Меню

Влияют ли отопительные приборы

Сравнение радиаторов отопления по теплоотдаче

Реальная теплоотдача радиаторов отопления различных типов часто обсуждается на строительных форумах. Участники спорят, какие батареи лучше по тепловым характеристикам – чугунные, алюминиевые или стальные панели. Чтобы прояснить данный вопрос, предлагается выполнить расчет мощности разных отопительных приборов и провести сравнение радиаторов по теплоотдаче.

Как правильно рассчитывается реальная теплоотдача батарей

Первым делом изучите технический паспорт батареи. В нем вы точно найдете интересующие параметры — тепловую мощность одной секции либо целого панельного радиатора определенного типоразмера. Не спешите восхищаться отличными показателями алюминиевых или биметаллических обогревателей, указанная в паспорте цифра — не окончательная и требует корректировки, для чего и нужно сделать расчет теплоотдачи.

Ошибочное суждение: мощность алюминиевых радиаторов самая высокая, ведь теплоотдача меди и алюминия – самая лучшая среди металлов. Теплопроводность алюминия действительно высока, но процесс теплообмена зависит от многих факторов. Нюанс второй: отопительные приборы делают из силумина – алюминиевого сплава с кремнием, чьи показатели заметно ниже.

Прописанная в паспорте отопительного прибора теплоотдача соответствует истине, когда разница между средней температурой теплоносителя (tподачи + tобратки)/2 и воздуха помещения равна 70 °С. Величина зовется температурным напором, обозначается Δt. Расчетная формула:

Подставим известное значение температурного напора и получим такое уравнение:

(tподачи + tобратки)/2 — tвоздуха = 70 °С

Справка. В документации изделий от различных фирм параметр Δt может обозначаться по-разному: dt, DT, а иногда просто пишется «при разнице температур 70 °С».

Какую теплоотдачу мы получим, если в документации на биметаллический радиатор написано: тепловая мощность одной секции равна 200 Вт при DT = 70 °С? Разобраться поможет та же формула, в нее подставляем значение комнатной температуры +22 °С и ведем расчет в обратном порядке:

(tподачи + tобратки) = (70 + 22) х 2 = 184 °С

Зная, что разность температур в подающем и обратном трубопроводах не должна превышать 20 °С, определяем их значения следующим образом:

  • tподачи = 184/2 + 10 = 102 °С;
  • tобратки = 184/2 – 10 = 82 °С.

Теперь видно, что 1 секция биметаллического радиатора из примера отдаст 200 Вт теплоты при условии, что вода в подающем трубопроводе нагреется до 102 °С, а температура воздуха в комнате – до +22 °С.

Первое условие невыполнимо, поскольку современные бытовые котлы нагреваются до 80 °С (максимум). Значит, радиаторная секция никогда не отдаст заявленные 200 Вт тепла. Да и температура теплоносителя в системе частного дома редко поднимается выше 70 °С, тогда DT = 38 °С, а не 70 градусов. То есть, реальная теплоотдача прибора вдвое ниже паспортной.

Порядок расчета теплоотдачи

Итак, реальная мощность батареи отопления гораздо меньше заявленной, но для ее подбора надо понимать, насколько. Для этого есть простой способ: применение понижающего коэффициента к паспортному значению тепловой мощности обогревателя. Ниже представлена таблица коэффициентов, на которые умножается заявленная теплоотдача радиатора в зависимости от настоящей величины DT:

Алгоритм расчета настоящей теплоотдачи отопительных приборов для ваших индивидуальных условий такой:

  1. Определить, какая должна быть температура в доме и воды в системе.
  2. Подставить эти значения в формулу и рассчитать свой температурный напор Δt.
  3. Найти в таблице коэффициент, соответствующий найденному DT.
  4. Умножить на него паспортную величину теплоотдачи батареи.
  5. Подсчитать число секций либо целых отопительных приборов для обогрева комнаты.
Читайте также:  Показание прибора учета электричество

В приведенном примере тепловая мощность 1 секции биметаллического радиатора составит 200 Вт х 0.48 = 96 Вт. На обогрев помещения площадью 10 м² пойдет приблизительно 1000 Вт теплоты или 1000/96 = 10.4 ≈ 11 секций (округление делаем в большую сторону).

Представленная таблица и расчет теплоотдачи батарей надо использовать, когда в документации указана Δt, равная 70 °С. Но бывает, что фирмы–производители дают мощность радиатора для других условий, например, при Δt = 50 °С. Тогда пользоваться коэффициентами нельзя, проще набрать требуемое количество секций по паспортной характеристике, только взять их число с полуторным запасом.

Справка. Многие производители указывают значения теплоотдачи при таких условиях эксплуатации: tподачи = 90 °С, tобратки = 70 °С, tвоздуха = 20 °С, что как раз соответствует Δt = 50 °С.

Сравнение по тепловой мощности

Если вы внимательно изучили предыдущий раздел, то должны понимать, что на теплоотдачу очень влияют температуры воздуха и теплоносителя, а эти параметры мало зависят от самого радиатора. Но есть и третий фактор — площадь поверхности теплообмена, здесь конструкция и форма изделия играет большую роль. Четко сравнить стальной панельный обогреватель с чугунной батареей не выйдет, их поверхности слишком разные.

Трудновато сравнивать отдачу теплоты плоскими панелями и ребристыми поверхностями сложной конфигурации

Четвертый фактор, влияющий на теплоотдачу, — это материал, из коего изготовлен отопительный прибор. Сравните сами: 5 секций алюминиевого радиатора GLOBAL VOX высотой 600 мм отдадут 635 Вт при DT = 50 °С. Чугунная ретро батарея DIANA (GURATEC) на 5 секций такой же высоты передаст в комнату только 530 Вт при аналогичных условиях (Δt = 50 °С). Эти данные опубликованы на официальных сайтах производителей.

Примечание. Мощностные характеристики алюминиевых и биметаллических обогревателей мало отличаются, сравнивать их нет смысла.

Можно попытаться провести сравнение алюминия со стальным панельным радиатором, взяв ближайший типоразмер, подходящий по габаритам. Длина батареи из 5 алюминиевых секций GLOBAL высотой 600 мм составит примерно 400 мм, что соответствует стальной панели KERMI 600 х 400.

В таблице указана тепловая производительность 1 секции из алюминия и биметалла в зависимости от размеров и разницы температур Δt

Если даже взять трехрядную стальную панель (тип 30), получим 572 Вт при Δt = 50 °С против 635 Вт у 5-секционного алюминия. Еще учтите, что радиатор GLOBAL VOX гораздо тоньше, глубина прибора составляет 95 мм, а панели KERMI – почти 160 мм. То есть, высокая теплоотдача алюминиевых секций позволяет уменьшить габариты обогревателя.

В индивидуальной системе отопления частного дома батареи одинаковой мощности, сделанные из различных металлов, работать будут по-разному. Поэтому и сравнение довольно предсказуемо:

  1. Биметаллические и алюминиевые изделия быстро прогреваются и остывают. Отдавая больше теплоты за промежуток времени, они сильнее охлаждают воду, возвращаемую в систему.
  2. Стальные панельные радиаторы занимают среднюю позицию, так как передают тепло не настолько интенсивно. Зато они дешевле и проще в монтаже.
  3. Самые инертные и дорогие – это обогреватели из чугуна, им присущ долгий разогрев и остывание, из-за чего возникает небольшое запаздывание при автоматическом регулировании расхода теплоносителя термостатическими головками.
Читайте также:  Прибор для измерения шероховатости поверхности металла гост

Вывод простой: неважно, из какого материала изготовлен радиатор. Главное, правильно подобрать батарею по мощности и дизайну, который устроит пользователя. А вообще, для сравнения не помешает ознакомиться со всеми нюансами работы того или иного прибора, а также где какой лучше устанавливать.

Сравнение по другим характеристикам

Об одной особенности работы батарей – инертности – уже упоминалось выше. Но чтобы сравнение радиаторов отопления выглядело объективным, кроме теплоотдачи следует учесть и другие важные параметры:

  • рабочее и максимальное давление теплоносителя;
  • количество вмещаемой воды;
  • масса.

Ограничение по рабочему давлению определяет, можно ли устанавливать отопительный прибор в многоэтажных зданиях, где высота подъема воды сетевыми насосами может достигать сотни метров. Параметр не играет роли для частных домов, где давление в системе невысокое, максимум 3 Бар.

Сравнение по вместительности радиаторов может дать представление об общем количестве воды в сети, которое придется нагревать. Ну а масса изделия важна при выборе места установки и способа крепления батареи.

В качестве примера ниже показана сравнительная таблица характеристик различных радиаторов отопления одинакового размера:

Примечание. В таблице за 1 единицу принят отопительный прибор из 5 секций, кроме стального, представляющего собой единую панель.

Заключение

Если провести сравнение изделий широкого круга производителей, то все равно выяснится, что по теплоотдаче и другим характеристикам первое место прочно удерживают алюминиевые радиаторы. Биметаллические выигрывают по рабочему давлению, но стоят дороже, покупать их не всегда целесообразно. Стальные батареи – это скорее бюджетный вариант, а вот чугунные, наоборот, — для ценителей. Если не учитывать цену советских чугунных «гармошек» МС140, то ретро радиаторы – самые дорогие из всех существующих.

Источник

VII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум — 2015

АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ ДЕКОРАТИВНЫХ ЭКРАНОВ НА ТЕПЛООТДАЧУ ОТ ОТОПИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ.

Целью данной работы является экспериментальное и теоретическое исследование декорирования радиаторов. Данное исследование включает в себя проведение эксперимента, анализ экспериментальных и расчётных данных, а также разработку методики расчёта уменьшения теплового потока от радиатора после установки декоративного экрана.

Эксперимент проводился в компьютерном классе ИГЭУ. Высота помещения 3,28 м, ширина 5,4 м, длина 11,14 м. Под окнами установлено 4 чугунных радиатора по 7-8 секций. Пространство под окнами закрыто МДФ-панелями и встроенными 6 декоративными экранами, выполненными из пластика в виде решетки. Длина экрана 1,2 м, высота 0,6 м.

Во время эксперимента было выполнено измерение плотности теплового потока от радиатора с декоративным экраном и без него. Датчики теплового потока были закреплены по центру каждого экрана на высоте 0,6 м от пола. Также были измерены температуры поверхности подающей и обратной труб радиатора, внутреннего воздуха и поверхности экрана. Измерение температуры и плотности теплового потока выполнено прибором ИТП-МГ4.03 «Поток». Относительная погрешность измерения плотности теплового потока которого составляет ± 6 %, а абсолютная погрешность измерения температуры ± 0,2 °С.

Читайте также:  Прибор для определения качества питьевой водой

Результаты измерения с экранами и без экранов показаны на рис. 1.

Рисунок 1 – Результаты измерения плотности теплового потока от радиаторов системы отопления

На рис. 1 видно, что плотность теплового потока q без экранов увеличивается на 14 ÷ 34 %. Наименьшее изменение q наблюдается около 2 и 5 экранов, так как радиаторы за этими экранами отсутствуют. Таким образом, экспериментально было установлено, что после установки экранов теплоотдача от отопительных приборов уменьшается в среднем на 26 %. При этом температура воздуха в помещении уменьшается на

На основе экспериментальных данных была разработана и апробирована методика расчёта уменьшения теплового потока от радиатора после установки декоративного экрана. Данная методика может быть использована при проектировании системы отопления с установкой декоративных экранов на радиаторах. Суть методики заключается в экспериментальном определении коэффициента К для конкретного вида декоративного экрана и расчёта относительного уменьшения теплового потока ΔQ. В дальнейшем, при проектировании системы отопления мощность отопительных приборов необходимо увеличить на величину ΔQ. В этом случае температура воздуха в помещении будет соответствовать требуемой.

Относительное уменьшение теплового потока можно найти по следующей формуле.

где Q э и Q б/э – тепловой поток от декоративного экрана и от поверхности радиатора без экрана; . – коэффициенты конвективной и лучистой теплоотдачи от декоративного экрана и от поверхности радиатора без экрана; Тв, Тэ, Тр – температура воздуха в помещении, поверхности декоративного экрана и радиатора, соответственно; Fэ и Fр – площадь поверхности теплообмена декоративного экрана и радиатора.

Коэффициенты конвективной теплоотдачи найдены по критериальным формулам для расчёта свободной конвекции около вертикальной поверхности, а коэффициенты лучистой теплоотдачи как при расчёте теплообмена излучением между двумя серыми телами, разделёнными диатермичной средой.

Температура поверхности экрана определена по формуле

где K – поправочный коэффициент, который зависит от вида декоративного экрана.

Поправочный коэффициент К был найден экспериментально в результате измерения температуры поверхности декоративного экрана и радиатора. Для пластикового экрана в виде решетки коэффициент К = 0,96. При этом относительное уменьшение теплового потока при использовании декоративного экрана, рассчитанное по предложенной методике составляет 28 %, что практически совпадает с результатами эксперимента. Таким образом, мощность отопительных приборов в данном помещении необходимо увеличить на 28 %.

Список литературы

1.Сканави А.Н. Конструирование и расчет систем водяного и воздушного отопления. М.: Стройиздат. 1983.

2. Внутренниесанитарно-технические устройства.Часть 1. Отопление. / Под ред. Староверова И.Г., Шиллера Ю.И. – М.: Стойиздат. 1990.

Источник

Adblock
detector