Potencia calorífica de los radiadores de calefacción: tabla comparativa de baterías de hierro fundido, bimetálicas, de aluminio y de acero.

La potencia calorífica de un radiador es un coeficiente que determina la cantidad de calor recibida del aparato de calefacción por unidad de tiempo y se mide en W/(m² K).

Este parámetro técnico es el principal indicador de la eficacia de un radiador para crear un clima interior confortable. El fabricante del equipo de calefacción está obligado a indicar este valor en la documentación que acompaña a sus productos.

La potencia de los radiadores de calefacción se calcula en vatiosAlgunos fabricantes afirman una tasa de flujo de calor para sus productos, expresada en calorías/hora. Para convertir esto a vatios, utilizan un estándar, donde 1 W = 859,845 calorías/hora.

La transferencia de calor de una sección o panel de un sistema de calefacción hidrónica se calcula teniendo en cuenta factores primarios y secundarios. Estos incluyen el material de construcción, la temperatura del refrigerante, la superficie de intercambio de calor, el diagrama de conexión del dispositivo, su ubicación y otros factores. Si el radiador consta de varias secciones o de un solo panel, la potencia se calcula y especifica por el fabricante para toda la unidad.

Cómo calcular la potencia calorífica de los radiadores de calefacción por metro cuadrado

En la documentación adjunta, el consumidor encontrará la potencia térmica de una sección o de un panel completo de dimensiones específicas. Estos parámetros son relativos y no deben considerarse totalmente fiables. Requieren ajustes adicionales para obtener valores realistas. Para ello, es necesario calcular la conductividad térmica del radiador.

En primer lugar, debemos desmentir la creencia generalizada de que las baterías de aluminio generan el mayor calor debido a las propiedades de este metal no ferroso. Cabe destacar que las baterías no están hechas de aluminio puro, sino de una aleación de aluminio con silicio (siluminio), que genera mucho menos calor.

Lo mismo puede decirse, en parte, de los radiadores de acero, bimetálicos y de hierro fundido. Las potencias indicadas en la ficha técnica del aparato de calefacción son correctas cuando la diferencia entre la temperatura media del refrigerante y la temperatura ambiente es de 70 °C.⁰ C. Este fenómeno se denomina diferencia de temperatura y se representa con el símbolo – Δt. El cálculo se realiza utilizando la fórmula:

Δt = (t_{presentación} + t_{líneas de retorno})/2 – t _aire

Siguiendo la lógica del fabricante, el resultado del cálculo debería ser de 70 grados. Entonces, la temperatura promedio del refrigerante se puede calcular utilizando la fórmula:

(t_{presentación} + t_{líneas de retorno}) = 2(Δt + t _aire)

Por ejemplo, basándose en la potencia térmica declarada por el fabricante de una sección bimetálica (200 W), Δt = 70⁰ C, temperatura ambiente promedio - 22⁰ C, obtenemos el resultado:

(t_{presentación} + t_{líneas de retorno}) = 2(70 + 22) = 184⁰ CON

Teniendo en cuenta la diferencia estándar de 20 grados entre la salida y la salida, su valor se determina por separado:

t_{presentación} = (184 + 20)/2 = 102⁰ CON

t_{líneas de retorno} = (184 - 20)/2 = 82⁰ CON

Un cálculo real de transferencia de calor muestra que una sección es capaz de producir 200 W, siempre que el agua en la tubería de suministro esté hirviendo y el refrigerante salga de la tubería de salida a una temperatura de 82 grados.

En la práctica, este fenómeno es simplemente imposible. De hecho, las calderas domésticas para calentar agua no pueden calentarla por encima de los 80 grados. Incluso en estas condiciones máximas, el refrigerante entrará en el radiador a una temperatura máxima de unos 77 grados.⁰ C y Δt serán aproximadamente 40⁰ C. De esto concluimos que la potencia calorífica real de una sección de un radiador bimetálico no será de 200, sino solo de 100 W.

Para simplificar el cálculo, puede utilizar una tabla de transferencia de calor con factores de reducción. Para ello, utilice la fórmula anterior, empleando la temperatura prevista en la vivienda y el refrigerante, para calcular Δt.

Tabla de valores de factores de reducción

Tabla 1.

Δt	A
40	0,48
45	0,56
50	0,65
55	0,73
60	0,82
65	0,91
70	1

El coeficiente correspondiente se encuentra en la tabla y se multiplica por la potencia térmica nominal de una sección del radiador bimetálico. Es decir, en este caso, para calentar 1 m² La habitación tendrá una potencia calorífica de 200 W x 0,48 = 96 W.

Para calefacción 10 m² La zona requerirá aproximadamente 1 kW de potencia calorífica, y el número de secciones necesarias será 1000/96 = 10,4. Si la habitación tiene dos ventanas, se deberán instalar debajo de ellas dos radiadores de 10 y 11 secciones cada uno.

Estándares de potencia térmica de salida

Para el diseño de sistemas de calefacción en edificios y estructuras, se utiliza el documento normativo SP 60.13330.2016. Este conjunto de reglas regula, entre otras cosas, el desarrollo de sistemas de calefacción internos en edificios y estructuras de nueva construcción y rehabilitados. El SP se elaboró ​​a partir de los requisitos de las normas SNiPs GOST 30494-2011 y GOST 32415-2013. Con base en estas normas, se adoptó una potencia calorífica estándar de 1 kW para una habitación de 10 metros cuadrados, con una altura de techo de hasta 3 metros, una pared exterior y una ventana.

Al ajustar las condiciones iniciales para calentar una habitación en una dirección u otra (superficie mayor o menor, diferente número de ventanas, etc.), para determinar con precisión la potencia calorífica nominal, se introducen factores de corrección en el cálculo:

K1 – estructura de la ventana

• doble fotograma – 1,27;
• Unidad de doble acristalamiento – 1.0;
• Unidad de triple acristalamiento – 0,85.

K2 – aislamiento de paredes

• bajo – 1,27;
• Mampostería de 2 ladrillos + aislamiento térmico – 1.0;
• alta calidad – 0,85.

K3 – S_ventanas/S_género

• 0,5 – 1,2;
• 0,33 – 1,0;
• 0,1 – 0,8.

K4 – temperatura interior promedio en invierno, grados

• 35 — 1,5;
• 20 – 1.1;
• 10 – 0,7.

K5 – número de muros exteriores

• 1 – 1.1;
• 2 – 1.2;
• 3 – 1.3;
• 4 – 1.4.

K6 – una habitación encima de la habitación

• ático frío – 1.0;
• ático – 0,8.

K7 – altura del techo, m

• 2,5 – 1,0;
• 3 – 1,05;
• 3.5 – 1.1.

El resultado final se divide por la potencia calorífica de una sección del radiador. El cociente se redondea al número entero más cercano (10,4 – 11 secciones).

Tablas comparativas de indicadores de transferencia de calor de diferentes tipos de radiadores

Como se mencionó anteriormente, la transferencia de calor se mide en W/m².²Este valor se considera un indicador de la eficiencia del aparato de calefacción. A la hora de elegir el tipo y el diseño de radiadores para el consumidor, la comparación de sus potencias caloríficas resulta fundamental.

Potencia calorífica real de los radiadores

Según estas especificaciones, los expertos publican en línea diversas tablas que detallan la potencia térmica de los radiadores bimetálicos, de aluminio, de acero y de hierro fundido. Aquí encontrará datos sobre la potencia térmica de los aparatos de calefacción.

Tabla comparativa de la potencia calorífica de 1 sección de radiadores de calefacción en función de la presión de funcionamiento, el volumen y el peso.

Tabla 2.

Tipo de dispositivos con una distancia interaxial de 500 mm	Potencia térmica, W	atmósferas de presión de trabajo	Capacidad, litros	Peso, kg
Aluminio	180	20	0,27	1.45
Bimetálico	200	20	0,20	1.2
Acero	120	20	0,20	1.05
Hierro fundido	140	10	1.2	5.4

Características comparativas según el tipo de dispositivo de calefacción.

Tabla 3.

Características	Aluminio	Bimetálico	Acero	Hierro fundido
Estructura	En corte	En corte	Panel	En corte
Divorcio	Lado	Lado	Lateral/Vertical	Lado
Resistencia anticorrosión	Promedio	Alto	Promedio	Alto
Tipo de refrigerante	Agua	Agua/anticongelante	Agua/anticongelante	Agua

Radiadores de calefacción con mejor rendimiento calorífico

Según numerosas reseñas de consumidores, pruebas de expertos y comparaciones de resultados, los radiadores bimetálicos son reconocidos como los mejores en cuanto a potencia calorífica. En orden descendente, los radiadores de aluminio ocupan el primer lugar, seguidos por los de acero. Los radiadores de hierro fundido siguen siendo los últimos en esta categoría.

El material utilizado en la fabricación de los productos de calefacción, su coste y la calidad del refrigerante desempeñan un papel fundamental en esta clasificación. A pesar de las cualidades superiores de los radiadores bimetálicos, siguen siendo los más caros. Optar por radiadores de aluminio es la solución óptima. Sin embargo, su uso se limita a sistemas de calefacción autónomos, donde se puede mantener una alta calidad del refrigerante.

Por la misma razón, pero a la inversa, son completamente inadecuados para su instalación en edificios de varias plantas con una red de calefacción centralizada. En cuanto a los aparatos de acero, transfieren el calor rápidamente, tanto durante la calefacción como durante la refrigeración.

Finalmente, si al consumidor no le preocupa la estética del aspecto de los aparatos de calefacción y la demanda de potencia calorífica es baja, la solución ideal sería instalar radiadores de hierro fundido MS-140.

Dependencia de la transferencia de calor del radiador con respecto a la temperatura del refrigerante.

La potencia térmica nominal de una sección del radiador se calcula para valores estándar de la temperatura del refrigerante en la entrada (90⁰ C) y salida (70⁰ C) aparato de calefacción. Estas condiciones se aplican a las redes de calefacción centralizadas.

En los sistemas de calefacción autónomos para viviendas particulares, la diferencia de temperatura puede variar. En este caso, la potencia calorífica de una sección puede diferir significativamente de los valores indicados por el fabricante. La potencia calorífica de un radiador es directamente proporcional a la temperatura del refrigerante en la tubería de suministro. Cuanto mayor sea la temperatura, mayor será la potencia calorífica del radiador. Por el contrario, cuanto menor sea la temperatura del refrigerante, menor será la potencia calorífica del radiador.

Para evitar fluctuaciones inesperadas de temperatura, usar termostatosque se instalan en la tubería a la entrada del radiador. Los cabezales termostáticos vienen en versiones manuales, semiautomáticas y automáticas, controladas en línea.

Cómo aumentar el coeficiente de transferencia de calor

En base a lo anterior, queda claro que la potencia calorífica real de cualquier aparato de calefacción puede diferir significativamente de las especificaciones técnicas indicadas por el fabricante en la documentación del producto. Las condiciones de funcionamiento reales de los radiadores pueden provocar pérdidas de calor acumuladas, lo que reduce la eficiencia del sistema de calefacción en una casa o apartamento.

Existen dos opciones para aumentar el coeficiente de transferencia de calor: mejorar las condiciones de funcionamiento del sistema de calefacción existente y utilizar métodos óptimos para la colocación y conexión de los radiadores, según lo determinado en la fase de diseño.

Utilizando el ejemplo de la siguiente figura, analizaremos la pérdida de calor en el sistema de calefacción de un edificio.

1. Las pérdidas de calor a través del techo son del 25 al 30%.
2. A través de ventanas: 10 - 15%.
3. Pérdida de calor a través del suelo: 10 - 15%.
4. Pérdidas a través de las paredes: 10 - 15%.
5. Adyacencias: 10 - 15%.
6. A través de una tubería (si hay calefacción por estufa): 20 - 25%.

Le sugerimos usarlo en línea. Calculadora para calcular la pérdida de calor en una casa..

Cómo mejorar la eficiencia de un sistema de calefacción existente.

Para mejorar la eficiencia de un sistema de calefacción existente, los expertos recomiendan las siguientes medidas:

• aislar las estructuras que rodean la vivienda por fuera (paredes, cimientos, sótano y ático);
• sustituir los marcos de madera antiguos de las ventanas por ventanas de doble acristalamiento;
• Pega pantallas de papel de aluminio en las paredes detrás de los radiadores;
• Abra periódicamente las válvulas Mayevsky para eliminar las burbujas de aire en los radiadores;
• Si las paredes están frías, se aíslan desde el interior con materiales aislantes térmicos.

Tras implementar estas medidas, los propietarios notarán de inmediato una mejora en la eficiencia energética de sus sistemas de calefacción. Para el aislamiento de paredes interiores, el mercado de materiales de construcción ofrece una amplia variedad de opciones, desde láminas de corcho y yeso texturizado hasta placas de yeso y paneles decorativos de poliuretano, que no solo aíslan las habitaciones, sino que también mejoran su aspecto.

Comparación del calentamiento de radiadores de acero y de hierro fundido.

Cómo mejorar la eficiencia en la fase de diseño

Para evitar una transferencia de calor insuficiente por parte de los dispositivos de calefacción en edificios nuevos, se siguen las siguientes reglas en la fase de diseño.

Regla 1Los radiadores se instalan debajo de las ventanas. Pueden ser nichos especiales o estar suspendidos bajo los alféizares, con o sin rejillas. Las rejillas ocultan la apariencia de los radiadores, pero también pueden reducir su potencia calorífica. En algunos casos, se utilizan rejillas deliberadamente para reducir el flujo de calor entre un 10 % y un 15 %, conservando así el calor para otras habitaciones.

Regla 2El método de conexión influye significativamente en la eficiencia de los dispositivos de calefacción. Puede ser unilateral o bilateral. Una conexión bilateral ayuda a que el rendimiento del radiador se acerque más a su capacidad de transferencia de calor nominal. La experiencia demuestra que, si hay menos de 20 secciones en una misma habitación, es preferible la conexión unilateral del radiador.

La fotografía que aparece a continuación muestra la eficiencia de las secciones con conexiones de tubería de doble cara.

La fotografía muestra la eficiencia de las secciones con conexión de tuberías por un solo lado.

Cómo calcular la potencia calorífica de una sección de un radiador de calefacción.

Le sugerimos que utilice la calculadora en línea, para determinar cuántas secciones tiene un radiador bimetálico necesario por 1 m2.

El diseño modular de las unidades de calefacción permite variar el número de unidades en cada radiador. Esto posibilita regular la potencia calorífica aumentando o disminuyendo la superficie de transferencia de calor de los radiadores.

Los radiadores seccionales están disponibles en materiales bimetálicos, aluminio y hierro fundido. Como se mencionó anteriormente, todos los segmentos se suministran al mercado de la calefacción con una potencia térmica nominal predefinida, calculada para las condiciones de funcionamiento estándar de los aparatos de calefacción.

Todo cálculo de la potencia calorífica de un radiador debe tener en cuenta las características específicas de las habitaciones donde se instala. Para ello, se han desarrollado factores de corrección (véase el capítulo anterior, «Estándares de Potencia Térmica»). Sustituyendo estos valores reales en el cálculo, se obtiene la potencia térmica final de la primera sección del radiador.

Potencia calorífica de los radiadores de calefacción de panel

A diferencia de los dispositivos modulares, los paneles calefactores de acero son productos no desmontables.

En la documentación adjunta, el fabricante indica la potencia térmica nominal del panel, calculada para Δt = 70⁰ C a una temperatura ambiente promedio de -22⁰ C. La transferencia de calor del dispositivo se calcula sustituyendo el valor real de Δt e introduciendo factores de corrección.

Cálculo de radiadores de calefacción Parte 1