Сталеві радіатори опалення: розрахунок потужності панельних приладів, пластин і регістрів

Ця стаття розповість шановному читачеві про те, як розрахувати потужність радіатора опалення. Про можливі схеми розрахунків написано чимало, тому сьогодні ми зосередимо свою увагу на порівняно малопоширених опалювальних приладах – сталевих радіаторах.

Одна з різновидів сталевих радіаторів – трубчастий прилад.

види приладів

Нам належить вивчити схеми розрахунків для чотирьох видів сталевих опалювальних приладів:

пластинчастого радіатора. Він являє собою два з'єднаних зварюванням або паянням профільованих сталевих листа. Ходи між ними використовуються для циркуляції теплоносія;

Радіаторні пластини запам'яталися мені як найбільш ненадійні прилади. Поєднання чорної сталі з невеликою товщиною стінок призводило з появи свищів в них навіть раніше заявленого виробником семирічного терміну служби.

З точки зору надійності – лютий жах.

панельного радіатора. Він виглядає як два з'єднаних разом пластинчастих приладу з ребрами, додатково збільшує тепловіддачу, між ними;

Панельний радіатор в розрізі.

секційного радіатора;
регістру – суцільнозварного приладу з декількох труб з заглушених торцями, з'єднаних в замкнутий контур перемичками. Виготовлені своїми руками регістри затребувані для обігріву гаражів, складів, майстерень та інших нежитлових приміщень.

Опалення гаража сталевим регістром.

що вважаємо

Нам належить обчислити:

Витрати тепла на кімнату відомих розмірів;
Фактичну потужність сталевих радіаторів в залежності від параметрів опалювальної системи. Погодьтеся, що одна і та ж батарея буде віддавати дуже різну кількість енергії при температурі 50 і 90 градусів.

Чим нижче температура приладу, тим менше тепла він віддає дому.

Схеми і приклади

Найпростіша схема розрахунку потреби в теплі в залежності від площі приміщення була закладена ще в БНіП півстолітньої давності. На один квадрат площі належало виділити теплову потужність в сто ват. Скажімо, на кімнату розміром 4х5 метрів покладено 4 * 5 * 0,1 = 2 кіловати тепла.

На жаль, прості розрахунки далеко не завжди дають точний результат.

Розрахунок за площею нехтує рядом додаткових параметрів:

Висота стелі далеко не завжди дорівнює стандартним в 60-і роки 2,5 метрам. У сталінках типові триметрові стелі, а в новобудовах – висотою 2,7-2,8 метра. Очевидно, що зі збільшенням обсягу приміщення виросте і необхідна для його обігріву потужність;

Для будинків сталінської споруди типова висота стелі в 3 метри.

Вимоги до утеплення нових будівель сильно змінилися за останні десятиліття. Згідно СНиП 23-02-2003, зовнішні стіни житлових будинків повинні утеплятися мінеральною ватою або пінопластом. Найкраще утеплення означає менші тепловтрати;
Скління теж вносить свою лепту в тепловий баланс будівлі. Через потрійний склопакет з енергозберігаючим склом буде губитися явно менша кількість тепла, ніж через скління в одну нитку;

Енергозберігаюче скління зводить до мінімуму втрати тепла через вікна.

Нарешті, в різних кліматичних зонах втрати тепла знову-таки будуть відрізнятися. Фізика, камаради: при незмінній теплопровідності огороджувальної конструкції потік тепла через неї буде прямо пропорційний різниці температур по обидві її сторони.

В Якутії потреба в теплі на одиницю площі вдвічі вище, ніж в Астрахані.

Саме тому для отримання точного результату використовується кілька ускладнена формула: Q = V * Dt * k / 860.

Змінні в ній (зліва направо):

Потужність, кВт);
Опалювальний об'єм (м3);
Різниця температур зовні і всередині будинку;
Коефіцієнт утеплення.

Різниця температур розраховується як різниця санітарних норм для житлових приміщень (18 – 22 градуси в залежності від зимових температур і розташування кімнати в центрі або в торці будинку) і температури найхолодніших п'яти днів в році.

У першому стовпчику – температура найхолодніших пятідневок для деяких міст Росії.

Підібрати коефіцієнт утеплення допоможе таблиця:

Давайте скористаємося цією формулою для підбору теплової потужності системи опалення приватного будинку з наступними параметрами:

Розмір по фундаменту – 8х8 метрів;
Один поверх;
Стіни мають зовнішнє утеплення;
Вікна – потрійні склопакети;
Висота стель – 2,6 метра;
У будинку підтримується температура + 22С;
Температура найхолоднішою зимової п'ятиденки – 15С.

Я описав реальний будинок, що стоїть по сусідству з моїм.

Коефіцієнт k візьмемо рівним 0,8;
Dt = 22 – -15 = 37;
Обсяг будинку дорівнює 8 * 8 * 2,6 = 166,4 м3;
Підставляємо значення в формулу: Q = 166,4 * 37 * 0,8 / 860 = 5,7 кіловата.

6-кіловатний котел повністю перекриє потребу будинку в теплі.

Для всіх приладів фабричного виготовлення виробник вказує два параметри:

Теплову потужність;
Тепловий напір, при якому радіатор здатний віддати цю потужність.

Потужність радіаторів Kermi вказана для теплового напору в 70 градусів.

Тепловим напором називають різницю температур між повітрям в опалювальному приміщенні і теплоносієм. В абсолютній більшості випадків виробники вказують потужність для максимального напору в 70 градусів. Скажімо, при кімнатній температурі +20 для досягнення паспортної потужності радіатор потрібно нагріти до 90С.

Я навмисно спрощую формулювання. На практиці теплової натиск обчислюється складніше через нерівномірність нагрівання повітря і приладу.

На практиці натиск в 70 градусів – швидше виняток, ніж правило:

В системі центрального опалення теплоносій нагрітий до 90С тільки на подачі і тільки у верхній зоні температурного графіка (тобто в пік холодів). Чим тепліше на вулиці – тим холодніше батареї;
На автономному опаленні взагалі типові безпечні для пластикових і металопластикових труб 70С на подачі і 50 на зворотному трубопроводі.

Автономне опалення. На подачі – 65 градусів.

Саме тому розрахунок потужності радіаторів опалення заводського виробництва (не тільки сталевих, але і будь-яких інших) виконують за формулою Q = A * Dt * k. У ній:

Але дозвольте, як розрахувати площа поверхні сталевих панельних радіаторів, якщо ребра між пластинами недоступно для вимірювання? І звідки взяти значення коефіцієнта теплопередачі?

Витонченість пропонованої схеми розрахунку саме в тому, що ці параметри не потрібно шукати. Їх твір (A * k) дорівнює результату ділення заявленої виробником потужності на теплової натиск, при якому прилад віддасть цю потужність.

Давайте виконаємо розрахунок радіаторів опалення для наступних умов:

Пластинчастий радіатор має заявлену потужність в 700 ват при тепловому напорі 70 градусів (90С / 20С);

Завдяки невеликій площі поверхні пластини не можуть похвалитися високою тепловіддачею.

Фактична температура повітря в кімнаті повинна складати 25 градусів;
Теплоносій буде нагрітий до 60С.

Твір площі і коефіцієнта теплопередачі одно 700/70 = 10;
Реальний теплової натиск при заданих умовах буде дорівнює 60-25 = 35 градусів;
10 * 35 = 350. Саме такий буде потужність сталевих пластин в описаних умовах.

Як розрахувати кількість секцій секційного приладу? Все дуже просто: потрібно потреба в теплі розділити на потужність однієї секції, перераховану для реальних умов експлуатації за описаною абзацом вище схемою.

На фото – секційний сталевий радіатор.

Особливий випадок

Серед інших опалювальних приладів я згадав регістри, або трубчасті радіатори. При непоказному зовнішньому вигляді їх робить дуже привабливими невисока ціна.

Самостійно зварений регістр обходиться власнику в ціну труб і електродів.

Оскільки регістр зазвичай вариться в кустарних умовах, про якісь паспортних значеннях потужності мова не йде.Як виконати розрахунок радіаторів цього типу?

Тепловий потік від однієї горизонтальної секції обчислюється за формулою Q = 3,14 * D * L * k * Dt. У ній Q-потужність (Вт), D і L – діаметр і довжина секції (в одиницях СІ – метрах), k – коефіцієнт теплопередачі (для круглої сталевої труби він дорівнює 11,63 Вт / м2 * С), а Dt – наш старий знайомий, теплової натиск.

У багатосекційні регістрі фактичне значення Dt для верхніх секцій зменшується, оскільки вони знаходяться в висхідному теплом потоці повітря. Тому для них вводиться додатковий коефіцієнт 0,9.

Давайте супроводимо знайомство з формулою черговим прикладом. Дано: 6 секцій довжиною 4 метри і зовнішнім діаметром 108 мм.

Підкреслюю: нам потрібен зовнішній діаметр, а не умовний прохід, приблизно рівний внутрішньому діаметру. Ці значення розрізняються на подвоєну товщину стінки.

Регістр буде працювати при температурі води 75 градусів, і прогрівати приміщення до 22С. Підставляємо дані в формулу: для першої секції потужність дорівнює 3,14 * 0,108 * 4 * 11,63 * (75-22) = 836 ват.

Потужність другої і інших секцій складе 836 * 0,9 = 752 Вт. Сумарна потужність приладу – 836 + 752 * 5 = 4600 (з округленням) ват.

План Б: простий розрахунок регістра по площі. Дані вірні для потреби в теплі 100 Вт / м2.

висновок

Сподіваюся, що мої рекомендації допоможуть читачеві в розрахунку збалансованого і ефективного опалення. Я буду вдячний за ваші коментарі. Додаткову інформацію вашій увазі запропонує відео в цій статті. Успіхів, камаради!