Сравнение радиаторов отопления по теплоотдаче

Реальная теплоотдача радиаторов отопления различных типов часто обсуждается на строительных форумах. Участники спорят, какие батареи лучше по тепловым характеристикам – чугунные, алюминиевые или стальные панели. Чтобы прояснить данный вопрос, предлагается выполнить расчет мощности разных отопительных приборов и провести сравнение радиаторов по теплоотдаче.

Как правильно рассчитывается реальная теплоотдача батарей

Первым делом изучите технический паспорт батареи. В нем вы точно найдете интересующие параметры — тепловую мощность одной секции либо целого панельного радиатора определенного типоразмера. Не спешите восхищаться отличными показателями алюминиевых или биметаллических обогревателей, указанная в паспорте цифра — не окончательная и требует корректировки, для чего и нужно сделать расчет теплоотдачи.

Ошибочное суждение: мощность алюминиевых радиаторов самая высокая, ведь теплоотдача меди и алюминия – самая лучшая среди металлов. Теплопроводность алюминия действительно высока, но процесс теплообмена зависит от многих факторов. Нюанс второй: отопительные приборы делают из силумина – алюминиевого сплава с кремнием, чьи показатели заметно ниже.

Прописанная в паспорте отопительного прибора теплоотдача соответствует истине, когда разница между средней температурой теплоносителя (tподачи + tобратки)/2 и воздуха помещения равна 70 °С. Величина зовется температурным напором, обозначается Δt. Расчетная формула:

Подставим известное значение температурного напора и получим такое уравнение:

(tподачи + tобратки)/2 — tвоздуха = 70 °С

Справка. В документации изделий от различных фирм параметр Δt может обозначаться по-разному: dt, DT, а иногда просто пишется «при разнице температур 70 °С».

Какую теплоотдачу мы получим, если в документации на биметаллический радиатор написано: тепловая мощность одной секции равна 200 Вт при DT = 70 °С? Разобраться поможет та же формула, в нее подставляем значение комнатной температуры +22 °С и ведем расчет в обратном порядке:

(tподачи + tобратки) = (70 + 22) х 2 = 184 °С

Зная, что разность температур в подающем и обратном трубопроводах не должна превышать 20 °С, определяем их значения следующим образом:

• tподачи = 184/2 + 10 = 102 °С;
• tобратки = 184/2 – 10 = 82 °С.

Теперь видно, что 1 секция биметаллического радиатора из примера отдаст 200 Вт теплоты при условии, что вода в подающем трубопроводе нагреется до 102 °С, а температура воздуха в комнате – до +22 °С.

Первое условие невыполнимо, поскольку современные бытовые котлы нагреваются до 80 °С (максимум). Значит, радиаторная секция никогда не отдаст заявленные 200 Вт тепла. Да и температура теплоносителя в системе частного дома редко поднимается выше 70 °С, тогда DT = 38 °С, а не 70 градусов. То есть, реальная теплоотдача прибора вдвое ниже паспортной.

Порядок расчета теплоотдачи

Итак, реальная мощность батареи отопления гораздо меньше заявленной, но для ее подбора надо понимать, насколько. Для этого есть простой способ: применение понижающего коэффициента к паспортному значению тепловой мощности обогревателя. Ниже представлена таблица коэффициентов, на которые умножается заявленная теплоотдача радиатора в зависимости от настоящей величины DT:

Алгоритм расчета настоящей теплоотдачи отопительных приборов для ваших индивидуальных условий такой:

1. Определить, какая должна быть температура в доме и воды в системе.
2. Подставить эти значения в формулу и рассчитать свой температурный напор Δt.
3. Найти в таблице коэффициент, соответствующий найденному DT.
4. Умножить на него паспортную величину теплоотдачи батареи.
5. Подсчитать число секций либо целых отопительных приборов для обогрева комнаты.

В приведенном примере тепловая мощность 1 секции биметаллического радиатора составит 200 Вт х 0.48 = 96 Вт. На обогрев помещения площадью 10 м² пойдет приблизительно 1000 Вт теплоты или 1000/96 = 10.4 ≈ 11 секций (округление делаем в большую сторону).

Представленная таблица и расчет теплоотдачи батарей надо использовать, когда в документации указана Δt, равная 70 °С. Но бывает, что фирмы–производители дают мощность радиатора для других условий, например, при Δt = 50 °С. Тогда пользоваться коэффициентами нельзя, проще набрать требуемое количество секций по паспортной характеристике, только взять их число с полуторным запасом.

Справка. Многие производители указывают значения теплоотдачи при таких условиях эксплуатации: tподачи = 90 °С, tобратки = 70 °С, tвоздуха = 20 °С, что как раз соответствует Δt = 50 °С.

Сравнение по тепловой мощности

Если вы внимательно изучили предыдущий раздел, то должны понимать, что на теплоотдачу очень влияют температуры воздуха и теплоносителя, а эти параметры мало зависят от самого радиатора. Но есть и третий фактор — площадь поверхности теплообмена, здесь конструкция и форма изделия играет большую роль. Четко сравнить стальной панельный обогреватель с чугунной батареей не выйдет, их поверхности слишком разные.

Трудновато сравнивать отдачу теплоты плоскими панелями и ребристыми поверхностями сложной конфигурации

Четвертый фактор, влияющий на теплоотдачу, — это материал, из коего изготовлен отопительный прибор. Сравните сами: 5 секций алюминиевого радиатора GLOBAL VOX высотой 600 мм отдадут 635 Вт при DT = 50 °С. Чугунная ретро батарея DIANA (GURATEC) на 5 секций такой же высоты передаст в комнату только 530 Вт при аналогичных условиях (Δt = 50 °С). Эти данные опубликованы на официальных сайтах производителей.

Примечание. Мощностные характеристики алюминиевых и биметаллических обогревателей мало отличаются, сравнивать их нет смысла.

Можно попытаться провести сравнение алюминия со стальным панельным радиатором, взяв ближайший типоразмер, подходящий по габаритам. Длина батареи из 5 алюминиевых секций GLOBAL высотой 600 мм составит примерно 400 мм, что соответствует стальной панели KERMI 600 х 400.

В таблице указана тепловая производительность 1 секции из алюминия и биметалла в зависимости от размеров и разницы температур Δt

Если даже взять трехрядную стальную панель (тип 30), получим 572 Вт при Δt = 50 °С против 635 Вт у 5-секционного алюминия. Еще учтите, что радиатор GLOBAL VOX гораздо тоньше, глубина прибора составляет 95 мм, а панели KERMI – почти 160 мм. То есть, высокая теплоотдача алюминиевых секций позволяет уменьшить габариты обогревателя.

В индивидуальной системе отопления частного дома батареи одинаковой мощности, сделанные из различных металлов, работать будут по-разному. Поэтому и сравнение довольно предсказуемо:

1. Биметаллические и алюминиевые изделия быстро прогреваются и остывают. Отдавая больше теплоты за промежуток времени, они сильнее охлаждают воду, возвращаемую в систему.
2. Стальные панельные радиаторы занимают среднюю позицию, так как передают тепло не настолько интенсивно. Зато они дешевле и проще в монтаже.
3. Самые инертные и дорогие – это обогреватели из чугуна, им присущ долгий разогрев и остывание, из-за чего возникает небольшое запаздывание при автоматическом регулировании расхода теплоносителя термостатическими головками.

Вывод простой: неважно, из какого материала изготовлен радиатор. Главное, правильно подобрать батарею по мощности и дизайну, который устроит пользователя. А вообще, для сравнения не помешает ознакомиться со всеми нюансами работы того или иного прибора, а также где какой лучше устанавливать.

Сравнение по другим характеристикам

Об одной особенности работы батарей – инертности – уже упоминалось выше. Но чтобы сравнение радиаторов отопления выглядело объективным, кроме теплоотдачи следует учесть и другие важные параметры:

• рабочее и максимальное давление теплоносителя;
• количество вмещаемой воды;
• масса.

Ограничение по рабочему давлению определяет, можно ли устанавливать отопительный прибор в многоэтажных зданиях, где высота подъема воды сетевыми насосами может достигать сотни метров. Параметр не играет роли для частных домов, где давление в системе невысокое, максимум 3 Бар.

Сравнение по вместительности радиаторов может дать представление об общем количестве воды в сети, которое придется нагревать. Ну а масса изделия важна при выборе места установки и способа крепления батареи.

В качестве примера ниже показана сравнительная таблица характеристик различных радиаторов отопления одинакового размера:

Примечание. В таблице за 1 единицу принят отопительный прибор из 5 секций, кроме стального, представляющего собой единую панель.

Заключение

Если провести сравнение изделий широкого круга производителей, то все равно выяснится, что по теплоотдаче и другим характеристикам первое место прочно удерживают алюминиевые радиаторы. Биметаллические выигрывают по рабочему давлению, но стоят дороже, покупать их не всегда целесообразно. Стальные батареи – это скорее бюджетный вариант, а вот чугунные, наоборот, — для ценителей. Если не учитывать цену советских чугунных «гармошек» МС140, то ретро радиаторы – самые дорогие из всех существующих.

Расчет мощности стальных радиаторов

Жители таких стран, как Украина и Россия, например, озадачены проблемой отопления больше, чем европейцы, поскольку зачастую холодное время года занимает около 7-8 месяцев в году. Именно поэтому каждый человек, живущий в подобных климатических условиях, старается подойти к вопросу выбора системы отопления с предельной ответственностью, а особенно – к расчету мощности радиаторов.

Схема расчета значительно отличается от ситуации с теплыми полами, когда во внимание берется только площадь. Стальные радиаторы требуют учитывать и высоту потолка, то есть полный объем комнаты, в которой будет устанавливаться либо заменяться отопительная система.

Процесс расчета не так страшен, как кажется, достаточно знать определенные несложные формулы. Принцип работы радиатора прост: нагретый им воздух поднимается наверх, холодный опускается вниз и опять нагревается. За это время воздух вверху успевает остыть и цикл повторяется снова. Этот процесс называется конвекцией.

Наглядный пример

Допустим, возникла надобность подсчитать мощность радиатора для комнаты, квадратура которой составляет 15 кв.м., а высота потолка – 3 метра. Путем несложных вычислений получаем объем воздуха, заполняющего помещение, который нагревается отопительной системой – 45 куб.м. Следующий этап – подсчет требуемой мощности. Полученная ранее цифра умножается на мощность, затрачиваемую на обогрев кубометра воздуха в том или ином регионе. Например, для Кавказа и восточных стран эта цифра составляет 45 Вт, а для северных регионов – 60 Вт. Для примера предположим, что подходящий показатель – 45 Вт. Таким образом, получаем мощность, которую затрачивает система отопления на обогрев комнаты в 45 кубометров – 2025 Вт.

Выбор радиатора

Для подбора оптимального вида радиатора, а именно стального, существует специальная таблица расчета мощности стальных радиаторов. Имея рассчитанную мощность, затрачиваемую на обогрев помещения, и такую таблицу, нужно только посмотреть по ней, какой должна быть ширина и высота оборудования, а также его тип. Пример подобной таблицы приведен ниже.

Для текущего случая рассмотрим тип 22, который является наиболее востребованным и обладает приличными достоинствами. Согласно данной таблице, оптимальные размеры батареи составляют 600х1400, мощность составит 2015 Вт.

От чего зависит теплоотдача радиаторов отопления

Как правило, такие таблицы предоставляются изготовителями оборудования или продавцами в магазинах. Также будет полезно учесть следующие нюансы:

• Необходимо узнать температуру теплоносителя. Чем она выше, тем сильнее будет нагрет радиатор, следовательно, уровень теплоотдачи также выше. Эту температуру следует сравнить с характеристиками покупаемого товара. Только в случае их совпадения работа будет безопасной.
• Размер батареи имеет значение. Чем объемнее ее габариты, тем больше времени проводит в ней теплоноситель. То есть, чем больше, тем горячее.
• Учитываем теплопроводность. Стальные радиаторы отопления изготавливаются из листовой стали, толщина которых – около 1,5 мм. Благодаря этому система отопления нагревается быстро.

Все эти параметры оказывают влияние на мощность, поэтому на них стоит обратить свое внимание при выборе.

Особенности стальных батарей

Панельные радиаторы изготавливают из двух листов стали, соединенных между собой. Внутри этих листов находятся 5 каналов: 2 горизонтальных (вверху и внизу) и 3 вертикальных (через каждые 10 см длины). Большим минусом является тот факт, что эти каналы слишком узкие, поэтому важно, чтобы в теплоносителе не находилось никаких примесей. К сожалению, с централизованной системой этого достичь невозможно, поэтому, покупая стальные радиаторы, попутно обычно покупается специальный фильтр.

Мощность стальных радиаторов отличается для разных типов, средний ее показатель составляет 0,1-0,14 кВт на одну секцию.

• 11 – односекционный, имеет один конвектор, мощность равна 1,1 кВт.
• 22 – имеет две секции и два конвектора, мощность составляет 1,9 кВт.
• 33 – трехсекционный и имеет три конвектора. Мощность такого радиатора – 2,7 кВт.

Последствия неправильного подбора батареи

Во-первых, можно достичь перетапливания. Это значит, что в комнате становится до такого уровня жарко, что открывается окно и держится постоянно в открытом положении. Это неблагоприятно для организма, а также чревато непомерными счетами за электроэнергию.

Во-вторых, если неправильно осуществить подбор и мощность батареи будет ниже требуемого уровня, то даже при пиковой возможной нагрузке в помещении все равно будет всегда невысокая температура.

Ну и в-третьих, если батареи слабые, то перепады давления очень скоро приведут их в непригодность, что может стать причиной аварии.

Расчет проведен – что дальше?

После того, как все расчеты проведены и батареи выбраны, процесс не заканчивается. Следующий шаг – подбор трубопровода, кранов, подсчет количества необходимых радиаторов, измерение длины труб. Затем подсчитывается объем системы и подбирается котел.

Каждому человеку комфортно жить в тепле. И для того, чтобы это тепло обеспечить, придется отнестись к системе отопления с максимальным вниманием и ответственностью. Производители предлагают массу вариантов батарей, труб, кранов и котлов, остается только выбрать подходящее. А для того, чтобы это сделать, необходимо немного знаний.

Во-первых, должно быть понимание, с какой целью будет использоваться помещение, ниже или выше какого уровня не должна быть температура. Также стоит учитывать массу тонкостей. К примеру, рекомендуется сделать проект, в котором будет точно рассчитано теплопотери и мощности радиаторов. Оптимально будет устанавливать последние в той зоне комнаты, где обычно холоднее всего. Вышеизложенный пример относится к ситуации, когда отопительные батареи устанавливаются под окнами или возле них. Такой вариант является самым эффективным и выгодным.