Влияют ли отопительные приборы

Сравнение радиаторов отопления по теплоотдаче

Влияют ли отопительные приборы

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

Влияют ли отопительные приборы

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.

Влияют ли отопительные приборы

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:

Влияют ли отопительные приборы

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.

Влияют ли отопительные приборы

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:

Влияют ли отопительные приборы

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.

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.

Влияют ли отопительные приборы

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.

Влияют ли отопительные приборы

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.

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:

Влияют ли отопительные приборы

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.

VII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум — 2015

Влияют ли отопительные приборы

Влияют ли отопительные приборы

Влияют ли отопительные приборы

Влияют ли отопительные приборы

Влияют ли отопительные приборы

Влияют ли отопительные приборы

Влияют ли отопительные приборы

Влияют ли отопительные приборы

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.

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