Jak prawidłowo określić wymianę ciepła grzejników?
Nowoczesne punkty handlowe wypełnione są różnorodną armaturą i sprzętem do aranżacji systemów grzewczych w mieszkaniach i sektorze prywatnym. Aby dokonać właściwego wyboru, należy wziąć pod uwagę kilka ważnych cech technicznych, wśród których wyróżnia się przenoszenie ciepła przez grzejniki. Rozważ tę koncepcję dalej, jak wartość nominalna różni się od wartości rzeczywistej. Zapoznajmy się z metodą obliczania rzeczywistej mocy cieplnej danej jednostki, biorąc pod uwagę jej cechy.
Koncepcja urządzeń do wymiany ciepła
Wśród głównych kryteriów wyboru grzejników najbardziej popularna jest moc próbki. Odnosi się to do ilości energii elektrycznej, jaką dany sprzęt zużywa w ciągu jednej godziny. Wskaźnik jest zwykle mierzony w kW. Powszechnie uważa się również, że ta sama objętość jest w pełni przekształconym strumieniem ciepła. Jednak to ostatnie jest błędne. Jest to uzasadnione faktem, że grzejniki różnią się konstrukcją, warunki pracy są różne.
Przy wyborze urządzeń grzewczych należy między innymi zwrócić uwagę na takie rzeczy jak przenoszenie ciepła przez grzejniki (lub moc cieplna). Odnosi się to do przekazywanej energii cieplnej próbki (W/h), która zależy od różnicy temperatur pomiędzy przepływającym wewnątrz czynnikiem (wartość średnia) a otoczeniem. Zgodnie z ustalonymi normami, dołączona dokumentacja musi wskazywać wartość nominalną przy Δt=70 stopni Celsjusza. Tutaj Δt jest różnicą temperatur, którą oblicza się według wzoru Δt u003d (t 1 + t 2 ) / 2 - t 3 . Wskaźniki temperatury oznaczają:
- 1 - dopływ chłodziwa;
- 2 - zwrot;
- 3 - stan powietrza w pomieszczeniu.
Warto zauważyć, że w paszporcie pojęcie mocy cieplnej grzejnika można zastąpić mocą przepływu ciepła mierzoną w kcal / godzinę (kilokaloriach na godzinę). Dla porównania: 1 W zawiera 859.845 cal/godzinę lub 1 kcal odpowiada 1,163 W/h.
Kolejna kwestia jest ważna do wyjaśnienia. W dokumentacji producent może wskazać przenoszenie ciepła zarówno jednej sekcji, na przykład grzejnika bimetalicznego, jak i całej jednostki jednocześnie. Ten ostatni często występuje, gdy sprzęt składa się z 4-10 sekcji. Aby samodzielnie obliczyć moc cieplną grzejnika, wystarczy znaleźć określony wskaźnik i obliczyć liczbę elementów składowych. Na przykład jest napisane, że jedna sekcja jest w stanie uwolnić 624 W energii przy temperaturze chłodziwa +70 stopni Celsjusza. Oznacza to, że jednostka 6-sekcyjna da 624 * 6 = 3,744 kW ciepła.
Obliczanie rzeczywistego transferu ciepła
Znając znamionową moc cieplną promiennika można określić rzeczywistą sprawność energetyczną urządzenia. Rozważmy proces obliczeniowy na przykładzie próbki bimetalicznej o wartości nominalnej 200 W przy Δt=70 stopni Celsjusza. Tak więc, jeśli średnia temperatura w pomieszczeniu wynosi +22 stopnie Celsjusza, to korzystając ze wzoru otrzymujemy t 1 + t 2 = 184 stopnie.
Za normatywną różnicę między dostawą a zwrotem uważa się 20 jednostek konwencjonalnych. Oznacza to, że deklarowana moc cieplna powinna odpowiadać takim wskaźnikom: odpowiednio +102 i 82 stopnie.
Z uzyskanych wyników widać, że wybór grzejnika według znamionowej mocy cieplnej jest decyzją stronniczą. W obwodach płyn chłodzący w rzeczywistości nie nagrzewa się do temperatury wrzenia. Kotły grzewcze mogą podnieść temperaturę wody do granicy +80 stopni Celsjusza. Wtedy, przy maksymalnym ogrzewaniu, rzeczywisty transfer ciepła jednej sekcji grzejnika bimetalicznego wyniesie tylko 100 watów. Uwzględnia się tutaj, że chłodziwo nieco ochładza się, gdy jest dostarczane do obwodu, a Δt wynosi 40 jednostek konwencjonalnych.
Aby ułatwić sobie obliczenia, możesz skorzystać z tabeli ze współczynnikami redukcyjnymi:
| t | k |
| 40 | 0,48 |
| 45 | 0,56 |
| 50 | 0,65 |
| 55 | 0,73 |
| 60 | 0,82 |
| 65 | 0,91 |
| 70 | 1 |
Przy takim podejściu wystarczy pomnożyć nominalną wartość wymiany ciepła grzejnika przez współczynnik redukcyjny z tabeli. Wracając do rozważanego przykładu, otrzymujemy 200 * 0,48 u003d 96 watów. Ta ilość ciepła zostanie uwolniona o jedną sekcję na 1 m2. metr pokoju. Jeśli trzeba określić ilość sekcji na pomieszczenie o powierzchni 10 kwadratów, to skupiając się np. na standardzie 1 kW/mkw., wyjdzie 10 lub 11 sztuk. Jeśli są dwa okna, zaleca się zainstalowanie dwóch takich urządzeń bez zmniejszania liczby sekcji.
Charakterystyka różnych urządzeń
Sprzęt grzewczy dobierany jest z uwzględnieniem kompleksu różnych kryteriów. Wśród nich ważna jest wydajność. Na przykład wielu uważa, że baterie aluminiowe o mocy identycznej jak żeliwne mają wyższą wydajność. Jest to uzasadnione najlepszą przewodnością cieplną metalu nieżelaznego. Jednak materiał w produkcji jest używany z zanieczyszczeniami, które znacznie obniżają wydajność. Rozważmy bardziej szczegółowo cechy poszczególnych próbek.
Bimetaliczny
W praktyce wymiana ciepła grzejników bimetalicznych jest największa.
Wskaźniki charakterystyczne dla jednej sekcji mieszczą się w zakresie od 140 do 180 watów. W wykonaniu taki sprzęt jest reprezentowany przez stalowe kontury z aluminiowymi żebrami. Ciśnienie projektowe jest tutaj ograniczone do 35 atmosfer, żywotność jest obliczana na co najmniej 20 lat.
Aluminium
Moc grzewcza grzejników aluminiowych może mieścić się w zakresie 130-220,9 W, co jest istotne dla jednej sekcji. Materiałem roboczym jest tu silumin (stop aluminium i krzemu), który zapewnia akumulatorom dobrą wydajność energetyczną. Jednak ze względu na stosunkowo niską wytrzymałość mechaniczną metalu akumulatory mogą działać prawidłowo przy ciśnieniu w granicach 10 atmosfer. Istnieją również ograniczenia dotyczące kwasowości chłodziwa i zawartości alkaliów - poziom pH nie powinien przekraczać 7,5 jednostki.
Stal
Moc grzejników stalowych uważana jest za optymalną z punktu widzenia opłacalności. Jest to uzasadnione szybkim nagrzewaniem metalu, dobrym ogrzewaniem powietrza (charakterystyka konwekcyjna). Przez wykonanie próbki są często reprezentowane przez panele, więc przenoszenie ciepła jest wskazywane dla całej jednostki jako całości. Na przykład dla modelu Kermi FTV 330930 deklarowana liczba wynosi 13173 watów.
Żeliwo
Przenikanie ciepła grzejnika żeliwnego w porównaniu z innymi próbkami jest najniższe. Wskaźniki mieszczą się w zakresie 80-160 W w oparciu o jedną sekcję. Metal ciężki długo się nagrzewa i schładza, co wyklucza automatyczne sterowanie urządzeniami grzewczymi. Ale takie akumulatory znacznie lepiej radzą sobie ze spadkami ciśnienia w układzie, obcymi zanieczyszczeniami w chłodziwie.
Przydatne wideo
Podsumowanie
Przenoszenie ciepła przez grzejnik to rzeczywisty transfer ciepła z chłodziwa przepływającego w obwodach, mierzony w W.
Dołączona dokumentacja urządzenia wskazuje znamionową moc cieplną, która rozwija się przy różnicy średnich temperatur między powietrzem a chłodziwem wynoszącej 70 stopni.
Znamionowa moc cieplna akumulatorów i rzeczywista mogą się różnić w zależności od trybu pracy systemu cieplnego i warunków klimatycznych wewnątrz obsługiwanych pomieszczeń.
Również wydajność grzejnika zależy od właściwości technicznych materiału, z którego jest wykonany.
Najbardziej optymalną opcją pod względem opłacalności jest próbka stalowa, wersja bimetaliczna ma najwyższy transfer ciepła, a żeliwna ma najniższe współczynniki.
