Расчёт мощности конвектора: температурный напор и поправки

Конвектор подбирают «на глаз» чаще, чем любой другой отопительный прибор: мощность посчитали по площади, купили ближайший типоразмер, поставили под окно. Потом выясняется, что у витража холодно, а прибор греет воздух под подоконником и уходит в перегрев.

Причина в двух вещах. Первая — паспортная мощность конвектора указана при номинальном температурном напоре 70 °С, а реальная система 90/70/20 даёт только 60 °С. Вторая — установка в подоконную нишу, в пол, за решётку или за штору срезает ещё 5–35 % теплоотдачи. Ниже — как пересчитать паспортные цифры на свои условия и не ошибиться с типоразмером.

Как устроен конвектор и чем он отличается от радиатора

Конвектор — это корпус с двумя рядами отверстий и нагревательный элемент внутри: оребрённая медная труба с алюминиевыми пластинами или стальной регистр. Холодный воздух входит снизу, проходит вдоль горячих рёбер, нагревается и выходит сверху. Скорость потока при естественной конвекции небольшая — 0,1–0,3 м/с, но за счёт непрерывной циркуляции через прибор проходит весь объём помещения за 20–30 минут.

Радиатор работает иначе. У секционного прибора большая часть поверхности — вертикальные рёбра с высокой температурой, которые отдают тепло излучением: волна доходит до стен, пола и предметов, минуя воздух. Именно поэтому у радиатора доля излучения 30–50 %, а у конвектора — 10–20 %.

Практическое следствие простое: конвектор быстрее выходит на режим и лучше работает у остекления, потому что создаёт вертикальную тепловую завесу перед холодным стеклом. Радиатор даёт более «мягкое» тепло и меньше перемешивает пыль, но у панорамного окна с ним холоднее. Подробнее о выборе между этими приборами — в статье про радиаторы отопления.

Отличаются они и по инерции. Секция радиатора содержит 0,3–0,5 л воды, конвектор — в 2–4 раза меньше, поэтому конвектор реагирует на изменение температуры теплоносителя за 5–10 минут, а радиатор — за 20–30. Для комнат, которые нагревают периодически, это плюс: термоголовка сбрасывает подачу, и прибор быстро перестаёт греть. Для помещений с постоянным режимом разница незаметна.

Пересчёт номинальной мощности с Δt = 70 °С на реальный напор

Тепловой поток любого отопительного прибора пропорционален температурному напору в степени n:

Для системы 90/70/20 напор равен (90 + 70) / 2 − 20 = 60 °С. Пересчёт даёт (60 / 70)^1,3 = 0,82, то есть конвектор отдаст 82 % паспортной мощности. Для низкотемпературной системы 75/65/20 напор равен 50 °С, и остаётся уже 0,65 от номинала. Разница между «70 °С в паспорте» и «60 °С в системе» — это 18 % мощности, которых как раз не хватает холодной зимой.

Введите теплопотери помещения и параметры системы — калькулятор пересчитает номинал, применит поправки на установку и подберёт типоразмер из серийного ряда.

Показатель степени n зависит от типа прибора. У настенных и внутрипольных конвекторов с естественной конвекцией он равен 1,25–1,3: чем ниже температурный напор, тем сильнее падает мощность. У моделей с вентилятором n = 1,1–1,15, потому что расход воздуха задаётся вентилятором и почти не зависит от разности температур. Для сравнения: у стальных панельных радиаторов n = 1,25–1,3, у чугунных секционных — 1,3–1,35.

Поправки на высоту установки, подоконник и решётку

Высота установки влияет на теплоотдачу через температуру воздуха на входе. Конвектор, стоящий у пола, забирает воздух приграничного слоя, который на 1–3 °С холоднее воздуха на уровне 1,5 м, поэтому фактический напор у него на 2–3 °С выше расчётного. Прибор, поднятый на высоту 1,5–2 м, такого преимущества лишён, зато лучше перемешивает воздух по высоте помещения.

Гораздо сильнее влияет свобода выхода воздуха. Подоконник, декоративный экран, решётка и тем более мебель работают как аэродинамическое сопротивление.

Поправки перемножаются: конвектор под подоконником с препятствием и плотной решёткой даёт 0,90 · 0,86 = 0,77 от номинала, то есть теряет почти четверть тепла. Чтобы получить те же 1500 Вт, нужен прибор на 1500 / 0,77 = 1948 Вт вместо 1500 Вт.

Про высоту стоит сказать отдельно, потому что в каталогах её влияние часто преувеличивают. Температура воздуха в помещении растёт снизу вверх: у пола она на 2–3 °С ниже, чем на уровне 1,5 м, и на 4–5 °С ниже, чем под потолком. Конвектор, установленный в 150–200 мм от пола, забирает самый холодный воздух, поэтому его фактический напор на 2–3 °С выше, чем у прибора, поднятого на 1,5 м. Выигрыш — 4–6 % мощности, и он полностью теряется, если выход воздуха перекрыт подоконником. Практический вывод: держите нижний зазор не менее 100 мм, а верхний — не менее 60 мм, и не рассчитывайте на высоту как на способ добавить мощности.

Внутрипольные конвекторы: с вентилятором и без

Внутрипольный конвектор ставится в стяжку вплотную к остеклению и закрывается решёткой вровень с полом. Панорамное остекление, витражи, зимние сады — его основная область применения: прибор не занимает стену и не мешает виду из окна.

Главная ошибка при подборе — считать внутрипольный конвектор по той же удельной мощности, что и настенный. При естественной конвекции корпус высотой 80–110 мм отдаёт 350–500 Вт на метр длины, и для комнаты с теплопотерями 2500 Вт потребуется 5–7 метров прибора, что не всегда помещается вдоль окна. Вентилятор решает проблему габаритов, но прибавляет шум и точку электропитания, которую нужно предусмотреть на этапе заливки стяжки.

Корпус внутрипольного конвектора должен быть теплоизолирован от стяжки: без слоя изоляции под и вокруг короба часть тепла уходит в бетон и на нагрев улицы через перекрытие. Решётка подбирается по живому сечению — при суммарной площади щелей меньше 50 % от площади короба прибор теряет 10–15 % мощности, а при 30 % и ниже потери достигают 20 %. Ширина решётки выбирается по ширине короба, а не «под плитку»: зауженная решётка перекрывает выход воздуха и сводит на нет весь расчёт.

Как подобрать конвектор по длине и высоте

Порядок подбора такой:

1. Определите теплопотери помещения — расчётом по теплопотерям дома или по удельным 100 Вт/м² при высоте потолков до 3 м и среднем утеплении.
2. Задайте параметры теплоносителя: 90/70, 80/60 или 75/65 в зависимости от котла и схемы.
3. Пересчитайте требуемую мощность на номинальный напор 70 °С и разделите на поправочный коэффициент установки.
4. Выберите типоразмер из ряда: длины 0,6, 0,8, 1,0, 1,2, 1,5, 2,0, 2,5, 3,0 м; высота корпуса 60, 80, 100, 140, 200 мм.
5. Проверьте, что длины хватает по месту: под панорамным окном шириной 3 м логично поставить один прибор на 2,5–3,0 м, а не два коротких.
6. Убедитесь, что зазоры соблюдены: снизу от 100 мм, спереди от 60 мм, сверху выход воздуха свободен.

Высота корпуса напрямую связана с мощностью: модель высотой 200 мм при той же длине отдаёт примерно в 1,5–1,7 раза больше, чем модель 80 мм, потому что у неё больше площадь оребрения и выше скорость конвективного потока. Если места вдоль окна мало, увеличивайте высоту, а не длину.

Ещё одно ограничение — длина прибора относительно проёма. Тепловая завеса работает, только если прибор перекрывает 70–80 % ширины остекления: холодный воздух от стекла опускается вниз, и если конвектор короче, он стекает по краям и растекается по полу. Для витража шириной 3,5 м длина прибора должна быть не менее 2,5 м, даже если по теплопотерям хватило бы прибора на 1,5 м с увеличенной высотой корпуса.

Пример: комната 25 м² с панорамным остеклением

Условия: комната 25 м² с витражом 3,5 × 2,4 м, теплопотери по расчёту 1800 Вт, система 90/70/20, настенный конвектор под подоконником с препятствием, декоративная решётка.

1. Температурный напор: Δt = (90 + 70) / 2 − 20 = 60 °С.
2. Поправочный коэффициент: 0,90 · 0,96 = 0,864.
3. Требуемая теплоотдача прибора в помещении: 1800 / 0,864 = 2083 Вт.
4. Пересчёт на номинал: Qном = 2083 · (70 / 60)^1,3 = 2083 · 1,222 = 2545 Вт.
5. Типоразмер из ряда 0,5–3,0 кВт: 3,0 кВт, запас (3000 − 2545) / 2545 = 17,9 %.

Проверка с другой стороны: конвектор 3,0 кВт при Δt = 70 °С в реальных условиях отдаст 3000 · (60/70)^1,3 · 0,864 = 3000 · 0,818 · 0,864 = 2120 Вт при потребности 1800 Вт. Запас 17,9 % — это резерв на морозы ниже расчётной температуры и на засорение решётки. Если бы прибор подбирали «по 100 Вт/м²», получилось бы 2500 Вт по площади и точно такой же типоразмер — но только по случайному совпадению, потому что здесь площадь и теплопотери связаны слабо.

Тот же расчёт для низкотемпературной системы показывает, почему конвекторы плохо дружат с тепловыми насосами. При 45/40/20 напор равен всего 22,5 °С, и конвектор 3,0 кВт отдаст 3000 · (22,5/70)^1,3 · 0,864 = 593 Вт — почти в 3,6 раза меньше, чем в высокотемпературном режиме. Чтобы закрыть те же 1800 Вт, понадобится три-четыре таких прибора либо внутрипольный конвектор с вентилятором, у которого наклон характеристики мягче.

Частые ошибки

1. Подбор по площади без пересчёта на температурный напор. Конвектор, выбранный «по 100 Вт/м²» при системе 90/70/20, отдаёт на 18 % меньше паспортной мощности. В комнате с витражом этого запаса не хватает, и зимой приходится догревать электрообогревателем.
2. Путаница Δt = 70 и Δt = 60 в каталогах разных изготовителей. Часть производителей указывает поток при 95/85/20, часть — при 90/70/20. Сравнение приборов «в лоб» по паспортным цифрам даёт ошибку до 20 %.
3. Игнорирование поправок на установку. Глубокий подоконник плюс плотная решётка — это 0,77 от номинала. Без учёта поправок прибор уходит в дефицит на четверть мощности.
4. Установка за шторой или мебелью. Кроме потери тепла это прямой путь к перегреву корпуса, срабатыванию термозащиты и отключению вентилятора.
5. Внутрипольный конвектор без вентилятора «на глаз». Естественная конвекция даёт 350–500 Вт на метр: под витраж 3 м нужен прибор длиной 5–7 м, которого там физически нет.
6. Отсутствие запаса по мощности. Прибор, подобранный ровно по расчётным теплопотерям, не справится при температуре ниже расчётной и при засорённом оребрении.

Частые вопросы

Чем конвектор отличается от радиатора?

Соотношением конвекции и излучения: у конвектора излучением отдаётся 10–20 % тепла, у секционного радиатора — 30–50 %. Конвектор быстрее прогревает воздух и создаёт тепловую завесу у окна, радиатор греет поверхность помещения и ощущается как «тёплая стена».

Что такое Δt = 70 °С в паспорте конвектора?

Это номинальный температурный напор, при котором изготовитель измерял тепловой поток: Δt = (tвх + tвых) / 2 − tв. При 95/85/20 он равен 70 °С, при 90/70/20 — только 60 °С, и мощность падает до 82 % от паспортной.

Можно ли ставить конвектор за мебелью или шторой?

Нельзя. Плотный экран, короб или штора срезают до 35 % теплоотдачи, прибор греет сам себя и уходит в дефицит по мощности. Минимальный зазор снизу — 100 мм, спереди — 60 мм, сверху выход воздуха должен быть свободен.

Внутрипольный конвектор с вентилятором или без?

С вентилятором тот же корпус отдаёт в 2–4 раза больше тепла: 900–1500 Вт на погонный метр против 350–500 Вт/м при естественной конвекции. Плата за это — питание 220 В, шум 25–40 дБА и полная зависимость от электросети.

Сколько конвекторов нужно в комнату 25 м²?

Считайте не по площади, а по теплопотерям: при 1800 Вт, 90/70/20 и установке под подоконником нужен прибор с номиналом около 2500 Вт при Δt = 70 °С — это типоразмер 3,0 кВт или две секции по 1,5 кВт.

Если после пересчёта требуемая мощность получается больше 3,0 кВт, ставьте два прибора или переходите на внутрипольный конвектор с вентилятором. Сравнить варианты по мощности и занимаемому месту поможет статья про отопление по площади дома, а для помещений с тёплым полом конвектор у витража остаётся обязательным дополнением — об этом в материале про тёплый пол.