Расчет количества радиаторов отопления: советы и методы

1. Основные данные для расчёта радиаторов отопления
2. Рассчитываем необходимое количество секций радиатора
3. Рассчитываем количество новых радиаторов по старым
4. Учитываем тепловой напор
5. Что ещё влияет на эффективность работы радиаторов?
6. Общие выводы

Основные данные для расчёта радиаторов отопления

Прежде всего, нужно определить базовые параметры, на которых будет основываться расчёт. Сюда относятся:

• размеры помещения;

• предпочитаемый тип и материал радиатора;

• тепловая мощность – всей батареи для монолитных изделий либо отдельных секций для сборных вариантов;

• допустимое число секций – в каждом случае оно ограничивается конструктивными особенностями батареи.

Учитывайте, что в зависимости от материала изготовления рабочие характеристики радиаторов будут существенно меняться. Поэтому расчёт следует делать изначально под конкретный металл и тип конструкции. Чтобы вам было проще ориентироваться в этих тонкостях, мы собрали усреднённые рабочие показатели разных видов батарей в наглядную таблицу.

Учитывайте, что это усреднённые значения, у конкретной модели они могут отличаться как в меньшую, так и в большую сторону. Кроме того, помните, что далеко не все виды радиаторов подходят для использования в индивидуальных системах отопления. О том, как выбрать батареи для частного дома, мы уже писали ранее.

Рассчитываем необходимое количество секций радиатора

Подходы к расчёту могут быть разными, поэтому выбирайте способ,  который для вас будет наиболее удобен и одновременно точен. В зависимости от выбранной методики вам потребуются разные параметры.

По площади

Этот вариант подходит для помещений со стандартной высотой потолков в диапазоне 240–260 см. Такой расчёт в достаточной степени приблизительный, однако на его результаты вполне допустимо опираться.

В соответствии с действующими строительными нормами на 1 кв.м такого помещения должно приходиться не менее 100 Вт мощности обогрева. То есть на пространство в 15 кв.м понадобится 1500 Вт тепла. Теперь берём из документации к выбранному радиатору мощность 1 секции и делим на неё 1500 Вт. Например, если вы присмотрели биметаллическую батарею с мощностью 150 Вт на секцию, то для помещения из примера понадобится 10 секций.

Важно: если при расчёте не получается целое количество, то округлять, как правило, следует в бОльшую сторону. Однако если тепловые потери у помещения меньше средних значений, то допускается округлять количество секций в сторону уменьшения. Если же теплопотери больше среднего, то тепловая производительность радиаторов должна быть больше. В частности, для помещений с неостекленным балконом или с угловым расположением, когда на улицу выходят сразу 2 стены, расчётная мощность должна быть выше в среднем на 20%. Большое значение имеет и характер остекления. Чем толще стеклопакет, тем эффективнее удерживается тепло внутри – следовательно, производительность отопления здесь может быть меньше – об этом мы поговорим ниже.

По объёму помещения

Для получения более точных результатов следует учитывать не только площадь, но и высоту помещения. А если она не стандартная, то включать её в расчёты нужно обязательно. Общий принцип расчётов здесь тот же, только меняются нормативные значения.

Действующие СНиПы рекомендуют выделять на каждый кубометр внутреннего пространства 41 Вт тепломощности. Если же помещение надёжно утеплено снаружи и застеклено многокамерными стеклопакетами, то можно использовать норматив в 34 Вт на 1 кубометр.

Если в нашем помещении площадью 15 кв.м потолки высотой 3 м, то на его обогрев потребуется: 15*3*41 = 1845 Вт тепловой энергии. Теперь делим полученное значение на мощность 1 секции – 1845:150 – и находим, что для такого помещения нужен 12-секционный отопитель.

Учитывайте, что указываемая производителем радиатора тепловая мощность практически всегда соответствует максимальной температуре теплоносителя. На практике же он зачастую холоднее, поэтому и тепла поверхностью батареи будет выделяться меньше. Поэтому если в документации к ней указывается диапазон мощностей, то ориентироваться лучше на нижнюю границу. В этом случае результаты расчёта будут ближе к истине.

Для нестандартного пространства

Приведенные выше формулы работают для стандартных помещений – однако таковыми могут считаться далеко не все квартиры и тем более частные дома и коттеджи. Здесь, чтобы рассчитать количество секций радиатора с достаточной точностью, нужно учесть массу индивидуальных нюансов. Поэтому в формулу “100Вт * площадь вводятся дополнительные коэффициенты, значение которых выбирается с учетом особенностей планировки, изоляции, отделки и т.д. Для большего удобства мы собрали такие поправочные коэффициенты и разделили их по группам.

В зависимости от того, как и чем остеклено помещение, количество радиаторных секций умножается на:

• 27 – двойные деревянные рамы;

• 0 – двухкамерный стеклопакет;

• 85 – трёхкамерный стеклопакет или двухкамерный, заполненный аргоном.

Независимо от типа остекления нужно делать поправку и на отношение его площади к площади помещения:

2 – пропорция 0.5

• 1 – 0.4;

• 0 – 0.3;

• 9 – 0.2;

• 8 – 0.1.

Влияет и надёжность теплоизоляции стен:

• 27 – отсутствующая или слабая изоляция;

• 0 – хорошая защита от потерь тепла, например, двойная кирпичная кладка либо закрытие стен утеплителем;

• 85 – высокая степень теплоизолированности.

Рассчитывать размеры батарей нужно и с учётом климатических особенностей региона. Для этого нужно ориентироваться на минимальную среднестатистическую температуру за год:

• 5 – при морозах до -35 oC;

• 3 – если температура опускается до -25 oC;

• 1 – если холодает до -20 oC;

• 9 – если самая низкая недельная температура в году -15 oC;

• 7 – если зимой средненедельная температура не опускается ниже -10 oC;

Следующий коэффициент учитывает число стен помещения, сопряжённых с улицей:

• 1 – наружная стена только одна;

• 2 – с улицей контактируют 2 стены (угловая комната);

• 3 – у помещения 3 наружные стены;

• 4 – помещение, все 4 стены которого являются торцевыми (здание без внутреннего деления на помещения).

Потребность помещения в тепле зависит ещё и от того, что находится над ним. Здесь поправочные коэффициенты выглядят следующим образом:

• 0 – выше находится неотапливаемый чердак;

• 9 – если сверху расположено тёплое хозпомещение;

• 8 – если выше обустроено тёплая жилая комната.

Последний коэффициент определяется в зависимости от высоты потолков. Можно рассчитать объём помещения – а можно просто использовать поправочное значение:

• 0 – если потолки 2.5 м +- 10 см;

• 05 – для 3-метровых потолков;

• 1 – если высота помещения 3.5 м;

• 15 – для 4-метровых перекрытий;

• 2 – для помещений высотой 4.5 м.

Если комната выходит окнами на север либо северо-восток, то тепловую мощность нужно умножить на 10%. Ещё одна точка активной потери тепла – входная дверь., на неё также нужно закладывать примерно 200 Вт дополнительной тепломощности. При размещении радиатора в стеновой нише добавляем в формулу множитель 1.05 (5%). Если вы планируете закрыть батарею декоративным щитом, то обогрев помещения должен быть на 15–20% мощнее.

Добавляем в формулу “100Вт * площадь” подходящие нам коэффициенты, всё перемножаем, округляем до целого – и получаем нужное количество батарейных секций.

Рассчитываем количество новых радиаторов по старым

В том случае, когда вы не обустраиваете отопительную систему с нуля, а меняете старые радиаторы на новые, то самый простой вариант определить оптимальное количество секций – это ориентироваться на эффективность ваших текущих батарей. Если их производительность не вызывала нареканий, то стоит ориентироваться на такую же теплоотдачу.

Определите модель вашего радиатора – она может быть указана в документации или проштампована на самом отопителе – и найдите значение её посекционной тепловой мощности. Умножьте эту величину на количество секций в вашей батарее – и получите нужную совокупную теплопроизводительность, которая для вас будет оптимальной. Теперь разделите эту величину на мощность отдельной секции той батареи, планирующую установить вместо старых. Полученное число и будет показывать нужное вам количество секций.

Если же раньше в доме было прохладно, то число батарейных отсеков увеличиваем. Или, наоборот, постоянно было душно, то имеет смысл поставить меньше секций.

Рассмотрим на примере, максимально близком к практике. Представим квартиру, в которой установлены 10-секционные чугунные радиаторы модели МС-140 – те самые “гармошки”, знакомые большинству россиян. В новую дизайн-концепцию квартиры они не вписываются, хотя к их производительности претензий не было никаких. Менять их решено на алюминиевые батареи с теплоотдачей в 200 Вт на секцию. Новый МС-140 выдаёт порядка 160 Вт тепла, однако делаем поправку на возраст. Со временем внутренние поверхности секций обрастают отложениями, теплопроизводительность снижается. Поэтому из 160 Вт вычитаем примерно 15% и получаем 136 Вт. Умножаем на количество секций (10) – нужная нам совокупная тепловая мощность составляет 1360 Вт. Делим на 200 Вт алюминиевого “заменителя” – и находим, что нам для обогрева помещения будет достаточно батареи из 7 секций.

Учитываем тепловой напор

Это ещё один важный параметр из сферы термодинамики, который нельзя сбрасывать со счетов при расчете нужного количества секций радиатора. Он отражает разницу между температурами теплоносителя в системе и воздуха в помещении. Та теплоотдача, которую указывают в паспорте радиаторов производители, в большинстве случаев опирается на температуру воды на уровне 80-90-градусные (т.н. высокотемпературные системы отопления отопления) и тепловой напор в 60 градусов. Однако на практике теплоноситель, циркулирующий в трубах, имеет температуру в 50–70 градусов – значит, и тепловой напор падает до 30-50 oC.

В идеальном варианте следует рассчитать реальные значения теплонапора. Для этого нужно сделать следующее:

• измерить температуру теплоносителя на входе в радиатор (A);

• измерить её же на выходе из батареи (B);

• определить оптимальную температуру в помещении (C).

Далее считаем по формуле: 0.5 * (A+B) – C. Для высокотемпературной системы расчёт выглядит следующим образом: 0.5 * (90+70) – 20 = 60. Именно это номинальное значение и учитывается большинством производителей.

Разумеется, точно вычислить реальный тепловой напор очень сложно. Поэтому специалисты советуют сделать запас теплоотдачи примерно в 10–15%. А, чтобы этот запас не перегревал помещение в относительно тёплые дни, можно установить в контур отопления шаровые краны или автоматические термостаты. Выбор таких компонентов сегодня достаточно обширен, чтобы каждый покупатель нашёл оптимальный по цене и функциональности вариант.

Что ещё влияет на эффективность работы радиаторов?

При расчёте радиаторов нужно учитывать и такой неизбежный фактор, как потери тепла. В любом помещении есть точки, через которые внутреннее тепло уходит наружу. В идеале такие потери нужно свести к минимуму, однако делать на них поправки придётся в любом случае – даже через самый толстый стеклопакет определённое количество тепловой энергии всё равно уходит на улицу.

В частном доме таких точек утечки всегда больше. Вот лишь основные из них:

• окна и двери – через них может теряться до 30% тепла;

• стены – примерно 10–15% потерь;

• пол, цокольный этаж – те же 10–15%;

• стыки стен и перекрытий – ещё 10–15%;

• крыша (актуально для чердачного этажа, мансарды) – до 30%;

• дымоход, вентиляционная система – примерно 20–25% теплопотерь.

Про поправочные коэффициенты мы говорили выше. Здесь же отметим, что нужно постараться ещё до расчёта и установки радиаторов по максимуму устранить точки теплопотерь. Это поможет дополнительно уменьшить количество нужных секций. В частности, качественно теплоизолированные дверные и оконные откосы, утеплённая лоджия позволяют исключить 1-2 отсек. Тёплый пол и хорошо изолированные стены – это ещё минус 1–2 секции. Если в доме есть или будет камин, то делайте поправку и на него – он также будет вносить свой вклад в обогрев внутреннего пространства.

Определённое влияние на производительность системы отопления оказывает и метод подключения радиаторов. В зависимости от того, как к ним подводится подающая труба и обратка, будет меняться эффективность теплоотдачи. Если батарея подключается 2-сторонним способом (подача и обратка с противоположных сторон), то теплопроизводительность выглядит следующим образом:

• вход сверху, выход снизу – отдаётся 100% тепла;

• вход и выход снизу – отдаётся 88% теряется 12%;

• вход снизу, выход сверху – отдаётся 80%, теряется 20%.

Таким образом, более эффективно и экономично подключать подающий патрубок сверху, а обратный с противоположной стороны снизу.

Если же прибор-отопитель подключается односторонним способом (оба патрубка подводятся с одной стороны), то здесь коэффициенты тепловой эффективности выглядят следующим образом:

• вход сверху, выход снизу – 97%;

• вход и выход снизу – 78%;

• вход снизу, выход сверху – 78%.

Ещё один важный момент – количество труб. Если отопительный контур составлен из 2 труб, то все батареи в комнате будут получать теплоноситель одинаковой температуры. Если же система однотрубная, то в каждый последующий радиатор будет подаваться более холодная вода. В результате производительность каждого последующего отопителя будет падать. Средние потери для помещений с 6 радиаторами составляют 20% тепломощности. Следовательно, нужно добавлять в формулу расчёта нужного количества секций дополнительные поправки.

Общие выводы

Итак, чтобы правильно рассчитать количество радиаторов отопления, следует учитывать следующие параметры и факторы:

• тепловую мощность конкретных батарей;

• размеры помещения;

• возможные точки теплопотерь и поправочные коэффициенты на них;

• мощность обогрева, при которой вам будет комфортно (ориентируемся на старые радиаторы);

• тепловой напор или, как минимум, режим отопления – низко-, средне- или высокотемпературный;

• метод подключения отопителей к системе.

Разумеется, можно сделать батареи побольше, “с запасом“ и потом при необходимости уворачивать кран подачи воды. Однако, уделив время расчёту, вы сможете избежать необоснованного перерасхода. А в случае с дорогими импортными батареями экономия может оказаться более чем существенной.