Расчет радиаторов отопления, количество секций и мощность батареи

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.

Формула и пример расчета

Учитывая вышеперечисленные факторы, можно сделать расчёт. На 1 м 2 понадобится 100 Вт, соответственно, на отопление комнаты в 18м 2 нужно затратить 1800 Вт. Одна батарея из 8-ми чугунных секций выделяет 120 Вт. Делим 1800 на 120 и получаем 15 секций. Это весьма средний показатель.

В частном доме с собственным водонагревателем мощность теплоносителя высчитывается по максимуму. Тогда 1800 делим на 150 и получаем 12 секций. Столько нам понадобится для обогрева комнаты в 18м 2. Существует весьма сложная формула, по которой можно рассчитать точное количество секций в радиаторе.

Формула выглядит так:

• q1 — это вид остекления: тройной стеклопакет 0,85; двойной стеклопакет 1; обычное стекло 1,27;
• q 2 — теплоизоляция стен: современная теплоизоляция 0,85; стена в 2 кирпича 1; плохая изоляция 1,27;
• q3 — отношение площади окон к площади пола: 10% 0,8; 20% 0,9; 30% 1,1; 40% 1,2;
• q 4 — минимальная температура снаружи: -10 0 С 0,7; -15 0 С 0,9; -20 0 С 1,1; -25 0 С 1,3; -35 0 С 1,5;
• q5 — количество наружных стен: одна 1,1; две (угловая) 1,2; три 1,3; четыре 1,4;
• q6 — тип помещения над расчётным: обогреваемое помещение 0,8; отапливаемый чердак 0,9; холодный чердак 1;
• q7 — высота потолков: 2,5 м — 1; 3 м — 1,05; 3,5м — 1,1; 4м — 1,15; 4,5м — 1,2;

Проведём расчёт для угловой комнаты 20 м 2 с высотой потолка 3 м, двумя 2-х створчатыми окнами с тройным стеклопакетом, стенками в 2 кирпича, расположенной под холодным чердаком в доме в подмосковном посёлке, где зимой температура опускается до 20 0 С.

Получится 1844,9 Вт. Разделим на 150 Вт и получим 12,3 или 12 секций.

Радиаторы делаются из трёх видов металла: чугунные, алюминиевые и биметаллические. Чугунные и алюминиевые радиаторы имеют одинаковую теплоотдачу, но нагретый чугун остывает медленнее алюминия. Биметаллические батареи имеют большую теплоотдачу, чем чугунные, но они быстрее остывают. Стальные радиаторы имеют высокую теплоотдачу, но они подвержены коррозии.

Самой комфортной для человеческого организма температурой в помещении принято считать 21 0 С. Однако для хорошего крепкого сна больше подходит температура не выше 18 0 С, поэтому немалую роль играет и назначение отапливаемого помещения. И если в зале площадью 20 м2 нужно установить 12 секций батареи. то в аналогичном спальном помещении предпочтительнее установить 10 батарей, и человеку в такой комнате будет комфортно спать. В угловом помещении такой же площади смело размещайте 16 батарей. и Вам не будет жарко. Т. е. расчёт радиаторов в помещении весьма индивидуален, и можно давать только приблизительные рекомендации, сколько секций необходимо установить в той или иной комнате. Главное, произвести установку грамотно, и тепло всегда будет в вашем доме.

Расчет по площади

Расчет радиаторов отопления на квадратный метр уже был чуть затронут. Но он подходит не всегда. Это максимально простой и быстрый способ подсчета. Не рекомендуется его использовать, если потолок не соответствует 2,40 – 2,60 м. Учитывается также норма, согласно которой 1м² достаточно 100 Вт.

Пример расчета количества секций радиаторов по площади помещения

Допустим, площадь спальни — 24м². Рассчитывается мощность умножением площади на 100 Вт. Выходит 2400 Вт либо 2,4 кВт.

После этого следует вычисление количества частей. Последнее число делится на теплоотдачу секции. Допустим, изготовитель указал 185 Вт. Получается 12,97. Округляя, выясняется, что для спальни необходимо 13 штук.

Расчет радиатора отопления по площади является нежелательным, поскольку пропускает ряд важных моментов. А если дом обладает балконом, то дополнительно стоит добавить 20%. В случае необходимости скрытия любого вида радиатора прибавляется 15%.

Подробный расчет с учетом особенностей помещения

Загородный дома зачастую обладают сложностями, где требуется более тщательный подход. С квартирами такое случается реже. По сути, этот метод лучше использовать всегда, потому как именно здесь раскрывается наибольшее количество нюансов.

Итак, потребуется следующая формула: КТ = 100 × S × К1 × К2 × К3 × К4 × К5 × К6 × К7 × К8 × К9.

• КТ – необходимое тепло;
• S – площадь комнаты;
• К с числом – коэффициент.

Как рассчитать теплопотери

Алюминий лучший проводник тепла. Чтобы подобрать корректный объем радиатора отопления нужно, в первую очередь, учесть любые теплопотери.

K1 – внешняя стена. Большее количество этих стен навлекает большую теплопотерю. Если она одна, то K1 составит 1,0. Две – 1,2. Три – 1,3. Четыре – 1,4.

К2 – проникновение солнечных лучей. Больше всего страдают восточная и северная стороны, поскольку в этих случаях Солнце задерживает свой свет короткий промежуток времени. K2 тогда будет равен 1,1. Западная с южной таких проблем не испытывают.

Оконные проемы

К3 – выбранные конструкции. Еще один фактор теплопотерь. В данном случае учитывается 3 разные ситуации:

1. Двойное остекление деревянной рамы, К3 равен 1,27;
2. Однокамерный стеклопакет, коэффициент не учитывается (равен 1);
3. Двойной стеклопакет, К3 = 0,

К4 – площадь окон. Это также влияет. Здесь расчет сложнее. Площадь окна делится на площадь комнаты. Пример пяти возможных случаев:

Отношение	Коэффициент
Менее 0,1	0,8
0,11/0,2 = 0,55	0,9
0,21/0,3 = 0,7	1,0
0,31/0,4 = 0,775	1,1
0,41/0,5 = 0,82	1,2

Стены и кровельное покрытие

К5 – утепление стен. Термоизоляция стен напрямую влияет на степень теплопотерь. Можно разделить на 3 уровня:

1. Утепление отсутствует. К5 = 1,27;
2. Средний – утепляются другим материалом либо имеется кладка из 2 кирпичей. Коэффициент — 1,0;
3. Высокий – K5 = 0,85.

К6 – высота. Стандартом является 100 Вт/ м². Если высота выше 2,7м, он меняется:

Высота (м)	Коэффициент
2,8 – 3	1,05
3,1 – 3,5	1,1
3,6 – 4	1,15
4,1 и далее	1,2

К7 – верхнее помещение. То, что располагается наверху, также влияет на сохранение тепла. Например, что-либо неутепленное или неотапливаемое дает К7 — 1,0. Утепленная кровля или чердак снижает его — 0,9. Ну а расположение над комнатой отапливаемого помещения равняет коэффициент 0,8.

Погодные условия

Климат (К8) тоже многое решает. Его ни в коем случае нельзя не учитывать. В основном используются средние температуры местности в самую холодную десятидневку января.

Температура	Коэффициент
От -35 °C	1,5
От -25 до -35°C	1,3
-20°C	1,1
-15°C	0,9
-10°C	0,7

Зависимость от режима системы отопления

Последний и, пожалуй, один из наиболее важных факторов. Существует множество вариаций подключения, и каждая из них так или иначе влияет на теплоотдачу. Подача и обратка также играет свою роль.

1. Диагональное. Если соотношение подача-обратка идет сверху вниз, то K9 = 1,0. В противоположном случае — 1,25;
2. Одностороннее. Снизу вверх – 1,28. Сверху вниз – 1,03. Если и подача, и обратка располагает внизу, то K9 = 1,28;
3. Двустороннее нижнее – 1,13.

Расчет секций алюминиевых радиаторов на квадратный метр

Как правило, производителями заранее просчитаны нормы мощности батарей из алюминия, которые зависят от таких параметров, как высота потолков и площадь помещения. Так считается, что на то, чтобы нагреть 1 м2 комнаты с потолком до 3 м высоты потребует тепловая мощность в 100 Вт.

Эти цифры приблизительны, так как расчет алюминиевых радиаторов отопления по площади в данном случае не предусматривает возможных теплопотерь в помещении или более высокие или низкие потолки. Это общепринятые строительные нормы, которые указывают в техпаспорте своей продукции производители.

Кроме них:

Немалую важность играет параметр тепловой мощности одного ребра радиатора. Для алюминиевого обогревателя она составляет 180-190 Вт.

Температура носителя так же должна учитываться

Ее можно узнать в управляющем тепловом хозяйстве, если отопление централизованное, либо измерить самостоятельно в автономной системе. Для алюминиевых батарей показатель равен 100-130 градусам. Разделив температуру на тепловую мощность радиатора, получается, что для обогрева 1 м2 потребуется 0.55 секций.

В том случае, если высота потолков «переросла» классические стандарты, то необходимо применять специальный коэффициент:если потолок равен 3 м, то параметры умножаются на 1.05;
при высоте 3.5 м он составляет 1.1;
при показателе 4 м – это 1.15;
высота стены 4.5 м – коэффициент равен 1.2.

Можно воспользоваться таблицей, которую предоставляют производители к своей продукции.

Сколько нужно секций алюминиевого радиатора?

Расчет количества секций алюминиевого радиатора производится по форме, подходящей для обогревателей любого типа:

Q = S х100 х k/P

В данном случае:

• S – площадь помещения, где требуется установка батареи;
• k – коэффициент корректировки показателя 100 Вт/м2 в зависимости от высоты потолка;
• P – мощность одного элемента радиатора.

При расчете количества секций алюминиевых радиаторов отопления получается, что в помещении площадью 20 м2 при высоте потолка 2.7 м для алюминиевого радиатора с мощностью одной секции 0.138 кВт потребуется 14 секций.

Q = 20 х 100 / 0.138 = 14.49

В данном примере коэффициент не применяется, так как высота потолка менее 3 м

Но даже такой секций алюминиевых радиаторов отопления не будут верными, так как не взяты во внимание возможные теплопотери помещения. Следует учитывать, что в зависимости от того, сколько в комнате окон, является ли она угловой и есть ли в ней балкон: все это указывает на количество источников теплопотерь

Делая расчет алюминиевых радиаторов по площади помещения, следует в формуле учитывать процент потери тепла в зависимости от того, где они будут установлены:

• если они закреплены под подоконником, то потери составят до 4%;
• установка в нише моментально увеличивает этот показатель до 7%;
• если алюминиевый радиатор для красоты прикрыть с одной стороны экраном, то потери составят до 7-8%;
• закрытый экраном полностью, он будет терять до 25%, что делает его в принципе малорентабельным.

Это далеко не все показатели, которые следует учесть при установке алюминиевых батарей.

Пример расчета количества секций

Планируется поставить батарею в помещении площадью 20 кв. м. Комната является угловой, имеет два окна и одну дверь. Высота равна 2,7 м. Радиатор будет размещаться под подоконником (корректирующий коэффициент — 1,04). Котел подает теплоноситель с температурой 60 °С. На выходе из отопителя вода будет иметь температуру 40 °С.

Расчет максимального количества ребер таков:

Q = (20 * 100 + 0,2 + 0,1) * 1,3 * 1,04 / 72 = 37,56 секций.

Поскольку нужно округлять в максимальную сторону, то нужно устанавливать батарею с 38 ребрами. Ее можно разделить на две части и поставить под обоими окнами. Каждая из них будет иметь 19 ребер.

Прямая взаимосвязь типа радиатора отопления и метода расчёта

При монтаже стандартных источников обогрева секционного типа не возникает сложностей, так как их мощность заранее указана среди остальных технических параметров.

При положении, когда фирма-изготовитель прописывает в характеристиках значение расхода теплоносителя, принято считать, что трата 1 литра этой жидкости в минуту равна 1 кВт мощности.

Важно! При рассмотрении различных вариантов батарей стоит помнить, что при одинаковых габаритах они имеют несовпадающие показатели мощности, так как исходный материал, варьируется от биметаллического до чугунного. ​. Для расчёта каждого типа радиаторов существует свой средний показатель мощности

Секция источника обогрева с расстоянием оси в 0,5 м выделяет тепло:

Для расчёта каждого типа радиаторов существует свой средний показатель мощности. Секция источника обогрева с расстоянием оси в 0,5 м выделяет тепло:

• Чугун —145 Вт.
• Биметалл —185 Вт.
• Алюминий — 190 Вт.

Зачастую этот показатель отличается от вышеуказанных в силу того, что по высоте батареи отопления встречаются от 0,2 м до 0,6 м.

При нестандартных параметрах радиаторов отопления в методы расчёта теплового излучения вносятся корректировки.

Фото 1. Стальной радиатор для отопления модели Tesi 2 , дина секции 45 мм, производитель – «Irsap», Италия.

Чем ниже значение высоты источника обогрева (и, соответственно, его площадь), тем меньше показатель излучения тепла.

Внести корректировку в результат можно с помощью установленного коэффициента, полученного из пропорции существующей высоты радиатора к стандартному значению.

Правильный расчет

Он предусматривает умножение площади комнаты на норму 100, корректировку результата в зависимости от особенностей помещения и деление конечной цифры на мощность одного ребра (желательно использовать скорректированную мощность).

Корректируют произведение площади и нормы, равной 100 Вт, таким образом:

1. На каждое окно к нему добавляют 0,2 кВт.
2. На каждую дверь к нему добавляют 0,1 кВт.
3. Для угловой комнаты конечную цифру умножают на 1,3. Если угловая комната расположена в частном доме, то коэффициент составляет 1,5.
4. Для помещения с высотой, большей 3 м, применяют коэффициенты 1,05 (высота 3 м), 1,1 (высота 3,5 м), 1,15 (4 м), 1,2 (4,5 м).

Нужно учесть и способ размещения отопителя, который также приводит к потере тепла. Эти потери являются такими:

• 3-4% — в случае монтажа отопительного устройства под широким подоконником или полочкой;
• 7%, если радиатор устанавливается в нише;
• 5-7%, если находится возле открытой стены, но частично его закрывает экран;
• 20-25% — в случае полного закрытия экраном.

Расчет разных типов радиаторов

Если вы собрались ставить секционные радиаторы стандартного размера (с осевым расстоянием 50см высоты) и уже выбрали материал, модель и нужный размер, никаких сложностей с расчетом их количества быть не должно. У большинства солидных фирм, поставляющих хорошее отопительное оборудование, на сайте указаны технические данные всех модификаций, среди которых есть и тепловая мощность. Если указана не мощность, а расход теплоносителя, то перевести в мощность просто: расход теплоносителя в 1л/мин примерно равен мощности в 1кВт (1000Вт).

Осевое расстояние радиатора определяется по высоте между центрами отверстий для подачи/отведения теплоносителя

Чтобы облегчить жизнь покупателям на многих сайтах устанавливают специально разработанную программу-калькулятор. Тогда расчет секций радиаторов отопления сводится к внесению данных по вашему помещению в соответствующие поля. А на выходе вы имеете готовый результат: количество секций данной модели в штуках.

Осевое расстояние определяют между центрами отверстий для теплоносителя

Но если просто пока прикидываете возможные варианты, то стоит учесть, что радиаторы одного размера из разных материалов имеют разную тепловую мощность. Методика расчета количества секций биметаллических радиаторов от расчета алюминиевых, стальных или чугунных ничем не отличается. Разной может быть только тепловая мощность одной секции.

Чтобы считать было проще, есть усредненные данные, по которым можно ориентироваться. Для одной секции радиатора с осевым расстоянием 50см приняты такие значения мощностей:

• алюминиевые — 190Вт
• биметаллические — 185Вт
• чугунные — 145Вт.

Если вы пока только прикидываете, какой из материалов выбрать, можете воспользоваться этими данными. Для наглядности приведем самый простой расчет секций биметаллических радиаторов отопления, в котором учитывается только площадь помещения.

При определении количества отопительных приборов из биметалла стандартного размера (межосевое расстояние 50см) принимается, что одна секция может обогреть 1,8м 2 площади. Тогда на помещение 16м 2 нужно: 16м 2 /1,8м 2 =8,88шт. Округляем — нужны 9 секций.

Аналогично считаем для чугунные или стальные баратери. Нужны только нормы:

• биметаллический радиатор — 1,8м 2
• алюминиевый — 1,9-2,0м 2
• чугунный — 1,4-1,5м 2 .

Это данные для секций с межосевым расстоянием 50см. Сегодня же в продаже есть модели с самой разной высоты: от 60см до 20см и даже еще ниже. Модели 20см и ниже называют бордюрными. Естественно, их мощность отличается от указанного стандарта, и, если вы планируете использовать «нестандарт», придется вносить коррективы. Или ищите паспортные данные, или считайте сами. Исходим из того, что теплоотдача теплового прибора напрямую зависит от его площади. С уменьшением высоты уменьшается площадь прибора, а, значит, и мощность уменьшается пропорционально. То есть, нужно найти соотношение высот выбранного радиатора со стандартом, а потом при помощи этого коэффициента откорректировать результат.

Расчет чугунных радиаторов отопления. Считать может по площади или объему помещения

Для наглядности сделаем расчет алюминиевых радиаторов по площади. Помещение то же: 16м 2. Считаем количество секций стандартного размера: 16м 2 /2м 2 =8шт. Но использовать хотим маломерные секции высотой 40см. Находим отношение радиаторов выбранного размера к стандартным: 50см/40см=1,25. И теперь корректируем количество: 8шт*1,25=10шт.

Учет дополнительных параметров

• К результату следует прибавить 20%, если в комнате есть балкон или эркерное окно;
• Если в комнате два полноценных оконных проема или две наружные стены(угловое расположение), то к этой полученной величине следует прибавить 30%.
• Если планируется монтаж декоративных экранов для радиаторов или загородок, прибавляют еще 10-15%.
• Установленные качественные стеклопакеты позволят отнять от итога 10-15%.
• Понижение температуры теплоносителя на 10 градусов (норма +70) потребует увеличения количества секций или мощности радиатора на 18%.
• Особенности системы отопления – если теплоноситель подается через нижнее отверстие, а выходит через верхнее, то радиатор недодает около 7-10% мощности.
• Для того, чтобы сделать некоторый запас мощности, на случай нетипичного похолодания и проч. принято добавлять к итоговому результату 15%.

Коэффициенты климатических регионов

• Для средней полосы России коэффициент не используется (он принят за 1).
• Для северных и восточных регионов применяют коэффициент 1,6.
• Южные регионы 0,7- 0,9, в зависимости от минимальных и среднегодовых температур.

Таким образом, чтобы сделать поправку на климатическую зону, нужно полученный результат тепловой мощности умножить на необходимый коэффициент.

Количество радиаторов

Количество радиаторов для помещения определяется исходя из полученного количества секций.

Радиаторы обычно устанавливаются около источников холодного воздуха

Предполагается установка под каждым оконным проемом, если есть протяженные холодные наружные стены, то на них также может потребоваться установка радиатора.

Например, если получен результат: требуется 16 секций, то если в комнате 2 одинаковых окна, возможна установка двух радиаторов по 8 секций. Если длина окон разная, пропорции размеров, соответственно, меняются.

Как рассчитать тепловую мощность батарей

В зависимости от количества учтённых показателей они подразделяются на 2 типа.

Упрощённый метод

Он является обобщённым и широко применяется для самостоятельных непрофессиональных подсчётов.

Главный критерий, принимаемый во внимание при упрощенном способе расчета — это площадь. Устанавливается, что 100 Вт излучаемой энергии хватает на 1 кв

м.

Для полноценного обогрева всего помещения требуется произвести подсчёт по формуле: Q=S*100, где Q — искомая тепловая мощность, S — площадь комнаты (м2).

Подробная формула

Это обобщённый метод расчёта отопления для помещения, но уже с учётом всех возможных факторов, оказывающих влияние на окончательный результат. Вид итоговой формулы такой:

Q=(S*100)*a*b*c*d*e*f*g*h*i*j, где дополнительные составляющие элементы — это коэффициенты, определяемые в соответствии с точной степенью отдельного фактора:

• a — число внешних стен в интересующем помещении.
• b — ориентация комнаты относительно сторон света.
• c —условия климата.
• d —уровень утепления внешних стен.
• e —высота потолков в помещении.
• f —конструкционные особенности потолка и пола.
• h —качество рам.
• i —размер окон.
• j —степень закрытости источника обогрева.
• k —схема подключения батарей.