Эффективные методы расчета радиаторов отопления

Чтобы рассчитать, какое число радиаторов понадобится установить в помещении, используют различные методики, суть которых состоит в следующем: требуется определить максимальные тепловые потери, характерные для помещения, после чего рассчитать число приборов отопления, способное компенсировать эти теплопотери.
Используются различные методы расчета отопительных радиаторов.

расчёт радиаторов отопления

При использовании самых простых методов можно получить лишь приблизительные данные, но простые расчеты вполне применимы, когда нужно подобрать радиаторы для обогрева стандартного помещения. При выполнении расчетов можно применять и специальные коэффициенты, учитывающие нестандартные параметры помещения (к примеру, выход на лоджию, угловая комната, большое окно и др.). Можно использовать и более подробные методики расчетов с применением формул.

Еще один способ расчета радиаторов – определение фактических потерь при помощи тепловизора и расчет числа радиаторов, способных компенсировать эти потери. У данного метода есть важное достоинство: тепловизор четко фиксирует, в каких местах помещения происходят наиболее активные тепловые потери, и дает возможность определить, чем они вызваны (наличием трещины, огрехами ремонта и др.).

В ходе расчета батарей учитываются следующие факторы:

теплопотери, характерные для помещения,
мощность излучения секциями радиатора в номинальном выражении.

Расчет отопительных радиаторов по площади

Это наиболее доступная методика, позволяющая определить мощность излучения тепла для полноценного обогрева помещения заданного размера. Зная площадь конкретного помещения, можно легко определить тепловую потребность по следующим строительным нормам СНиП:

на обогрев 1 кв. метр жилого помещения в средней климатической зоне требуется от 60 до 100 Вт энергии,
для регионов, расположенных выше 600, необходимо от 150 до 200 Вт энергии.

Принимая во внимание данные нормы, можно рассчитать, сколько тепла понадобится на обогрев помещения определенной площади, и с учетом этого выполнить расчет радиаторов, при этом, для областей с более теплым климатом берутся значения, близкие к нижней границе нормы, а для регионов с холодным или непостоянным климатом, соответственно, близкие к верхней границе.

Для качественного отопления комнаты требуется небольшой запас по мощности обогрева: чем большая мощность нужна для обогрева комнаты, тем большее количество радиаторов понадобится установить. В свою очередь, чем больше установлено радиаторов, тем большее количество теплоносителя циркулирует в системе. Это не имеет особого значения в случаях, когда квартира подсоединена к центральной отопительной системе, а вот при наличии индивидуальной отопительной системы большого объема требуется намного больше затрат на поддержание необходимой температуры теплоносителя.

После расчета тепловой потребности комнаты, можно рассчитать число секций батареи, учитывая, что каждый радиатор обеспечивает определенный объем тепла, о чем заявлено в паспорте. Показатель потребности в тепле делится на мощность батареи. При этом, для кухни полученное в итоге значение можно округлить до меньшего значения, а для торцевых/угловых помещений или комнат с большим окном/балконом – до большего.

Данная система расчета очень проста, однако, не лишена недостатков: при выполнении расчетов не учитываются материалы стен, высота потолков, наличие утепления, размер и тип окон, а также ряд других факторов. По этой причине расчет по СНиП можно считать ориентировочным, а для более точного результата требуется внести некоторые корректировки.

Расчет секций приборов по объему помещения

Расчет секций приборов

При данном типе расчета учитываются показатели площади и высоты потолков, что позволяет определить, какое количество тепла понадобится для нагрева всего воздуха внутри помещения. Для расчета отопительных батарей по этому методу нужно рассчитать объем помещения и затем определить оптимальное количество тепла для обогрева этого помещения по нормам СНиП:

на отопление 1 кубического метра воздуха в панельных домах требуется 41 Вт,
в кирпичных домах – 34 Вт.

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.

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).

Расчет количества отопительных батарей для однотрубных систем

Батареи с однотрубными системами

Все вышеперечисленное применимо к расчету радиаторов, подключенных к двухтрубной отопительной системе, где на вход каждого прибора подается теплоноситель, имеющий одинаковую степень нагрева. В однотрубной же системе в каждую последующую батарею поступает все более охлажденная вода. В таком случае наиболее оптимальным методом расчета отопительных батарей является определение мощности приборов по той же схеме, что и для двухтрубных систем, а затем добавление секций пропорционально уменьшению тепловой мощности с целью повышения тепловой отдачи радиатора в целом.

Обычно при расчете мощности котла, применяемого для нагрева теплоносителя в однотрубной системе, предусматривают определенный запас, подсоединяют батареи через устройство байпас и устанавливают запорную арматуру для регулирования теплоотдачи и компенсации снижения температуры жидкости-теплоносителя.
В целом, можно сделать вывод, что размеры и число батарей в однотрубных системах необходимо увеличивать, устанавливая все больше секций по мере отдаления от места входа теплоносителя в систему.

Итоги

Ориентировочный расчет отопительных радиаторов выполняется достаточно быстро и легко, в отличие от расчета батарей с учетом вида подключения, габаритов, специфических характеристик помещения и ряда других факторов. Зато подробный расчет позволяет максимально точно рассчитать нужное число приборов отопления для создания максимально комфортной и уютной атмосферы в помещении в холодное время года.