Rzeczywiste rozpraszanie ciepła różnych typów grzejników jest często omawiane na forach budowlanych. Uczestnicy spierają się, które akumulatory są lepsze pod względem wydajności cieplnej - panele żeliwne, aluminiowe lub stalowe. Aby wyjaśnić ten problem, proponuje się obliczyć moc różnych urządzeń grzewczych i porównać grzejniki do wymiany ciepła.
Jak poprawnie obliczyć rzeczywiste rozpraszanie ciepła baterii
Przede wszystkim zapoznaj się z kartą techniczną akumulatora. W nim na pewno znajdziesz interesujące parametry - moc cieplną jednej sekcji lub całego grzejnika panelowego o określonym rozmiarze. Nie spiesz się, aby podziwiać doskonałą wydajność grzejników aluminiowych lub bimetalicznych, liczba wskazana w paszporcie nie jest ostateczna i musi zostać dostosowana, dla której musisz obliczyć przenikanie ciepła.
Błędny osąd: moc grzejników aluminiowych jest najwyższa, ponieważ przenikanie ciepła miedzi i aluminium jest najlepsze wśród metali. Przewodność cieplna aluminium jest naprawdę wysoka, ale proces wymiany ciepła zależy od wielu czynników. Drugi niuans: urządzenia grzewcze wykonane są z siluminu - stopu aluminium z krzemem, którego wydajność jest znacznie niższa.
Przenikanie ciepła określone w paszporcie grzejnika odpowiada prawdzie, gdy różnica między średnią temperaturą płynu chłodzącego (tzłożenie + tpowrót) / 2, a powietrze w pomieszczeniu wynosi 70 ° С. Wartość nazywana jest głowicą temperatury, oznaczoną przez Δt. Formuła rozliczenia:
Zastąp znaną wartość wysokości temperatury i uzyskaj następujące równanie:
(tzłożenie + tpowrót) / 2 - tpowietrze = 70 ° C
Odniesienie. W dokumentacji produktów różnych firm parametr tt może być różnie oznaczony: dt, DT, a czasami jest po prostu zapisany „przy różnicy temperatur 70 ° C”.
Jaki transfer ciepła uzyskamy, jeśli dokumentacja grzejnika bimetalicznego mówi: moc cieplna jednej sekcji wynosi 200 W przy DT = 70 ° C? Ten sam wzór pomoże zrozumieć, podstawimy w nim wartość temperatury pokojowej +22 ° C i wykonamy obliczenia w odwrotnej kolejności:
(tzłożenie + tprzepływ powrotny) = (70 + 22) x 2 = 184 ° С
Wiedząc, że różnica temperatur w rurociągach zasilających i powrotnych nie powinna przekraczać 20 ° C, określamy ich wartości w następujący sposób:
- twsad = 184/2 + 10 = 102 ° C;
- tpowrót = 184/2 - 10 = 82 ° C.
Teraz jest jasne, że 1 sekcja grzejnika bimetalicznego z przykładu da 200 watów ciepła, pod warunkiem, że woda w rurze zasilającej zostanie podgrzana do 102 ° C, a temperatura powietrza w pomieszczeniu do +22 ° C.
Pierwszy warunek jest niewykonalny, ponieważ nowoczesne domowe kotły są podgrzewane do 80 ° C (maksymalnie). Oznacza to, że sekcja chłodnicy nigdy nie oddaje deklarowanych 200 watów ciepła. A temperatura płynu chłodzącego w systemie prywatnego domu rzadko wzrasta powyżej 70 ° C, a następnie DT = 38 ° C, a nie 70 stopni. Oznacza to, że faktyczny transfer ciepła przez urządzenie jest dwa razy niższy niż w paszporcie.
Procedura obliczania wymiany ciepła
Tak więc rzeczywista moc akumulatora grzewczego jest znacznie mniejsza niż deklarowana, ale do jego wyboru należy zrozumieć, ile. Jest na to prosty sposób: zastosowanie współczynnika redukcji do wartości paszportowej mocy cieplnej grzejnika. Poniżej znajduje się tabela współczynników, przez które mnożony jest deklarowany transfer ciepła przez grzejnik, w zależności od aktualnej wartości DT:
Algorytm obliczania rzeczywistego transferu ciepła przez urządzenia grzewcze dla indywidualnych warunków jest następujący:
- Określ, jaka powinna być temperatura w domu i woda w systemie.
- Zastąp te wartości we wzorze i oblicz swoją wysokość temperatury Δt.
- Znajdź w tabeli współczynnik odpowiadający znalezionemu ID.
- Pomnóż przez to wartość paszportową wymiany ciepła akumulatora.
- Policz liczbę sekcji lub całych urządzeń grzewczych do ogrzewania pomieszczenia.
W powyższym przykładzie moc cieplna 1 sekcji grzejnika bimetalicznego wyniesie 200 W x 0,48 = 96 W. Około 1000 W ciepła lub 1000/96 = 10,4 ≈ 11 sekcji zostanie wykorzystanych do ogrzania pomieszczenia o powierzchni 10 m² (zaokrąglanie w górę).
Przedstawioną tabelę i obliczenia wymiany ciepła akumulatorów należy stosować, gdy Δt równa 70 ° С jest wskazana w dokumentacji. Ale zdarza się, że firmy produkcyjne dostarczają moc grzejnika do innych warunków, na przykład przy Δt = 50 ° С. Wówczas nie można użyć współczynników, łatwiej jest wybrać wymaganą liczbę odcinków zgodnie z cechą paszportu, wziąć ich tylko z półtora marginesu.
Odniesienie. Wielu producentów podaje wartości wymiany ciepła w tych warunkach pracy: tzasilanie = 90 ° C, tpowrót = 70 ° C, tpowietrze = 20 ° C, co odpowiada tylko Δt = 50 ° C.
Porównanie mocy cieplnej
Jeśli dokładnie przestudiowałeś poprzednią część, powinieneś zrozumieć, że na przenoszenie ciepła bardzo duży wpływ mają temperatury powietrza i chłodziwa, a parametry te w niewielkim stopniu zależą od samego grzejnika. Ale jest jeszcze trzeci czynnik - powierzchnia wymiany ciepła, w tym przypadku dużą rolę odgrywa konstrukcja i kształt produktu. Jasne porównanie stalowego grzejnika płytowego z żeliwną baterią nie będzie działać, ich powierzchnie są zbyt różne.
Czwarty czynnik wpływający na przenoszenie ciepła to materiał, z którego wykonany jest grzejnik. Porównaj się: 5 sekcji aluminiowego grzejnika GLOBAL VOX o wysokości 600 mm da 635 watów przy DT = 50 ° C. Żeliwny akumulator retro DIANA (GURATEC) na 5 odcinków o tej samej wysokości przenosi tylko 530 W do pomieszczenia w podobnych warunkach (Δt = 50 ° C). Dane te są publikowane na oficjalnych stronach internetowych producentów.
Uwaga. Charakterystyki mocy grzejników aluminiowych i bimetalowych niewiele się różnią, nie ma sensu ich porównywać.
Możesz spróbować porównać aluminium z grzejnikiem ze stalowym panelem, wybierając najbliższy rozmiar ramy odpowiedni do wymiarów. Długość baterii 5 sekcji aluminiowych GLOBAL o wysokości 600 mm wyniesie około 400 mm, co odpowiada panelowi stalowemu KERMI 600 x 400.
Nawet jeśli weźmiemy trzyrzędowy panel stalowy (typ 30), otrzymamy 572 W przy Δt = 50 ° C w porównaniu do 635 W dla aluminium 5-częściowego. Należy również pamiętać, że grzejnik GLOBAL VOX jest znacznie cieńszy, głębokość urządzenia wynosi 95 mm, a panele KERMI mają prawie 160 mm. Oznacza to, że wysoki transfer ciepła sekcji aluminiowych pozwala zmniejszyć wymiary grzejnika.
W indywidualnym systemie ogrzewania prywatnego domu baterie o tej samej mocy, wykonane z różnych metali, będą działać inaczej. Dlatego porównanie jest dość przewidywalne:
- Produkty bimetaliczne i aluminiowe szybko się nagrzewają i ochładzają. Dając przez pewien czas więcej ciepła, mocniej chłodzą wodę powracającą do systemu.
- Grzejniki stalowe zajmują przeciętne położenie, ponieważ nie przenoszą ciepła tak intensywnie. Są jednak tańsze i łatwiejsze w instalacji.
- Najbardziej obojętne i najdroższe są żeliwne grzejniki, charakteryzują się długim ogrzewaniem i chłodzeniem, co powoduje niewielkie opóźnienie w automatycznej kontroli przepływu chłodziwa przez głowice termostatyczne.
Wniosek jest prosty: bez względu na materiał, z którego wykonany jest grzejnik. Najważniejsze jest, aby wybrać odpowiedni akumulator o mocy i wzornictwie, który odpowiada użytkownikowi. Zasadniczo, dla porównania, nie zaszkodzi zapoznać się ze wszystkimi niuansami działania konkretnego urządzenia, a także z tym, gdzie lepiej zainstalować.
Porównanie według innych cech
Jedna z cech wydajności akumulatora - bezwładność - została już wspomniana powyżej. Ale aby porównanie grzejników wyglądało obiektywnie, oprócz wymiany ciepła, należy wziąć pod uwagę inne ważne parametry:
- ciśnienie robocze i maksymalne nośnika ciepła;
- ilość zamkniętej wody;
- waga.
Limit ciśnienia roboczego określa, czy grzejnik może być zainstalowany w budynkach wielopiętrowych, w których wysokość wody podnoszonej przez pompy sieciowe może osiągnąć setki metrów. Ten parametr nie odgrywa roli w przypadku domów prywatnych, w których ciśnienie w systemie jest niskie, maksymalnie 3 bary.
Porównanie pojemności grzejników może dać wyobrażenie o całkowitej ilości wody w sieci, która będzie musiała zostać podgrzana. Cóż, masa produktu jest ważna przy wyborze miejsca instalacji i sposobu montażu baterii.
Jako przykład poniżej znajduje się tabela porównawcza charakterystyk różnych grzejników tego samego rozmiaru:
Uwaga. W tabeli dopuszczalny jest grzejnik z 5 sekcji na 1 jednostkę, z wyjątkiem stali, która jest pojedynczym panelem.
Wniosek
Jeśli porównamy produkty wielu różnych producentów, okaże się, że grzejniki aluminiowe zajmują pierwsze miejsce pod względem wymiany ciepła i innych cech. Te bimetaliczne wygrywają pod wpływem ciśnienia roboczego, ale kosztują więcej, nie zawsze zaleca się ich kupowanie. Baterie stalowe są raczej opcją budżetową, ale żeliwne, wręcz przeciwnie, są dla koneserów. Jeśli nie weźmie się pod uwagę ceny radzieckich żeliwnych „akordeonów” MC140, wówczas grzejniki retro są najdroższe ze wszystkich istniejących.