Теплоотдача биметаллических радиаторов отопления: таблица мощности и определение количества секций на 1 м2

Виды радиаторов отопления и их сравнительные характеристики

Размер отопительного устройства — весомая характеристика, на которую обращают внимание при выборе, так как определяет мощность и занимаемое в помещении пространство

Стандартные

Помимо размеров радиаторы отопления различаются ещё и по материалу изготовления.

Фото 1. Биметаллические радиаторы стандартного размера. Подобные приборы обычно устанавливают в квартирах.

Чугунные

Распространённые в советское время отопительные системы, которые остаются в коммунальных квартирах и в XXI веке — чугунные батареи. Характеристики стандартных чугунных изделий:

• средняя высота — 50—60 см.;
• длинна одной секции — 7—8 см.;
• предел мощности — 0,15—0,17 кВт;
• рабочее давление — 9—10 атмосфер.

Алюминиевые пластинчатые

Материал таких обогревателей быстро передаёт тепло от жидкости в помещение.

Кроме того, эти устройства куда легче чугунных систем отопления, а плоские пластины корпуса выглядят намного современнее. Но габариты у них похожи, отличия выявляются в технических характеристиках:

• средняя высота — 60—70 см.;
• длинной одной составной части — 7—8 см.;
• тепловой потолок — 0,17—0,19 кВт;
• рабочее давление — 16 атмосфер.

Биметаллические

Эти радиаторы внешне не отличаются от алюминиевых, так как корпус выполнен из того же материала, но внутри них размещаются стальные трубки, которые защищают конструкцию от гидроударов, высокого давления и улучшают теплопроводность.

Характеристики стандартных моделей:

• высота секции и, соответственно, целого изделия — 40—50 см.;
• длина составной части — 8 см.;
• максимальная мощность — 0,19—0,21 кВт;
• выдерживаемое давление при работе — 20—35 атмосфер.

Фото 2. Конструкция биметаллического радиатора отопления. Стрелками указаны составные части прибора.

Низкие

Низкие радиаторы являются самыми компактными среди всех типов радиаторных приборов.

Чугунные

Поскольку такие изделия выпускались по строгим нормативам, то и размеры у них не отличаются разнообразием. Аккуратные чугунные радиаторы небольших размеров создают на заказ методом фигурного литья. Габариты и значения:

• высота секции — 40—50 см.;
• длина составной части — 5—6 см.;
• тепловой потолок — 0,09—0,11 кВт;
• рабочее давление — 9 атмосфер.

Фото 3. Низкий радиатор, изготовленный из чугуна. Прибор белого цвета с достаточно современным дизайном.

Алюминиевые

Небольшие алюминиевые радиаторы встречаются куда чаще, так как производство ведётся не так давно и технологии продолжают совершенствоваться. Малый размер определяет сферу их использования: такие устройства устанавливаются в детских садах, подсобных помещениях, отапливаемых гараж, мансардах и верандах. Характеристики:

• высота — 50 см.;
• длина секции — 6—7 см.;
• температурный максимум — 0,11—0,13 кВт;
• давление при работе — до 16 атм.

Биметаллические

Сфера применения биметаллических обогревателей малых размеров ограничивается той же категорией типов помещений, что представлены и у алюминиевых устройств.

Дополняет список разве офисные помещения на значительной высоте — из-за высокого давления в трубах небоскрёбов и бизнес-центров. Характеристики:

• высота изделия — 30—40 см.;
• длина одной секции — 6—7 см.;
• потолок мощности — 0,12—0,14 кВт;
• выдерживаемое давление при работе — до 28—32 атмосфер.

Чугунные

Тут размеры изделий из чугуна мало чем отличаются от других категорий: все заводские модели стандартны по размерам, так как производились по ГОСТам.

Приобретаются высокие чугунные радиаторы в специализированных литейных мастерских (не так уж и дешёво). Характеристики приборов данного вида:

• высота корпуса отопительной системы — 80—90 см.;
• длина одной секции — 7—8 см.;
• температурный потолок — 0,18—0,21 кВт;
• максимальное давление — около 9—12 атмосфер.

Алюминиевые

Тут выбор намного шире: для тесных помещений, куда не влезут длинные радиаторы, лучше приобрести узкие, но высокие алюминиевые модели. Они, как правило, имеют всего 4 составные части, но это полностью компенсируется их длиной. Характеристики:

• Высота изделия — до двух метров.
• Длина секции — около 10—12 см.
• Максимальная мощность — 0,40—0,45 кВт.
• Давление ~ 6 атмосфер.

Внимание! Такой тип радиаторов категорически запрещено использовать в системах центрального теплоснабжения — батарея просто не выдержит такого давления

Биметаллические

Стальной сердечник биметаллических батарей не позволяет сделать их очень высокими, так как циркуляция воды по нему будет затруднена.

Однако даже меньших вдвое размеров, сравнивая с полностью алюминиевым собратом, хватает, чтобы обогреть просторное помещение. А значение уровня максимального давления просто поражает:

• Высота отопительной системы ~ 80—90 см.
• Длина составной части — 7—8 см.
• Тепловой потолок — 0,18—0,22 кВт.
• Рабочее давление — от 20 до 100 атмосфер.

Емкость секции и присоединительные размеры

Благодаря наличию стальных вставок внутри биметаллического радиатора, емкость секции у него еще меньше, чем у алюминиевого. С одной стороны, это хорошо, и мы уже отмечали, чем лучше небольшие размеры секции – это снижение необходимого количества теплоносителя и тепловой инертности, а в результате – комфорт в управлении и экономия энергии. Но не надо забывать, что слишком узкие каналы могут засоряться мусором и шламом, которые неизбежно присутствуют в современных отопительных сетях.

Хороший биметаллический радиатор имеет стальные вставки толщиной со стенку водопроводной трубы. При этом емкость секции зависит от межосевого расстояния:

• Для батареи с расстоянием 200 мм – 0,1-0,16 л;
• Для 350-мм батарей – 0,15-0,2 л;
• Для 500-мм – 0,2-0,3 л.

Как мы видим, объем теплоносителя у таких радиаторов действительно небольшой. Например, популярный 10-секционный нагреватель RIFAR высотой 350 мм вмещает всего 1,6 л. При этом он способен обогреть площадь до 14 м2, а его ширина – 80 см. Правда, весить он будет 14 кг. Это как раз и говорит о том, что радиатор биметаллический – обычно они тяжелее алюминиевых в 1,5-2 раза.

Большинство биметаллических радиаторов продается по одной секции. Это удобно, т. к. можно купить ровно столько секций, сколько нужно, чтобы обеспечить требуемую мощность. Каждая секция имеет два входных и два выходных отверстия внутренним диаметром ¾ или 1 дюйм в зависимости от модели. Для удобства сборки два из них имеют правую резьбу, а два – левую.

Классификация отопительных приборов

В зависимости от материала, использованного для изготовления, радиаторы отопления могут быть:

• стальные;
• алюминиевые;
• биметаллические;
• чугунные.

Каждый из этих типов радиаторов имеет свои достоинства и недостатки, поэтому необходимо более подробно изучить их технические характеристики.

Чугунные батареи – отопительные приборы, проверенные временем

Основными достоинствами этих приборов является высокая инертность и достаточно неплохая теплоотдача. Чугунные батареи долго нагреваются и также долго способны отдавать накопленное тепло. Теплоотдача чугунных радиаторов, составляет 80-160 Вт на одну секцию.

Недостатков у этих приборов достаточно много, среди которых наиболее серьезными являются:

• большая разница между проходным сечением стояков и батарей, вследствие чего теплоноситель по радиаторам движется медленно, что приводит к их быстрому загрязнению;
• низкое сопротивление гидроударам, рабочее давление 9 кг/см2;
• большой вес;
• требовательность к регулярному уходу.

Алюминиевые радиаторы

Батареи из алюминиевых сплавов имеют массу достоинств. Они привлекательны, нетребовательны к регулярному уходу, лишены хрупкости, вследствие чего лучше противостоят гидроударам, чем их чугунные аналоги. Рабочее давление варьируется в зависимости от модели и может быть от 12 до 16 кг/см2. Еще одним неоспоримым достоинством алюминиевых батарей является проходное сечение, которое меньше или равно внутреннему диаметру стояков. Благодаря этому, теплоноситель движется внутри секций с большой скоростью, что делает практически невозможным отложение грязи внутри устройства.

Многие считают, что небольшое сечение радиаторов ведет к низкой теплоотдаче. Это утверждение неверно, так как теплоотдача алюминия выше, чем, к примеру, у чугуна, а малое сечение в батареях с лихвой компенсируется площадью оребрения радиатора. Согласно таблице, представленной ниже, теплоотдача алюминиевых радиаторов зависит от модели и может составлять от 138 до 210 Вт.

Но, несмотря на все достоинства, большинство специалистов не рекомендуют их для установки в квартиры, так как алюминиевые батареи могут не выдержать резких скачков давления при тестировании центрального отопления. Еще одним недостатком алюминиевых батарей является быстрое разрушение материала при использовании в паре с ним других металлов. Например, подключение к стоякам радиатора через латунные или медные сгоны может привести к окислению их внутренней поверхности.

Биметаллические отопительные приборы

Эти батареи лишены недостатков их чугунных и алюминиевых «конкурентов». Конструктивной особенностью таких радиаторов является наличие стального сердечника в алюминиевом оребрении радиатора. В результате такого «слияния» устройство может выдерживать колоссальное давление 16-100 кг/см2.

Проходное сечение устройства, как правило, меньше, чем у стояков, поэтому биметаллические радиаторы практически не загрязняются.

Несмотря на сплошные достоинства, у этого изделия есть существенный недостаток – его высокая стоимость.

Стальные радиаторы

Стальные батареи прекрасно подходят для обогрева помещений, запитанных от автономной системы теплоснабжения. Тем не менее, такие радиаторы не лучший выбор для центрального отопления, так как могут не выдержать давления. Они достаточно легкие и устойчивые к коррозии, с высокой инерционностью и неплохими показателями теплоотдачи. Проходное сечение у них чаще всего меньше, чем у стандартных стояков, поэтому забиваются они крайне редко.

Среди недостатков можно выделить довольно низкое рабочее давления 6-8 кг/см2 и сопротивляемость гидроударам, до 13 кг/см2. Показатель теплоотдачи, у стальных батарей составляет 150 Вт на одну секцию.

В таблице представлены средние показатели теплоотдачи и рабочего давления для радиаторов отопления.

Неспециализированный обзор их габаритов и типов радиаторов

Возможно выделить пара главных групп батарей отопления, отличающиеся изюминками конструкции:

1. Секционные.
2. Панельные из стали и биметаллические.
3. Конвекторные.
4. Авторские модели, изготовленные на заказ, имеющие ни на что не похожие формы, но делающие свои функции.

Применяемый конструкционные особенности и материал отопительных устройств определяют:

• устойчивость к гидроударам;
• коррозии;
• отложению и засорению накипи;
• интенсивность теплоотдачи и другие составляющие успеха.

Что же касается размера, то отличие высоты между верхним и нижним коллектором (межосевое расстояние) воздействует на возможность установки отопительного прибора. Значительно чаще их устанавливают в нишах под окнами, в случае если оконный проем велик, то высокая батарея просто не поместится.

Данный параметр особенно серьёзен для систем с естественной циркуляцией. Дело в том, что давление в системе создается за счет перепада по высоте между подачей воды в батарею и котлом, чем эта величина больше, тем больше и естественное давление в трубах.

Панельные отопительные устройства являются цельносварную конструкцию со змеевиком-теплоносителем между двух ребристых панелей с зазором между ними до 1 см. Такая поверхность увеличивает площадь нагреваемой поверхности и ее теплоотдачу – излучение плюс конвекция. Мизерная емкость содействует стремительной теплоотдаче – КПД достигает 75%, но и остывают они кроме этого быстро.

Недочёт панельных изделий содержится:

• в их уязвимости гидроударам, что делает их негодными к применению в центральных системах отопления;
• коррозируют от кислой воды;
• запрещено на долгое время сливать воду по обстоятельству той же коррозии, но уже в контакте с кислородом.

Секционные батареи хороши возможностью их конструктивного трансформации – повышение/уменьшение количества секций для трансформации мощности либо ремонта. На смену классическому хрупкому, но долговечному чугуну с высокой инертностью пришли биметаллические устройства.

В них теплоноситель проходит по металлическим трубкам, имеющих алюминиевое оребрение, владеющее высокой теплопроводностью.

Биметаллическая батарея – это воплощение двух преимуществ в одном изделии, в частности:

• сталь выдерживает нестабильное давление и агрессивную среду;
• алюминий мгновенно реагирует на трансформацию температуры.

При выборе биметаллических батарей приходится учитывать еще и диаметр вертикальных и горизонтальных каналов, а не только межосевое расстояние. Что же касается габаритов, то самыми ходовыми можно считать модели с отличием между ниппельными отверстиями 500 мм (наряду с этим полная высота отопительного прибора образовывает 570 мм).

А вот в вакуумных батареях понятие «межосевое расстояние» не существует. Дело в том, что в них употребляется всего лишь 1 проточная труба, через которую циркулирует теплоноситель, а равномерный прогрев поверхности достигается за счет испарения легкокипящей жидкости.

Трубчатые батареи – регистры, превосходят секционные по разнообразию и компактности форм. Отсутствие протечек на стыках обеспечивается сваркой фрагментов, они выдерживают рабочее давление до 15 атм., но узкие стены не хорошо держат гидроудар. Регистры в полной мере возможно изготовить своими руками, выбрав произвольный ход между трубами.

Корректировка результатов

Для того чтобы получить более точный расчет нужно учесть как можно больше факторов, которые уменьшают или увеличивают потери тепла. Это то, из чего с деланы стены и как хорошо они утеплены, насколько большие окна, и какое на них остекление, сколько стен в комнате выходит на улицу и т.п. Для этого существуют коэффициенты, на которые нужно умножить найденные значения теплопотерь помещения.

Количество радиаторов зависит от величины потерь тепла

Окна

На окна приходится от 15% до 35% потерь тепла. Конкретная цифра зависит от размеров окна и от того, насколько хорошо оно утеплено. Потому имеются два соответствующих коэффициента:

• соотношение площади окна к площади пола:
  • 10% — 0,8
  • 20% — 0,9
  • 30% — 1,0
  • 40% — 1,1
  • 50% — 1,2
• остекление:
  • трехкамерный стеклопакет или аргон в двухкамерном стеклопакете — 0,85
  • обычный двухкамерный стеклопакет — 1,0
  • обычные двойные рамы — 1,27.

Стены и кровля

Для учета потерь важен материал стен, степень теплоизоляции, количество стен, выходящих на улицу. Вот коэффициенты для этих факторов.

Степень теплоизоляции:

• кирпичные стены толщиной в два кирпича считаются нормой — 1,0
• недостаточная (отсутствует) — 1,27
• хорошая — 0,8

Наличие наружных стен:

• внутреннее помещение — без потерь, коэффициент 1,0
• одна — 1,1
• две — 1,2
• три — 1,3

На величину теплопотерь оказывает влияние отапливаемое или нет помещение находится сверху. Если сверху обитаемое отапливаемое помещение (второй этаж дома, другая квартира и т.п.), коэффициент уменьшающий — 0,7, если отапливаемый чердак — 0,9. Принято считать, что неотапливаемый чердак никак не влияет на температуру в и (коэффициент 1,0).

Нужно учесть особенности помещений и климата чтобы правильно рассчитать количество секций радиатора

Если расчет проводили по площади, а высота потолков нестандартная (за стандарт принимают высоту 2,7м), то используют пропорциональное увеличение/уменьшение при помощи коэффициента. Считается он легко. Для этого реальную высоту потолков в помещении делите на стандарт 2,7м. Получаете искомый коэффициент.

Посчитаем для примера: пусть высота потолков 3,0м. Получаем: 3,0м/2,7м=1,1. Значит количество секций радиатора, которое рассчитали по площади для данного помещения нужно умножить на 1,1.

Все эти нормы и коэффициенты определялись для квартир. Чтобы учесть теплопотери дома через кровлю и подвал/фундамент, нужно увеличить результат на 50%, то есть коэффициент для частного дома 1,5.

Климатические факторы

Можно внести корректировки в зависимости от средних температур зимой:

• -10оС и выше — 0,7
• -15оС — 0,9
• -20оС — 1,1
• -25оС — 1,3
• -30оС — 1,5

Внеся все требуемые корректировки, получите более точное количество требуемых на обогрев комнаты радиаторов с учетом параметров помещений. Но это еще не все критерии, которые оказывают влияние на мощность теплового излучения. Есть еще технические тонкости, о которых расскажем ниже.

Как правильно сравнить биметаллические радиаторы между собой?

Каждый, кто основательно подходит к выбору батарей отопления для своего дома или квартиры, стремится приобрести изделия с оптимальными рабочими и эксплуатационными техническими характеристиками. Чтобы правильно выбрать наиболее подходящий радиатор, сравниваемые модели должны быть одного типоразмера. В справочных данных параметры приводятся для одной секции, поэтому сравнивать нужно не приборы в целом, а их конструктивные части. Основным параметром, по которому происходит деление на типоразмеры, является межосевое расстояние.

Радиаторы с различным межосевым расстоянием.

Межосевым расстоянием называют размер между осью верхнего и нижнего коллектора. Как и цельноалюминиевые модели, биметаллические батареи отопления выпускаются в основном с межосевым расстоянием от 200 до 800 мм. Модели с большим значением межосевого расстояния, и как следствие, с увеличенной высотой секций (но меньшей шириной всего радиатора), являются редкостью. Их используют, если особенности интерьера комнаты не позволяют разместить горизонтально расположенный прибор.

Устройство биметаллического радиатора.

Геометрические параметры

Основными геометрическими характеристиками биметаллического радиатора является его высота, а также ширина и глубина секции. Высота, как правило, на 60 – 80 мм превышает его межосевое расстояние.

Большинство производителей выпускает модели с шириной секции 80 мм. Зная количество секций, можно легко определить общую ширину прибора.

Глубина секции составляет 80 – 100 мм. Радиатор может быть как постоянной глубины, так и меняющейся по высоте, как у стильного и изящного прибора серии DreamLiner от компании Royal Thermo.

Монтаж радиатора отопления на деревянную стену.

Тепловая мощность

Данный параметр позволяет определить, сколько секций радиатора конкретной модели нужно, чтобы обогреть комнату определенной площади. Тепловая мощность измеряется в Ваттах и составляет при межосевом расстоянии:

• 500 мм – от 170 до 200 Вт;
• 350 мм – от 120 до 140 Вт;
• 300 мм – от 100 до 145 Вт;
• 200 мм – около 100 Вт.

В своих информационных, технических материалах (инструкциях, руководствах, каталогах) производители указывают таблицы, показывающие количество секций, оптимальное для обогрева помещений различной площади.

Стальной сердечник — основа конструкции.

Объем (емкость) одной секции

В биметаллических радиаторах теплоноситель циркулирует по стальным сердечникам. Сердечник представляет собой Н-образную сварную конструкцию, состоящую из верхнего и нижнего коллектора, соединенных между собой вертикальной трубкой (теплопроводом). Каждый коллектор имеет два боковых отверстия с внутренней резьбой, благодаря которым секции могут соединяться с помощью стальных ниппелей. Данная конструкция полностью исключает контакт теплоносителя с алюминием.

В отличие от алюминиевых радиаторов, где теплопровод имеет овальное сечение, в стальных сердечниках биметаллических моделей применяются исключительно круглые трубки, что предусматривает меньшую емкость каждой секции. Так, биметаллический Rifar Base 500 имеет емкость секции 0,20 л, в то время как алюминиевая модель Rifar Alum 500 того же типоразмера характеризуется объемом 0,27 л.

Секция прибора в разрезе.

Масса секции

Биметаллические радиаторы имеют большую массу, чем аналогичные модели алюминиевых батарей отопления. Это объясняется использованием в их конструкции стальных сердечников, плотность которых (следовательно и масса) превышает аналогичный показатель для алюминия. К примеру, биметаллический радиатор Varmega Bimega 500/80 весит 1,75 кг, а алюминиевый радиатор Almega 500/80 того же производителя – 1, 2 кг.

Давление

Рабочее давление биметаллических радиаторов составляет 16 – 40 атм (1,6 – 4,0 МПа). Согласно нормативным документам, приборы должны быть испытаны опрессовкой системы отопления давлением, в 1,5 раза превышающим рабочее значение. Также в документации указывается значение максимального давления, по достижению которого он может начать разрушаться.

Соединение секций.

Минусы

Если озвучить недостатки биметаллических радиаторов, то их так же можно назвать достоинствами, но другого плана:

• На что указывают продавцы в качестве минуса подобных изделий, так это их стоимость, и они правы. Эти модели до сих самые дорогие на рынке тепловых технологий, но это так же и их достоинство, так как их технические параметры – это гарантия, что они прослужат очень долго при достаточно эффективной работе.
• Небольшая потеря тепла за счет применения стальных трубок внутри конструкции – это небольшая плата по сравнению с тем, что они способны «пережить» самые сильные гидроудары центрального отопления. Всегда можно нарастить несколько секций, чтобы увеличить мощность батареи.

Как показала практика, устройство биметаллического радиатора таково, что их целесообразно использовать исключительно в системах, где бывают большие перепады давления, и теплоноситель не отличается ни чистотой, ни качеством.

Устанавливать подобные конструкции в автономных системах – это излишество, так как там они не смогут проявить себя в полной мере.

Общий обзор типов радиаторов и их габаритов

Можно выделить несколько основных групп батарей отопления, отличающиеся особенностями конструкции:

1. Секционные.
2. Панельные из стали и биметаллические.
3. Конвекторные.
4. Авторские модели, изготовленные на заказ, имеющие ни на что не похожие формы, но выполняющие свои функции.

На фото – оригинальный отопительный прибор

Используемый материал и конструкционные особенности отопительных приборов определяют:

• устойчивость к гидроударам;
• коррозии;
• засорению и отложению накипи;
• интенсивность теплоотдачи и другие составляющие успеха.

Что же касается размера, то разница высоты между верхним и нижним коллектором (межосевое расстояние) влияет на возможность установки отопительного прибора. Чаще всего их устанавливают в нишах под окнами, если оконный проем достаточно велик, то высокая батарея просто не поместится.

На схеме показано межосевое расстояние

Этот параметр особенно важен для систем с естественной циркуляцией. Дело в том, что давление в системе создается за счет перепада по высоте между подачей воды в батарею и котлом, чем эта величина больше, тем больше и естественное давление в трубах.

Пример батареи в комнате с большими окнами

Панельные отопительные приборы представляют собой цельносварную конструкцию со змеевиком-теплоносителем между двух ребристых панелей с зазором между ними до 1 см. Такая поверхность увеличивает площадь нагреваемой поверхности и ее теплоотдачу – излучение плюс конвекция. Мизерная емкость способствует быстрой теплоотдаче – КПД достигает 75%, но и остывают они также быстро.

Недостаток панельных изделий заключается:

• в их уязвимости гидроударам, что делает их непригодными к использованию в центральных системах отопления;
• коррозируют от кислой воды;
• нельзя надолго сливать воду по причине той же коррозии, но уже в контакте с кислородом.

Секционные батареи хороши возможностью их конструктивного изменения – увеличение/уменьшение количества секций для изменения мощности или ремонта. На смену традиционному хрупкому, но долговечному чугуну с высокой инертностью пришли биметаллические устройства.

На фото – устройство биметаллического отопителя

В них теплоноситель проходит по стальным трубкам, имеющих алюминиевое оребрение, обладающее высокой теплопроводностью.

Биметаллическая батарея – это воплощение двух достоинств в одном изделии, а именно:

• сталь выдерживает нестабильное давление и агрессивную среду;
• алюминий молниеносно реагирует на изменение температуры.

При выборе биметаллических батарей приходится учитывать еще и диаметр вертикальных и горизонтальных каналов, а не только межосевое расстояние. Что же касается габаритов, то самыми ходовыми можно считать модели с разницей между ниппельными отверстиями 500 мм (при этом полная высота отопительного прибора составляет 570 мм).

На фото видны горизонтальные и вертикальный канал, при плохом качестве теплоносителя они не должны быть слишком узкими

А вот в вакуумных батареях понятие «межосевое расстояние» просто не существует. Дело в том, что в них используется всего лишь 1 проточная труба, через которую циркулирует теплоноситель, а равномерный прогрев поверхности достигается за счет испарения легкокипящей жидкости.

Трубчатые батареи – регистры, превосходят секционные по компактности и разнообразию форм. Отсутствие протечек на стыках обеспечивается сваркой фрагментов, они выдерживают рабочее давление до 15 атм., но тонкие стенки плохо держат гидроудар. Регистры вполне можно изготовить своими руками, выбрав произвольный шаг между трубами.