Теплоотдача радиаторов отопления — таблица сравнения чугунных, биметаллических, алюминиевых и стальных батарей

Теплоотдача радиатора отопления, это коэффициент, определяющий поступающее количество тепла от отопительного прибора в единицу времени и измеряется в Вт/(м²·К).

Технический параметр является основным показателем эффективности радиатора для создания комфортной климатической атмосферы в помещении. Величину данной характеристики изготовитель теплотехники обязан указывать в сопроводительной документации своих изделий.

Мощность радиаторов отопления рассчитывают в ваттах. Некоторые производители заявляют на свою продукцию такой параметр, как мощность теплового потока, выраженную числом в кал/час. Чтобы перевести показатель в ватты, пользуются нормативом, где 1 Вт = 859,845 кал/час.   

Теплопередачу одной секции или панели водяного отопления рассчитывают с учётом первичных и вторичных факторов. Сюда относятся материал изготовления, температура теплоносителя, площадь теплообмена, схема подключения прибора, его местоположение и др. Если батарея представляет собой несколько секций или не разборный панельный прибор, то мощность рассчитывается и указывается производителем сразу на всё изделие.

Как рассчитать теплоотдачу радиаторов отопления на квадратный метр

В сопроводительной документации потребитель найдёт тепловую мощность одной секции или целой панели определённых габаритов. Данные параметры довольно относительные и на 100% доверять им не стоит. Они требуют дополнительной доводки до реальных величин. Чтобы это выяснить, необходимо сделать расчёт теплопроводности радиатора.

Прежде нужно избавиться от такого распространённого мнения, что алюминиевые батареи обладают самой высокой теплоотдачей по причине характеристики цветного металла. Сразу стоит возразить, что батареи изготавливают не из чистого алюминия, а из его сплава с кремнием – силумина, показатели которого значительно ниже.

Отчасти то же самое можно сказать о стальных, биметаллических и чугунных радиаторах. Указанные параметры мощности в паспорте отопительного прибора соответствуют истине, когда разница между средней температурой теплоносителя и температурой воздуха в помещении составляет 70⁰ С. Такое явление называется температурным напором и обозначается знаком – Δt. Расчёт производят по формуле:

Δt = (t_подачи + t_{обратки})/2 – t _{воздуха}

Если следовать логике производителя, то результат расчёта должен равняться 70 градусам. Тогда, как среднюю температуру теплоносителя, можно рассчитать по формуле:

(t_подачи + t_{обратки}) = 2(Δt + t _{воздуха})

Например, основываясь на заявленной изготовителем тепловой мощности одной биметаллической секции – 200 Вт, Δt = 70⁰ С, средней комнатной температуре – 22⁰ С, получим результат:

(t_подачи + t_{обратки}) = 2(70 + 22) = 184⁰ С

С учётом нормативной разницы в 20 градусов между подачей и обраткой определяют их значение по отдельности:

t_подачи = (184 + 20)/2 = 102⁰ С

t_{обратки} = (184 — 20)/2= 82⁰ С

Настоящий расчёт теплоотдачи показывает, что одна секция способна выдать 200 Вт при условии, что вода в подающей трубе должна кипеть, а в выпускной патрубок теплоноситель будет покидать с температурой 82 градуса.

Такое явление на практике просто невозможно. Дело в том, что бытовые водонагревательные котлы не способны нагреть воду выше 80 градусов. Даже при этих максимальных условиях, теплоноситель войдёт в радиатор с максимальной температурой около 77⁰ С, а Δt составит примерно 40⁰ С. Отсюда делают вывод, что реальная теплоотдача одной секции биметаллического радиатора будет не 200, а всего 100 Вт.

Чтобы упростить расчёт, можно воспользоваться таблицей теплоотдачи с понижающими коэффициентами. Для этого по вышеуказанной формуле, используя запланированную температуру в доме и теплоносителя, рассчитывают Δt.

Таблица значений понижающих коэффициентов

Таблица 1.

Δt	К
40	0,48
45	0,56
50	0,65
55	0,73
60	0,82
65	0,91
70	1

По таблице находят соответствующий коэффициент и умножают его на паспортную величину тепловой мощности 1 секции биметаллического радиатора. То, есть в рассматриваемом случае на обогрев 1 м² помещения придётся теплоотдача в размере 200 Вт х 0,48 = 96 Вт.

Для обогрева 10 м² площади потребуется приблизительно 1 кВт тепловой мощности, а нужное количество секций будет равно 1000/96 = 10,4 штук. Если в помещении два окна, то следует установить под ними две батареи по 10 и 11 секций каждая.

Нормы отпуска тепловой мощности

Во время проектирования систем теплоснабжения зданий и сооружений руководствуются нормативным документом СП 60.13330.2016. Свод правил регламентирует, в том числе, разработку систем внутреннего теплоснабжения в помещениях вновь возводимых и реконструируемых зданий и сооружений. СП был разработан на основе требований СНиПов ГОСТ 30494-2011 и ГОСТ 32415-2013. На их основе была принята норма отпуска тепловой мощности в размере 1 кВт для помещения площадью 10 кв.м., с высотой потолка до 3 метров, одной наружной стеной и одним окном.

При корректировке первоначальных условий обогрева помещения в ту или иную сторону (большая или меньшая площадь, другое количество окон и др.) для точного определения номинальной теплоотдачи в расчёт вводят поправочные коэффициенты:

К1 – строение окон

• двойная рама – 1,27;
• стеклопакет двойной – 1,0;
• стеклопакет тройной – 0,85.

К2 – теплоизоляция стен

• низкая – 1,27;
• кладка в 2 кирпича + теплоизоляция – 1,0;
• высокое качество – 0,85.

К3 – S_окон/S_пола

• 0,5 – 1,2;
• 0,33 – 1,0;
• 0,1 – 0,8.

К4 – средняя температура зимой в помещении, градусов

• 35 — 1,5;
• 20 – 1,1;
• 10 – 0,7.

К5 – количество наружных стен

• 1 – 1,1;
• 2 – 1,2;
• 3 – 1,3;
• 4 – 1,4.

К6 – помещение над комнатой

• холодный чердак – 1,0;
• мансарда – 0,8.

К7 – высота потолков, м

• 2,5 – 1,0;
• 3 – 1,05;
• 3,5 – 1,1.

Окончательный результат делят на теплоотдачу одной секции радиатора. Частное округляют до целого числа в большую сторону (10,4 – 11 секций).

Сравнительные таблиц показателей теплоотдачи радиаторов разных видов

Как было сказано выше, теплоотдача измеряется в Вт/м². Эту величину считают выражением КПД отопительного прибора. При выборе вида и конструкции батарей отопления для потребителя решающую роль играет сравнение их тепловых мощностей.

Реальная теплоотдача радиаторов

Оперируя характеристиками, специалисты в интернете публикуют различные таблицы тепловой мощности биметаллических, алюминиевых, стальных и чугунных радиаторов. Здесь представлены данные о тепловой мощности приборов отопления.

Сравнительная таблица теплоотдачи 1 секции радиаторов отопления в зависимости от рабочего давления, объёма и веса

Таблица 2.

Тип приборов с межосевым расстоянием 500 мм	Тепловая мощность, Вт	Рабочее давление. атмосфер	Ёмкость, литр	Вес, кг
Алюминиевые	180	20	0,27	1,45
Биметаллические	200	20	0,20	1,2
Стальные	120	20	0,20	1,05
Чугунные	140	10	1,2	5,4

Сравнительная характеристики в зависимости от вида отопительных приборов

Таблица 3.

Характеристики	Алюминиевые	Биметаллические	Стальные	Чугунные
Строение	Секционное	Секционное	Панельное	Секционное
Разводка	Боковая	Боковая	Боковая/Вертикальная	Боковая
Антикоррозионная стойкость	Средняя	Высокая	Средняя	Высокая
Вид теплоносителя	Вода	Вода/антифриз	Вода/антифриз	Вода

Радиаторы отопления с лучшей теплоотдачей

Судя по многочисленным отзывам потребителей, проведённым специалистами испытаниям и сравнению их результатов, лучшими батареями по теплоотдаче следует признать биметалл. По мере убывания следует отнести теплоотдачу алюминиевых радиаторов, затем теплоотдачу стальных радиаторов. Последними в этой категории остаются отопительные приборы из чугуна.

Не последнюю роль в этом рейтинге играет роль материал изготовления изделий для обогрева помещений, их стоимость и качество используемого теплоносителя. Несмотря на превосходные качества биметаллических радиаторов, они всё же остаются самыми дорогими приборами. Выбор в пользу алюминиевых батарей будет наиболее оптимальным решением. Но их применение ограничивается условиями автономных систем отопления, где качество теплоносителя можно поддерживать на высоком уровне.

По этой же причине, но в обратную сторону, для установки в многоэтажных домах с централизованной сетью теплоснабжения они совершенно не годятся. Что касается стальных приборов, в теплоотдаче они быстры, как при нагреве, так и остывании.

И наконец, если потребителя не волнует эстетика внешнего вида приборов отопления и потребность в теплоотдаче невысокая, то идеальным решением будет установка чугунных батарей МС-140.

Зависимость теплоотдачи радиатора от температуры теплоносителя

Паспортная тепловая мощность одной секции радиатора рассчитана для стандартных значений температуры теплоносителя на входе (90⁰ С) и выходе (70⁰ С) прибора отопления. Эти условия относятся к централизованным сетям теплоснабжения.

В автономных системах отопления частных домов температурный перепад может быть иным. В этом случае теплоотдача 1 секции может существенно отличаться от значений, заявленных производителем. Тепловая мощность отопительного прибора находится в прямой пропорциональной зависимости от температуры теплоносителя в подающем патрубке. Чем она больше, тем больше теплоотдача батареи и наоборот, чем меньше нагрев теплоносителя, тем меньше становится тепловая мощность радиатора.

Чтобы исключить неожиданные скачки температурного режима, применяют терморегуляторы, которые врезают в трубопровод на входе в радиатор. Термоголовки бывают ручной регулировки, полуавтоматические и автоматические, управляемые в онлайн режиме.

Как увеличить коэффициент теплопередачи

Исходя из вышеизложенного, становится понятным, что фактичекская теплоотдача любого отопительного прибора может существенно отличаться от заявленной технической характеристики производителем в сопроводительной документации своей продукции. Реальные условия эксплуатации батарей отопления могут вызывать суммарные потери тепла, снижающие КПД отопительной системы дома или отдельной квартиры.

Существует 2 варианта повышения коэффициента теплопередачи – это улучшить условия эксплуатации существующей отопительной системы и применение оптимальных способов размещения и подключения радиаторов отопления, заложенных на стадии проектирования.

На примере ниже расположенного рисунка, разберем потери тепла в системе отопления здания.

1. Тепловые потери через крышу составляют: 25 — 30%.
2. Через окна: 10 — 15%.
3. Теплопотери через пол: 10 — 15%.
4. Потери через стены: 10 — 15%.
5. Примыкания: 10 — 15%.
6. Через трубу (при наличие печного отопления): 20 — 25%.

Предлагаем воспользоваться онлайн калькулятором для расчет теплопотерь дома.

Как повысить КПД существующей отопительной системы

Чтобы повысить КПД существующей отопительной системы, специалисты рекомендуют провести следующие мероприятия:

• утеплить ограждающие конструкции снаружи жилья (стены, фундамент, цокольный этаж и чердак);
• заменить старые деревянные оконные рамы стеклопакетами;
• за радиаторами на стены наклеить экраны из фольги;
• периодически открывать краны Маевского для спуска воздушных пробок в радиаторах;
• при наличии холодных стен их утепляют изнутри теплоизоляционными материалами.

После проведения этих мероприятий хозяева дома или квартиры сразу почувствуют улучшение теплоотдачи приборов отопления. Для утепления стен изнутри на рынке стройматериалов предлагают большое количество разных материалов от пробковых листов, фактурной штукатурки до гипсовой плитки и декоративных полиуретановых панелей, которые не только утеплят комнаты, но и украсят своим видом их интерьеры.

Сравнение прогрева стального и чугунного радиаторов

Как повысить КПД на стадии проектирования

Чтобы избежать неполноценной теплопередачи приборами отопления в новостройках, на стадии проектирования руководствуются следующими правилами.

Правило 1. Радиаторы устанавливают под окнами. Это могут быть специальные ниши или навеска батарей под подоконниками с экранами или без них. Экраны скрывают внешний вид батарей, но в то же время могут уменьшать их тепловую мощность. В некоторых случаях экраны специально используют, чтобы снизить тепловой поток на 10 – 15% тем самым, сохраняя тепло для других комнат.

Правило 2. Существенное влияние на изменение КПД приборов отопления влияет способ подключения. Это может быть односторонний или двухсторонний подвод труб теплоснабжения. Двухсторонняя схема подключения помогает приблизить мощность батареи к заявленной паспортной величине теплопередачи. Практика показывает, что при наличии менее 20 секций в одном помещении лучше применять одностороннее подключение батарей.

На представленном ниже фото КПД секций при двухстороннем присоединении труб.

На фото КПД секций при одностороннем присоединении труб.

Как рассчитать теплоотдачу одной секции радиатора отопления

Предлагаем воспользоваться онлайн калькулятором, чтобы определить, сколько секций биметаллического радиатора нужно на 1 м2.

Секционное устройство отопительных приборов позволяет варьировать их количеством в каждой батарее. Тем самым возникает возможность регулировать тепловую мощность за счёт увеличения или уменьшения теплопередающей поверхности радиаторов.

В секционном варианте изготавливают биметаллические, алюминиевые и чугунные батареи. Как было сказано выше, все секции поступают на рынок теплотехники с заранее заявленной паспортной тепловой мощностью, рассчитанной на стандартные условия эксплуатации отопительных приборов.

Каждый расчёт теплоотдачи радиаторов отопления должен обязательно учитывать особенности помещений, где они установлены. Для этого были разработаны поправочные коэффициенты (смотри предыдущую главу «Нормы отпуска тепловой мощности»). Подставляя их реальные значения в расчёт, получают окончательную величину тепловой мощности 1-й секции батареи.

Теплоотдача панельных радиаторов отопления

В отличие от секционных приборов стальные отопительные панели представляют собой неразборные изделия.

В сопроводительной документации производитель указывает паспортную тепловую мощность панели, рассчитанную на Δt = 70⁰ С при средней комнатной температуре – 22⁰ С. Рассчитывают теплоотдачу прибора путём подстановки реального значения Δt и ввода поправочных коэффициентов.

Расчет радиаторов отопления Часть 1