Решив приобрести новые отопительные приборы в свою квартиру или дом, следует определиться с тепловой мощностью каждой батареи, чтобы ее хватило на обогрев помещения в частном доме или квартире. Эта задача не так проста, как может показаться на первый взгляд, поэтому наша цель – подсказать, как правильно выполняется укрупненный расчет радиаторов отопления. Он делается в два этапа: определение необходимого количества тепла для обогрева комнаты и собственно сам подбор отопительного прибора.
Подсчет количества тепла для помещения
Сразу оговоримся, что наш расчет все же укрупненный, то есть, обладает некоторой погрешностью. Тем не менее излюбленный метод продавцов отопительной техники, где количество теплоты определяется по площади или по объему помещения, и вовсе хромает на обе ноги, особенно применительно к северным регионам. Чтобы получить более точный результат, надо запастись терпением и немножко позаниматься строительной теплофизикой. Тепловая энергия системы отопления частного дома расходуется на 2 цели:
- компенсировать потери тепла сквозь наружные стены, окна, двери, потолки и полы;
- на прогрев приточного вентиляционного воздуха.
Распределение потерь тепла в частном доме
Вначале, чтобы рассчитать мощность радиатора, потребуется собрать следующие исходные данные:
- Объем и площадь комнаты.
- Габариты окон и дверей.
- Толщину наружных стен, полов, потолков.
- Материалы, из которых состоят строительные конструкции, контактирующие с более холодной окружающей средой.
Примечание: для стен или полов, состоящих из нескольких материалов (несущая конструкция и утеплитель), требуется знать толщину каждого слоя.
После этого можно приступать к вычислению теплового сопротивления каждого слоя материала конструкций. Для этого имеется такая формула расчета:
R = δ / λ, где:
- R – искомое тепловое сопротивление, (м2 ºС / Вт);
- δ – толщина каждого слоя в метрах;
- λ – значение теплопроводности материала, Вт/(м · ºС).
Коэффициент λ – величина справочная, его значение для разных веществ можно легко найти в литературе или на просторах интернета. Далее, складываем полученные результаты всех слоев и продолжаем расчет мощности радиаторов отопления определением теплопотерь сквозь всю стену по расчетной формуле:
Qстены = 1/Rстены х (tв – tн) х Sстены, здесь:
- Qстены – искомые теплопотери, Вт;
- Sстены – площадь наружной стены без учета окон и дверей, что считаются отдельно, м2;
- tв – комфортная температура в помещении, ºС;
- tн – самая низкая температура воздуха зимой в вашем регионе, ºС.
Подставляя найденные предыдущим способом значения термического сопротивления, по этой же формуле считаем потери теплоты через окна (Qокна), двери (Qдверей) и полы (Qполов), последние не надо учитывать для комнат, расположенных выше первого этажа. То же касается и потолков в помещениях, над которыми построены следующие этажи, поскольку эти конструкции не контактируют с наружным воздухом. В конце все значения Q складываем вместе и получаем искомое количество тепла, что уходит через все строительные конструкции.
Совет. При подсчете тепловых потерь через железные двери слой металла учитывать не нужно, так как его сопротивление практически равно нулю. В то же время многие производители металлопластиковых окон могут подсказать готовые значения термического сопротивления для своих изделий.
Поскольку на радиатор отопления ложится и нагрузка по нагреву вентиляционного воздуха, то это тепло надо тоже учесть. Для этого измеряется площадь помещения и определяется его объем, это и есть количество воздуха, что нужно нагревать. Расход теплоты при этом будет равен:
Qвоздуха = cm (tв – tн), где:
- m – масса воздуха, вычисляется из объема через его плотность, кг;
- (tв – tн) – значения внутренней и наружной температуры, ºС;
- с – величина удельной теплоемкости воздуха, равна 0.28 Вт / (кг ºС).
Результаты первого и второго расчета суммируются и получаем тепловую мощность, что должны обеспечить нам батареи для комнаты.
Подбор радиаторов
Независимо от типа радиатора и материала, из которого он изготовлен, в паспорте производитель указывает его тепловую мощность (или тепловой поток 1 секции). При этом есть оговорка, что батарея или секция имеет такую-то теплоотдачу при ΔT равном 70 или 50 ºС. Этот параметр называется температурным напором и рассчитывается по формуле:
ΔT = 0.5 (t1 + t2) — tв
Здесь t1 и t2 – температура воды в подающем и обратном трубопроводе соответственно, tв – температура обогреваемого помещения. Если в документации написано, что ΔT = 70 ºС, то при 20 ºС в комнате средняя температура теплоносителя должна быть равной 90 ºС. То есть, t1 должна быть 100 ºС, а t2 – 80 ºС, что невозможно в частном доме и очень редко бывает в централизованных сетях. Выходит, показатель теплоотдачи в документации завышен, поскольку данные условия работы прибора – экстремальные, а при обычных тепловой поток будет гораздо меньше. Тогда расчет количества секций радиаторов отопления нужно делать с запасом.
Пример характеристик радиатора
Величина теплоотдачи при ΔT = 50 ºС будет более реалистична, но не для южных регионов, где температура на выходе из котла редко превышает 60 ºС, а это уже ΔT = 30 ºС. При этом прибор отопления выдаст только половину указанной в паспорте мощности, это и надо учитывать при его подборе. Все остальные показатели, такие как размеры радиаторов или емкость одной секции не столь важны. И даже не имеет особого значения, алюминиевые радиаторы вы выбираете или чугунные. Главное, изначально уметь правильно определить теплоотдачу каждой батареи, иначе придется мерзнуть либо добавлять нужное число секций посреди отопительного сезона.
После того как выяснили реальную теплоотдачу отопительного прибора, то, опираясь на рассчитанное по квадратуре или по вышеизложенному способу значение необходимой тепловой мощности, подсчитываем необходимое число секций на помещение. Когда имеет место 2 окна или комната – угловая, то полученное число секций необходимо разбить на 2 или 3 нагревательных прибора, устанавливаемых в разных местах.
Заключение
В действительности определить количество секций батарей на комнату не так уж и сложно, как может показаться после прочтения данного материала. Нужно немного терпения и 2—3 часа вашего времени, зато выбор радиаторов отопления вы будете осуществлять спокойно и уверенно. В крайнем случае можно для этого привлечь специалиста.
