегда целесообразно. Стальные батареи – это скорее бюджетный вариант, а вот чугунные, наоборот, — для ценителей. Если не учитывать цену советских чугунных «гармошек» МС140, то ретро радиаторы – самые дорогие из всех существующих.

Установка новых радиаторов отопления всегда связана с проблемой выбора, причем большинство домовладельцев владеют только приблизительной информацией о том или ином виде батарей. На ее основании трудно сделать выбор, хотя многие действуют по принципу «возьму что дешевле». При этом легко совершить ошибку, что наоборот, приведет к удорожанию проекта в целом. В данной статье мы проведем сравнение такого параметра, как теплоотдача радиаторов, что поможет вам принять верное решение.

Сравнение радиаторов разных типов

Тепловая мощность – одна из главных характеристик, но существуют и другие, не менее важные. Подбирать батарею лишь на основании потребного теплового потока – неправильно. Нужно понимать, при каких условиях тот или иной радиатор выдает указанный поток и как долго он прослужит в вашей системе обогрева дома. Поэтому корректнее рассмотреть все основные технические характеристики секционных типов нагревателей, а именно:

• алюминиевые;
• биметаллические;
• чугунные.

Проведем сравнение радиаторов отопления по следующим основным параметрам, играющих важную роль при их подборе:

• тепловая мощность;
• допустимое рабочее давление;
• давление опрессовки (испытания);
• вместительность;
• масса.

Примечание. Максимальную степень нагрева теплоносителя мы не принимаем во внимание, поскольку у батарей всех разновидностей она достаточно высока, что делает их пригодными к применению в жилых зданиях по данному параметру.

Показатели рабочего и испытательного давления важны для подбора батарей применительно к разным теплосетям. Если в коттеджах или загородных домах давление теплоносителя редко превышает 3 Бар, то при централизованном теплоснабжении оно может достигать от 6 до 15 Бар в зависимости от этажности здания. Не следует забывать и о гидроударах, нередких в центральных сетях при пуске их в работу. По этим причинам не всякий радиатор рекомендуется включать в такие сети, а сравнение теплоотдачи лучше проводить с учетом характеристик, указывающих на прочность изделия.

Вместительность и масса отопительных элементов играют важную роль в частном домостроительстве. Знание емкости радиатора поможет рассчитать общее количество воды в системе и оценить расход тепловой энергии на ее нагрев. Вес прибора важен для определения способа крепления к наружной стене, построенной, например, из пористого материала (газобетона) или по каркасной технологии.

Для ознакомления с основными техническими характеристиками мы приведем в таблице данные известного производителя радиаторов из алюминия и биметалла – фирмы RIFAR, а также параметры чугунных батарей МС-140.

Сравнительные выводы

Как показывает приведенная таблица сравнения теплоотдачи радиаторов отопления, самыми эффективными в плане мощности являются биметаллические нагреватели. Напомним, что они представляют собой алюминиевый оребренный корпус с находящимся внутри прочным сварным каркасом из металлических трубок для протока теплоносителя. По всем параметрам этот вид нагревателей пригоден для установки как в теплосетях высотных домов, так и в частных коттеджах. Единственный их недостаток – высокая стоимость.

Немного ниже теплоотдача алюминиевых радиаторов, хотя они легче и дешевле биметаллических. По испытательному и рабочему давлению приборы из алюминия также можно ставить в зданиях любой этажности, но при условии: наличии индивидуальной котельной с узлом водоподготовки. Дело в том, что алюминиевый сплав подвержен воздействию электрохимической коррозии от некачественного теплоносителя, свойственного центральным сетям. Радиаторы из алюминия лучше устанавливать в отдельных системах.

Резко отличаются от других чугунные радиаторы, теплоотдача которых значительно ниже при большой массе и емкости секций. Казалось бы, при таком сравнении им не найдется применения в современных системах обогрева. Тем не менее традиционные «гармошки» МС-140 продолжают пользоваться спросом, их главный козырь – долговечность и стойкость к коррозии. И действительно, серый чугун, из которого методом литья изготавливаются МС-140, спокойно служит до 50 лет и более, при этом теплоноситель может быть каким угодно.

Кроме того, обычная чугунная батарея обладает большой тепловой инерцией в силу своей массивности и вместительности. Это значит, что при отключении котла радиатор остается теплым еще долгое время. Что же касается рабочего давления, то нагреватели из чугуна не могут похвастать высокой прочностью. Приобретать их для сетей с высоким давлением воды рискованно.

Расчет тепловой мощности

Для организации обогрева помещений необходимо знать требуемую мощность на каждое из них, после чего произвести расчет теплоотдачи радиатора. Расход тепла на обогрев комнаты определяется достаточно простым способом. В зависимости от расположения принимается величина теплоты на обогрев 1 м3 комнаты, она составляет 35 Вт/ м3 для южной стороны здания и 40 Вт/ м3 – для северной. Реальный объем помещения умножается на эту величину и получаем требуемую мощность.

Внимание! Приведенный метод подсчета необходимой мощности является укрупненным, его результаты учитываются только в качестве ориентира.

Для того чтобы рассчитать алюминиевые или биметаллические батареи, надо отталкиваться от характеристик, указанных в документации производителя. В соответствии с нормативами там дается мощность 1 секции радиатора при DT = 70. Это означает, что 1 секция даст указанный тепловой поток при температуре теплоносителя на подаче 105 ºС, а в обратке – 70 ºС. При этом расчетная температура внутренней среды принимается 18 ºС.

Исходя из нашей таблицы, теплоотдача одной секции биметаллического радиатора с межосевым размером 500 мм составляет 204 Вт, но только при температуре в подающем трубопроводе 105 ºС. В современных системах, особенно индивидуальных, настолько высокой температуры не бывает, соответственно, и отдаваемая мощность уменьшится. Чтобы узнать реальный тепловой поток, нужно вначале просчитать параметр DT для существующих условий по формуле:

DT = (tпод + tобр) / 2 – tкомн, где:

• tпод – температура воды в подающем трубопроводе;
• tобр – то же, в обратке;
• tкомн – температура внутри комнаты.

После этого паспортная теплоотдача радиатора отопления умножается на поправочный коэффициент, принимаемый в зависимости от значения DT по таблице:

Например, при графике теплоносителя 80 / 60 ºС и комнатной температуре 21 ºС параметр DT будет равен (80 + 60) / 2 – 21 = 49, а поправочный коэффициент – 0.63. Тогда тепловой поток 1 секции того же биметаллического радиатора составит 204 х 0.63 = 128.5 Вт. Исходя из этого результата и подбирается количество секций.

Заключение

Как и следовало ожидать, в сравнении отопительных элементов по теплоотдаче на высоте оказались биметаллические батареи, недалеко от них ушли и радиаторы из алюминия. Применение же чугунных нагревателей целесообразно лишь в определенных условиях эксплуатации.

Основной задачей любой батареи отопления является обогрев помещения. По этим причинам теплоотдача — главный параметр, который стоит учитывать при покупке. Для каждой модели отопительных приборов значения теплоотдачи разные, в том числе и для биметалла. На этот параметр влияет объём и количество секций.

Итак, какая мощность 1 секции биметаллических радиаторов отопления? Зная значение, можно правильно рассчитать необходимый размер прибора.

Что такое теплоотдача

Биметаллический радиатор отопления

Определение теплоотдачи сводится к паре простых слов — это количество тепла, выделяемое радиатором в течение определённого времени. Мощность радиатора, тепловая мощность, тепловой поток — обозначение одного понятия и измеряется в Ваттах. Для 1 секции биметаллического радиатора это число равно 200 Вт.

Таблица теплоотдачи радиаторов отопления

В некоторых документах встречаются значения теплоотдачи, рассчитанные в калориях за 1 час. Во избежание путаницы, калории легко переводятся в Ватты с помощью простейших подсчётов (1 Вт = 859,8 кал/час).

Тепло от батареи обогревает комнату в результате трёх процессов:

Процесс обогрева комнаты

Каждая модель отопительных приборов использует все виды обогрева, но в разных пропорциях. Например, радиатором считаются те батареи, передающие в окружающее пространство от 25% тепловой энергии посредством излучения. Но сейчас термином «радиатор» начали называть любой отопительный прибор вне зависимости от основного метода обогрева.

Размеры и ёмкость секций

Биметаллические радиаторы за счёт вставок из стали компактнее алюминиевых, чугунных, стальных моделей. В какой-то степени это неплохо, чем меньше секция по размерам, тем меньше требуется теплоносителя для обогрева, а значит в эксплуатации батарея экономичнее по расходам теплоэнергии. Однако, чересчур узкие трубы быстрее засоряются мусором и хламом, которые являются неизбежными спутниками в современных тепловых сетях.

Мусор и грязь в батарее отопления

У хороших моделей радиаторов из биметалла толщина стальных сердечников внутри как у стенок обычной водопроводной трубы. От ёмкости секций зависит теплоотдача батареи, а межосевое расстояние непосредственно влияет на параметры ёмкости:

• 20 см — 0,1-0,16 л;
• 35 см — 0,15-0,2 л;
• 50 см — 0,2-0,3 л.

Из приведённых данных следует, что радиаторам из биметалла требуется малое количество теплоносителя. К примеру, отопительный прибор из десяти секций 35 см высотой и 80 см в ширину вмещает лишь 1,6 л. Несмотря на это, силы теплового потока достаточно, чтобы прогреть воздух в комнате площадью 14 кв. м. Стоит учесть, что у батареи такого размера вес почти в два раза больше, чем у алюминиевых аналогов — 14 кг.

Подавляющее большинство батарей из биметалла можно приобрести в специализированных магазинах по одной секции и собрать радиатор ровно таких размеров, какие требует помещение. Это удобно, хотя существуют цельные модели с фиксированным количеством секций (обычно не более 14 штук). У каждой детали по четыре отверстия: два входных и два выходных. Их размеры могут разниться от модели отопительного прибора. Чтобы радиаторы из биметалла было проще собирать, два отверстия сделаны с правой резьбой, а два — с левой.

Сборка биметаллических радиаторов отопления

Как правильно подобрать нужное количество секций

Теплоотдача биметаллических приборов отопления указана в техпаспорте. На основе этих данных и производятся все необходимые расчёты. В случаях, когда значение теплоотдачи в документах не указано, эти данные можно посмотреть на официальных сайтах производителя либо воспользоваться при расчётах усреднённым значением. Для каждой отдельно взятой комнаты должен проводиться свой расчёт.

Чтобы посчитать нужное число секций из биметалла, нужно учитывать несколько факторов. Параметры теплоотдачи у биметалла немного выше, чем у чугуна (с учётом одинаковых условий эксплуатации. Для примера, пусть температура теплоносителя будет 90° С, тогда мощность одной секции из биметалла — 200 Вт, из чугуна — 180 Вт).

Таблица расчета мощности нагрева радиатора

Если вы собрались менять чугунный радиатор на биметаллический, то при тех же размерах новая батарея будет греть чуть лучше, чем старая. И это хорошо. Стоит учитывать, что со временем теплоотдача будет чуть меньше из-за возникновения засоров внутри труб. Батареи засоряются отложениями, которые появляются из-за контактов металлов с водой.

Поэтому если вы все же решитесь на замену, то спокойно берите то же количество секций. Иногда устанавливают батареи с небольшим запасом в одну или две секции. Это делается, чтобы избежать потерь теплоотдачи из-за засорения. А вот если вы приобретаете батареи для нового помещения, без расчётов не обойтись.

Расчёт по габаритам

Теплоотдача радиаторов зависит от объёма помещения, которое необходимо обогреть. Чем больше комната, тем больше потребуется секций. Поэтому самый простой расчёт — по площади комнаты.

Для сантехники существуют особые нормы, строго регламентированные СНиП. Батареи не являются исключением. Для зданий в полосе с умеренным климатом стандартная мощность отопления составляет 100 Вт на каждый квадратный метр комнаты. Посчитав площадь помещения, умножив ширину на длину, необходимо еще умножить полученное значение на 100. Так получится общая теплоотдача батареи. Осталось только разделить её на параметры теплоотдачи биметалла.

Формула для расчета количества секций по габаритам комнаты

Для комнаты 3х4 м. подсчёт будет выглядеть следующим образом:
К = 3х4х100/200 = 6 шт.
Формула предельна проста, но позволяет вычислить лишь приблизительное количество секций из биметалла. В этих расчётах не учтены такие важные параметры как:

• высота потолков (формула более или менее точна при потолках не выше 3 м.);
• расположение комнаты (северная сторона, угол дома);
• количество оконных и дверных проёмов;
• степень утепления внешних стен.

Насколько сильно должна греть батарея

Расчет по объему

Расчёты теплоотдачи батареи по объёму комнаты немного сложнее. Для этого понадобится знать ширину, длину и высоту помещения, а также нормативы отопления, установленные для одного м 3 — 41 Вт.

Какой теплоотдачей должны обладать биметаллические радиаторы для комнаты 3х4 м. с учётом высоты потолков в 2,7 м: V = 3х4х2,7 = 32,4 м 3 .
Получив объём, легко посчитать теплоотдачу батареи: Р = 32,4х41 = 1328,4 Вт.

В итоге количество секций (с учётом тепловой мощности батареи при высокотемпературном режиме 200 Вт) будет равно: К = 1328,4/200 = 6,64 шт.
Полученное число, если оно не целое, всегда округляется в большую сторону. Исходя из более точных расчётов, понадобится 7 секций, а не 6.

Коэффициенты поправки

Несмотря на одинаковые значения в техпаспорте, фактическая теплоотдача радиаторов может отличаться в зависимости от условий эксплуатации. Учитывая, что выше приведённые формулы точны только для домов со среднестатистическими показателями утепления и для местностей с умеренным климатом, при других условиях необходимо вводить поправки в расчёты.

Коэффициенты поправки при расчете количества секций батарей отопления

Для этого полученное в ходе вычислений значение дополнительно умножается на коэффициент:

• угловые и северные комнаты — 1,3;
• регионы с экстремальными морозами (Крайний Север) — 1,6;
• экран или короб — прибавляйте ещё 25%, ниша — 7%;
• для каждого окна в комнате общая теплоотдача для помещения увеличивается на 100 Вт, для каждой двери — 200 Вт;
• коттедж — 1,5;

Важно! Последний коэффициент при расчёте биметаллических радиаторов используется крайне редко, потому что такие приборы отопления почти не ставят в частных домах из-за дороговизны.

Биметаллические батареи отопления

Эффективная теплоотдача

Значения тепловой отдачи для радиаторов указаны в техпаспорте или на сайтах производителей. Они подходят для конкретных параметров отопительных систем. Тепловой напор системы — важная характеристика, которую нельзя игнорировать при проведении необходимых вычислений. Обычно значение теплоотдачи 1 секции приводится для теплового напора 60° С, что соответствует высокотемпературному режиму отопительной системы с температурой воды 90°С. Такие параметры сейчас встречаются в старых домах. Для новостроек уже используются более современные технологии, при которых уже не требуется высокого теплового напора. Его значение для отопительной системы равно 30 и 50° С.

Температурный график системы отопления

Из-за разных значений теплового напора в техпаспорте и по факту, необходимо пересчитать мощность секций. В большинстве случаев она оказывается ниже заявленной. Значение теплоотдачи умножают на реальное значение теплового напора и делят на то, что указано в документах.

Эффективная теплоотдача батарей отопления в зависимости от способа установки и подключения

Параметры отдачи одной секции биметаллической батареи отопления напрямую влияют на её габариты и способность обогревать помещение. Сделать точные расчёты, не зная значения теплоотдачи биметалла, невозможно.

Фотогалерея (11 фото)

Сборка биметаллических радиаторов отопления Форму для расчета количества секций по габаритам комнаты Коэффициенты поправки при расчете количества секций батарей отопления Эффективная теплоотдача батарей отопления в зависимости от способа установки и подключения Биметаллические батареи отопления

Температурный график системы отопления