Теплоотдача батареи. Методика расчета теплоотдачи радиатора батарей отопления

Тепловой расчет приборов заключается в определении требуемого номинального теплового потока, марки панельного радиатора или конвектора и числа секций или колонок секционного и трубчатого радиаторов. Расчет отопительных приборов проводят по рекомендациям ООО «ВИТАТЕРМ». Технические характеристики отопительного принимают для прибора с межосевым расстоянием 500 мм (кроме конвектора).

Требуемый номинальный тепловой поток прибора , Вт, определяется по формуле

, (11)

где Q пр – требуемая теплоотдача прибора, Вт;

- комплексный коэффициент приведения к номинальным условиям.

Теплоотдача прибора Q пр , Вт, рассчитывается по формуле

Q пр = Q п – Q тр , (12)

где Q п – теплопотери помещения, определяемые в расчете теплового баланса (из таблицы 3) Вт;

Q тр – суммарная теплоотдача труб, проложенных в пределах помещения, Вт.

В курсовой работе полезная теплоотдача труб Q тр , Вт, принимается в долях от тепловых потерь помещения: в двухтрубной вертикальной системе отопления для верхнего этажа теплоотдача труб составляет 5% от тепловых потерь помещения и 15% для остальных этажей; при поквартирной разводке в конструкции пола - принимается 5% от тепловых потерь помещения.

Комплексный коэффициент приведения к номинальным условиям определяется по формуле

, (13)

где n, m, с – эмпирические числовые показатели, учитывающие влияние схемы движения теплоносителя на тепловой поток и коэффициент теплопередачи прибора, приводятся в рекомендациях ООО «ВИТАТЕРМ» при наиболее оптимальной схеме движения воды «сверху вниз»;

p – коэффициент учитывает направления движения теплоносителя в приборе;

b – коэффициент учета атмосферного давления в данной местности ;

Δ t – разность средней температуры воды в приборе и температуры окружающего воздуха в помещении;

G пр – расход воды через прибор, кг/ч.

Разность температур в приборе определяется по формуле

, (14)

где t вх , t вых – температура воды, входящей в прибор и выходящей из него, ºС, для двухтрубной водяной системы отопления со стальными трубами следует принять t вх =95 ºС, t вых =70 ºС; с разводкой из полимерных труб температура выбирается в зависимости от характеристики их материала. Для металлополимерных труб t вх =90 ºС и t вых =70 ºС; для полипропиленовых t вх =85 ºС и t вых =65 ºС.

Расход воды через отопительный прибор

, кг/ч, определяется по формуле

, (15)

где

– теплопотери помещения из таблицы 3, Вт;

β 1 – коэффициент зависящий от шага номенклатурного ряда прибора;

β 2 – коэффициент зависящий от вида прибора и способа установки.

Оба коэффициента выбираются по таблице .

Количество секций отопительного прибора определяется по формуле

, (16)

где - номинальный тепловой поток одной секции, Вт, приводится в рекомендации по расчету отопительного прибора, таблица;

- коэффициент, характеризующий зависимость теплопередачи радиатора от количества секций, таблица .

Тепловой расчет отопительных приборов следует выполнить в табличной форме.

Таблица 4 - Тепловой расчет отопительных приборов

№ стояка, № помещения	Теплопотери помещения Qрасч, Вт	Теплоотдача труб Q тр, Вт	Требуемая теплоотдача прибора Qпр, Вт	Коэффициент β 1	Коэффициент β 2	Температура воздуха в помещении t в, 0 С	Температура воды на входе в прибор t вх, 0 С	Температура воды на выходе из прибора t вых, 0 С	Температурный напор Δt, 0 С	Расход воды через прибор G пр, кг/ч

Продолжение таблицы 4

Вопрос эффективной работы системы отопления во многом зависит от того, как рассчитана теплоотдача радиаторов. Эти приборы являются основным источником тепла, нагревающим воздух внутри помещений. Поэтому еще на стадии проектирования инженеры проводят расчет, на основании которого в каждом помещении устанавливается радиатор с определенным количеством секций. Расчеты эти не такие уж простые, потому что в них приходится учитывать большое количество критериев.

Что нужно учесть при расчете?

Расчет радиаторов отопления

Обязательно принимают во внимание:

• Материал, из которого изготовлена отопительная батарея.
• Ее размеры.
• Количество окон и дверей в комнате.
• Материал, из которого построен дом.
• Сторону света, в которой располагается квартира или помещение.
• Наличие теплоизоляции здания.
• Тип разводки трубной системы.

И это лишь небольшая часть того, что необходимо учесть при . Не забываем и о региональном расположении дома, а также средней уличной температуре.

• Обычный - с использованием бумаги, ручки и калькулятора. Формула расчета известна, и в ней используются основные показатели - тепловая отдача одной секции и площадь обогреваемой комнаты. Также добавляются коэффициенты - понижающие и повышающие, которые зависят от ранее описанных критериев.
• С помощью онлайн-калькулятора. Это простая в использовании компьютерная программа, в которую загружаются определенные данные о размерах и конструкции дома. Она выдает достаточно точный показатель, который и берется за основу проектирования отопительной системы.

Для простого обывателя и тот, и другой вариант - не самый простой способ определить теплоотдачу батареи отопления. Но есть другой метод, для которого используется простая формула - 1 кВт на 10 м² площади. То есть, чтобы обогреть комнату площадью 10 квадратных метров, потребуется всего лишь 1 киловатт тепловой энергии. Зная показатель теплоотдачи одной секции радиатора отопления, можно точно подсчитать, сколько секций нужно установить в конкретном помещении.

Давайте рассмотрим несколько примеров, как правильно проводить такой расчет. Разные виды радиаторов имеют большой размерный диапазон, зависящий от межосевого расстояния. Это размер между осями нижнего и верхнего коллектора. У основной массы отопительных батарей этот показатель равен или 350 мм, или 500 мм. Есть и другие параметры, но эти встречаются чаще остальных.

Это первое. Второе - на рынке есть несколько видов отопительных приборов из различных металлов. У каждого металла своя теплоотдача, и это придется учитывать при расчете. Кстати, какой выбрать и поставить радиатор в своем доме, каждый решает сам.

Теплоотдача чугунных радиаторов

Диапазон теплоотдачи чугунных батарей колеблется в пределах 125–150 Вт. Разброс зависит от межосевого расстояния. Теперь можно провести расчет. К примеру, ваша комната имеет площадь 18 м². Если в ней запланирована установка батареи 500 мм, то используем следующую формулу: (18:150)x100= 12. Получается, что в этой комнате необходимо установить 12-секционный радиатор отопления.

Все просто. Точно так же можно рассчитать чугунный радиатор с межосевым расстоянием 350 мм. Но это будет лишь приблизительный расчет, потому что для точности необходимо учитывать коэффициенты. Их не так много, но именно с их помощью можно получить максимально точный показатель. К примеру, присутствие в помещении не одного, а двух окон увеличивает теплопотери, так что окончательный результат необходимо умножить на коэффициент 1,1. Не будем рассматривать все коэффициенты, поскольку это займет много времени. О них мы уже писали на нашем сайте, так что найдите статью и ознакомьтесь с ней.

Теплоотдача алюминиевых радиаторов

Для сравнения двух противоположных металлов выбрана алюминиевая батарея. У алюминиевых радиаторов

Теплоотдача радиаторов Global рассчитывается по EN-442

теплоотдача больше, и одна секция излучает 200 Вт тепла. Подставив этот показатель в формулу, мы определим, сколько секций необходимо использовать в помещении площадью 18 м².

(18:200)x100= 9. Количество секций уменьшилось только за счет высокой теплоотдачи алюминиевых приборов. Так что можно выбирать радиатор не только по размерам, но и по модели.

Способ подключения

Не все понимают, что разводка труб системы отопления и правильное подключение влияют на качество и эффективность теплоотдачи. Разберем этот факт подробнее.

Существует 4 способа подключения радиатора:

• Боковое. Этот вариант чаще всего используют в городских квартирах многоэтажных домов. Квартир в мире больше, чем частных домов, поэтому производители используют такой тип подключения как номинальный способ определения теплоотдачи радиаторов. Для его расчета используется коэффициент 1,0.
• Диагональное. Идеальное подключение, потому что теплоноситель проходит по всему прибору, равномерно распределяя тепло по его объему. Обычно этот вид используется, если в радиаторе более 12 секций. При расчете используется повышающий коэффициент 1,1–1,2.
• Нижнее. В этом случае трубы подачи и обратки подсоединяются снизу радиатора. Обычно такой вариант используется при скрытой проводке труб. В этом виде подключения есть один минус - теплопотери 10%.
• Однотрубное. Это, по сути, нижнее подключение. Обычно его используют в системе разводки труб ленинградка. И здесь без теплопотерь не обошлось, правда, они в несколько раз больше - 30–40%.

Заключение по теме

Таблица мощности радиаторов

Вы сами смогли убедиться, что правильно рассчитать теплоотдачу радиатора можно простым способом, правда, он является не очень точным. К тому же приходится учитывать большой разброс размерных параметров батарей, материалов, из которых они изготавливаются, плюс дополнительные факторы. Так что все сложно.

Поэтому советуем поступить проще. Берете за основу ту самую формулу с соотношением площади комнаты и необходимого количества тепла. Делаете расчет и прибавляете к нему до 10%. Если ваш дом находится в северном регионе, прибавляйте 20%. Даже 10% - это очень щедро, но лишнего тепла не бывает. Тем более что можно, используя различные приборы, контролировать подачу теплоносителя в радиаторы. Можно уменьшить, а можно увеличить. Единственный минус такой прибавки - первоначальные расходы на приобретение радиаторов с большим количеством секций. Особенно это касается алюминиевых и биметаллических приборов отопления.

Общепринятой температурой квартирного комфорта принято считать 21 0 Цельсия. Чтобы она была в квартире на этом уровне и в зимние холода, используются различные системы обогрева, включая автономные и центральные системы отопления. Здравый смысл и грамотный расчет теплоотдачи радиатора батарей отопления позволяет устанавливать потребное количество обогревательных приборов, включая и радиаторы отопления.

Цели и задачи расчетов радиаторов отопления

Расчеты радиаторов проводятся для обеспечения эффективного функционирования отопительной системы для обогрева конкретного жилого помещения, причем, в расчетах тепловой комфорт трактуется не только как плюсовая температура произвольной величины, но и максимально допустимая. Нет смысла устанавливать запредельное количество обогревателей, если при этом приходится открывать нараспашку форточки ради свежего воздуха (напомним, что чересчур горячие батареи «сжигают» кислород). То есть расчеты определяют границы низкотемпературного и высокотемпературного отопления.

Другой задачей тепловых расчетов является определение параметров теплоотдачи, позволяющие равномерно распределить тепловые потоки по всему помещению. В этом случае подлежат учету тепловые потери, зависящие от наличия в помещении подвала и чердака, типа материала стен, толщины стен, размеров окон и многих других сопутствующих факторов.

При проектировании строительного объекта используются специальные программы, для расчета радиаторов в квартире можно использовать тепловизоры. Но для ориентировочных расчетов применяются несложные алгоритмы, которые принято называть калькулятором расчета батарей отопления. Их методики исходят, в основном, из соотношений требуемой тепловой мощности обогревателя и площади обогреваемого помещения.

Методика расчета радиатора по площади

В основу условного расчета по площади заложено регламентированное санитарными нормами значение мощности отопления на 1 кв. метр площади помещения. Для умеренного климата на широте Москвы эта цифра составляет от 50 до 100 Вт. Для северных областей выше 60 0 северной широты она повыше и принята в пределах от 150 до 200 Вт на 1 кв. метр. Паспортное значение теплоотдачи одной чугунной секции указано в размере от 125 до 150 Вт.

Определяем потребную мощность для 15 кв. метров:

100 х 15 = 1500 Вт.

Определяем количество секций:

1500/ 125 = 12 секций, что можно представить как две шестисекционные чугунные батареи.

Этот расчет равносилен и для биметаллического радиатора, поскольку его теплоотдача имеет практически такие же значения.

В расчетах использовались нормы для потолка стандартной высоты 270 см. Для потолков более высоких выполняются расчеты радиаторов, исходящие из параметров кубатуры комнаты.

Методика расчета радиатора по объему

В этом случае методика, или как принято говорить, калькулятор подбора батарей кВт, оперирует такими понятиями, как номинальный тепловой поток Qном конкретного типа радиатора и количеством тепловой энергии Qпом, необходимой для обогрева 1 куб. метра помещения. Значение Qном обязательно указывается в паспорте радиатора. Значение Qпом для стандартной комнаты панельного дома составляет 0, 041 кВт. Для кирпичного дома эта цифра уменьшается до 0,034 кВт на 1 куб. метр. Для жилых помещений, в которых хорошая теплоизоляция, тепловая мощность еще меньше — 0,02 кВт.

Количество секций радиатора определяется аналогично методики калькулятора батарей отопления по площади, то есть путем умножения объема помещения на удельную объемную тепловую энергию и последующего деления на значение номинального теплового потока радиатора:

N = V x Qпом/Qном, штук. Полученный результат округляют в большую сторону.

Это важно! Поскольку эти расчеты довольно приблизительны и не учитывают тепловых потерь здания, округление в большую сторону позволит сделать некоторый запас по улучшению комфортных условий отопления.

Учет дополнительных факторов в тепловых расчетах радиаторов

Дополнительные факторы, влияющие на теплоотдачу радиаторов, представляют собой поправочные коэффициенты, корректирующие отклонения от стандартных условий, принятых в базовых расчетах.

Корректировка по высоте

Стандартная высота помещения составляет 270 см. В случае большей высоты поправочный коэффициент определяется делением высоты комнаты на стандартное значение 270 см. То есть для высоты помещения 324 см коэффициент будет равен 324/270=1,2. Соответственно, удельная тепловая мощность 100 Вт на 1кв. метр необходимо увеличить в 1,2 раза, то есть она уже будет составлять 120 Вт на кВ. метр.

Теплоотдача батарей отопления зависит от места размещения, поскольку конвективные потоки по-разному перемешиваются при различных расстояниях между ребрами радиатора и полом или подоконником. Поправочные коэффициенты приведены на схеме. При этом следует учитывать, что для угловых комнат потери тепла в два раза больше, так как в таких комнатах два окна.

Коэффициент поправки к номинальному значению теплоотдачи радиатора наиболее оптимальный при диагональном присоединении отопительных труб. Но конкретные условия для монтажа батарей не всегда позволяют использовать эту схему.

Резюме

Учесть все влияющие на теплоотдачу радиатора факторы сложно. Как утверждают сантехники, если у дома идеальная теплоизоляция, можно обойтись без отопления. Тепла от электрических приборов и кухонной плиты хватит. Также очень важно уметь рассчитывать теплопотери, зависящие от размеров окон, дверей и форточек. Однако рассмотренные усредненные значения тепловых характеристик помещений и радиаторов позволяют с определенной точностью определить потребное количество секций радиаторов и не промахнуться с комнатной температурой.