 |
Квалифицированный мастер окажет услуги по установке, подключению и ремонту бытовой техники: стиральных, посудомоечных и сушильных машин, газовых и электрических плит, проточных и емкостных водонагревателей, электрических и газовых духовых шкафов и многого другого в городе Киев и близлежащих районах. Телефон (099) 406-27-87 Алексей | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Данная статья была написана много лет назад. В настоящее время многие ссылки не работают. Со временем статья будет переработана и дополнена. ТЕПЛООТДАЧА ОТОПИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВПередача тепла осуществляется тремя способами - теплопроводностью (кондуктивностью), конвекцией (перемешиванием) и излучением (радиацией).В отопительных приборах работают все три вида переноса тепла, но в зависимости от конструктивного исполнения доля (вклад) того или иного способа в общую теплоотдачу очень отличается. В частности, интенсивность лучистого (радиационного) теплообмена зависит от четвертой степени абсолютной (в Кельвинах) температуры поверхности, поэтому у радиаторов очень большая доля поверхности контактирует непосредственно с теплоносителем. Для конвекции зависимость от температуры линейная, поэтому рациональнее увеличить площадь в несколько раз оребрением - температура ребер будет существенно ниже температуры теплоносителя, но за счет многократного увеличения площади эффективность возрастет. Кроме того, усилению конвекци очень способствует увеличение скорости потока воздуха, обдувающего ребра, чего можно добиться, увеличив высоту конвективных ребер. Теперь давайте немного разберемся с терминологией. Радиатором называется такой отопительный прибор, у которого доля теплоотдачи излучением составляет более 25%. Однако очень часто (и в торгующих фирмах, и в интернете) радиатором называют любой отопительный прибор, что не совсем верно. Кроме того, при сильном изменении температуры теплоносителя возможен "переход" прибора из категории "радиатор" в категорию "не радиатор" и обратно. Так что не будем на этом зацикливаться, методика расчета теплоотдачи от названия, слава богу, не зависит. Стальные радиаторы
Существует великое множество торговых марок и названий, но в реальности почти все они очень похожи по внешнему виду и прочим характеристикам. Причина этого явления состоит в следующем: существует финский концерн Rettig (подразделение Rettig Heating Group занимается радиаторами), который производит радиаторы и оборудование для их изготовления. Концерн строит (покупает) свои заводы (торговые марки Delta, Dianorm, Finimetal, LVI, Myson, Purmo, Radson, Thermopanel, Vogel & Noot, MMA & Myson Heating Controls, UWE, Jukova и др., заводы в Швеции, Германии, Бельгии, Великобритании, Франции и Польше), а также поставляет оборудование другим компаниям (Korado в Чехии, Korad в Словакии и т.д.). Поэтому их характеристики довольно близки. Вплоть до таблиц теплоотдачи для некоего усредненного стального радиатора. Однако ньюансы есть и, возможно, когда-нибудь я о них расскажу. Конструктивно они представляют собой штампованные стальные панели, соединенные друг с другом при помощи сварки. Толщина листов по европейским нормам должна быть не менее 1.11 мм, на практике она колеблется от 1.12 до 1.25 мм (единственное известное мне исключение - Kermi, они говорят о толщине 2.5 мм), причем толщина металла конкретного радиатора зависит от конкретного мотка стального листа - производить стальные листы с гарантированной точностью в сотые доли миллиметра пока не научились. А поскольку металл традиционно покупается на вес, то большинство радиаторов имеет толщину стенки больше 1.11, но до 1.25 "не дотягивает", что бы там ни говорили менеджеры... К панелям может крепиться конвекторная часть («гармошка» из стального листа толщиной 0,5 мм). В зависимости от комбинаций радиаторных панелей и конвекторов радиаторы делятся на типы, представленные в таблице. Замечу, что буквенные обозначения типов у разных изготовителей могут отличаться, поэтому самым надежным будет цифровое обозначение.
По габаритным размерам картина примерно следующая:
Толщина (глубина) радиатора зависит от его типа (см. табличку выше) и составляет примерно 50-60 мм для 10, 11 типа, 100 мм для 20, 21, 22 типа и 150 мм для 33 типа. Высота радиатора обычно соответствует ряду в 300, 400, 500, 600 и 900 мм, ширина радиатора (чаще всего, но есть отклонения у некоторых производителей) идет от 400 до 1200 мм с шагом 100 мм, от 1300 до 2000 мм - с шагом 200 мм, далее 2300 мм, 2600 мм и 3000 мм. Подключение трубопроводов к радиатору имеет несколько вариантов (к сожалению, у разных фирм обозначается совершенно по разному). При "боковом" подключении радиатор имеет слева и справа по два резьбовых выхода. "Нижнее" подключение имеет два резьбовых выхода снизу*При наличии нижнего подключения боковые подключения, собственно говоря, никуда не деваются - они заглушены пробками, но при необходимости ими можно и нужно воспользоваться. (обычно справа, есть и слева, есть и по центру, но эти более редки). Один из нижних выходов (вход в радиатор) поднимается трубкой вверх и проходит через встроенный термостатический вентиль (достаточно установить на него термоголовку, и возможность регулировки температуры в помещении уже есть). Как правило, при нижнем подключении в обозначении подключения в том или ином виде фигурирует буква V (Ventil). Цвет радиатора, как правило, белый, однако есть возможность заказать у производителя другие цвета согласно каталога цветов RAL (естественно, будут процентов на 20 дороже). Помимо указанных выше типов, из стали производятся и так называемые "дизайн-радиаторы". Они могут иметь самую экстравагантную форму, цвет (вплоть до узоров). Есть замечательная програмка от "Vogel & Noot", в которой можно выбрать интерьер, цвет стен, пола и всласть поиграться с подбором типов приборов, их цветов и узоров. На приведенных ниже кликабельных слайдах я попытался показать, как это примерно выглядит. К сожалению, даже после "обрезания" всего лишнего сие "счастие" весит без малого 18 мегабайт. Скачать програмку можно здесь. Некоторые браузеры сразу пытаются открыть файл, так что лучше кликнуть на ссылке правой кнопкой мышки и выбрать "Сохранить файл как...". Открываем файл флеш-плеером либо браузером. На вкладке "Помещение" выбираем интерьер, мышкой "вылавливаем" цвет стен и цвет пола, На вкладке "Радиаторы" выбираем прибор, на вкладке "цвет радиатора" выбираем цвет. В зависимости от типа прибора появляются вкладки "Рисунок" и т.д. В общем, заняться будет чем!
Не все заводы выпускают все вышеуказанные типы и размеры, и тем более не все торгующие фирмы «возят» весь номенклатурный ряд. Наиболее «ходовыми» являются 11, 22 и 33 типы. Поэтому выбор любых отопительных приборов лучше всего начать с посещения 3 – 4 торгующих отопительным оборудованием фирм в окрестностях и изучения их ассортимента. Крепление радиаторов к стене или полу осуществляется, как правило, фирменными крепежными изделиями. На задней стенке радиатора есть специальные пластины для креплений (4 штуки при ширине радиатора до 1400 мм, 6 штук для радиаторов шириной от 1600 мм.). Креплений много самых разнообразных, есть, например, крепления, которые фиксируются за нижний и верхний края радиатора. В связи с этим некоторые радиаторы с нижним подключением выпускаются без крепежных пластин (то есть они могут быть установлены как подключением справа, так и подключением слева). Чугунные радиаторы
Чугун является сплавом железа с углеродом. Он очень быстро переходит из жидкого состояния в твердое, в результате его практически невозможно обрабатывать ковкой, прокаткой и т.д., да и сварка его тоже проблематична. Поэтому отопительные приборы из чугуна, как правило, отливают. А поскольку при отливках возможны пороки (пузырьки воздуха, каверны, частицы шлака и т.п.), толщина стенок чугунных отопительных приборов составляет 4 - 6 мм, в результате чего они имеют большой вес, и, как следствие, высокую теплоемкость самого радиатора. С учетом объема воды в секции, чугунный радиатор является довольно инерционным прибором.
Чугун - достаточно хрупкий материал. Если вода замерзнет (частично) в стальном радиаторе, то есть шансы, что радиатор будет деформирован, но герметичность сохранит. В чугунном - практически однозначно лопнет... Кроме того, чугун боится больших перепадов температур (выше 40 градусов). То есть если в радиаторе вода 20 градусов, а в подачу вдруг зашло 80, радиатор может этого не перенести... Чугун ржавеет немного меньше, чем сталь. Однако со временем (особенно под воздействием антифризов) из стенок вымывается углерод и в виде черного порошка начинает оседать в системе отопления. Поэтому в системах с чугунными радиаторами, ИМХО, оправдано применение фильтров с размером ячейки 100 микрон. Говоря о размерах чугунных радиаторов, следует отметить, что чаще всего указывается "межосевое расстояние" - расстояние между центрами боковых 1" резьб. Стандартных межосевых расстояний немного: ИМХО, 350, 500 и 1000 мм. Однако отдельные производители могут придумать свои... Чугунные радиаторы относятся к секционным приборам, секции собираются друг с другом при помощи специальных ниппелей с двойной резьбой. Подключение трубопроводов осуществляется через торцевые заглушки, которые могут иметь внутреннюю резьбу 1/2" и 3/4". Чугунные радиаторы, как правило, подвешиваются на специальные крюки, забиваемые в стену. Однако есть и секции с отлитыми ножками, и даже отдельно подставки-ножки. В заключение отмечу, что внешний вид современных чугунных радиаторов сильно изменился. Лицевая поверхность нередко делается плоской, перед покраской шлифуется. Встречал (правда, не в жизни) секции с встроенными термостатическими клапанами. Ну а уж различных дизайн-радиаторов из чугуна, с самыми замудреными завитушками на поверхности, вплоть до позолоты, очень много... Алюминиевые и биметаллические приборы
У алюминия есть несколько очень важных свойств: он легче стали (чугуна) в разы, у него очень высокая теплопроводность. Поэтому естественно, что его применяют в отопительных приборах. Но есть и недостатки. Во-первых, алюминий - материал пластичный, и при большом давлении легко деформируется. Во вторых, алюминий - материал химически активный. Согласно школьного курса химии, алюминий реагирует с водой с выделением водорода, и единственная причина, по которой существует алюминиевая посуда и т.д. - при контакте с кислородом алюминий тут же покрывается окисной пленкой, которая и не пропускает воду к алюминию. Однако в теплоносителе системы отопления, во-первых, кислорода мало (с ним специально борются, кроме того, он активно выделяется из воды при нагреве до 80 - 85 градусов), во вторых, с водой (а особенно с антифризами) в систему отопления попадает множество разных веществ. Для разрушения системы их, естественно, не хватает, а вот для разрушения на небольшом участке окисной пленки может и хватить... Кроме того, при использовании в системе отопления материалов с разным электрохимическим потенциалом (алюминий, медь) наблюдается также и электрохимическая коррозия. Во всяком случае, производители алюминиевых радиаторов уже предупреждают, что курить возле воздухосбросного вентиля нельзя...
С недостатками, естественно, борются. Для компенсации высокой пластичности увеличивается толщина стенок. Применяются сплавы алюминия с другими металлами. Еще один из путей увеличения жесткости - частичная или полная замена внутренней поверхности прибора стальными вставками. При этом несколько снижается теплоотдача, но выдерживаемое давление растет в разы. Это и есть так называемые биметаллические радиаторы. В случае замены всей внутренней поверхности теплоноситель не контактирует с алюминием, и большинство проблем алюминия решается. Если замена частичная (например, стальные трубки только в вертикальных частях прибора) - проблемы решаются частично. Крепление таких радиаторов обычно тоже на крюках, но ввиду значительно меньшего веса (и радиаторов, и воды в них) крюки выглядят более аккуратно и практически незаметны. Конвекторы
Практически конвектор представляет из себя трубу (несколько труб) с теплоносителем, на которую насажены много-много пластин, отдающих тепло воздуху. Все это закрыто кожухом.
Конвекторы советских времен изготовлялись, как правило, из стали, современные изготавливаются из стали или меди (трубы), и алюминия (пластины). Теплоотдача пластин конвектора тем выше, чем больше вертикальный размер. В связи с этим теплоотдача встроенного в пол конвектора, как правило, невелика, за исключением встроенных в пол конвекторов с вентилятором внутри (либо подводящей воздух трубой от системы вентиляции). Наличие вентилятора, в свою очередь, резко снижает диапазон применения встроенного конвектора (шум вентилятора в спальне, электропроводка в ванной комнате и т.д.). Установка производится на специальных ножках. Многие встроенные модели имеют сворачиваемую верхнюю решетку, у отдельных производителей эта решетка может быть выполнена из дерева разных пород, металла (алюминий, сталь) различных цветов - можно подобрать практически к любому полу (паркет, мрамор и т.д.). Запорно-регулировочная арматура (термостатические вентили, термоголовки и т.д.) также есть. Габариты также самые различные. В некоторых вариантах конвекторы можно стыковать друг с другом, получая непрерывный прибор практически любой длины. Существуют конвекторы, выполненные буквой "Г", а также изогнутые. Наружная отделка настенных конвекторов самая разнообразная - от лакированной древесины до природного камня… Определение теплоотдачи отопительного прибораКак правило, в торгующей организации для данной марки прибора имеется таблица теплоотдачи всех типоразмеров прибора (чаще всего совмещенная с прайсом) - пример приведен ниже. Для секционных отопительных приборов - теплоотдача одной секции.
Где-то на этом же листике должна быть фраза типа:"Теплоотдача указана при температуре (подача/обратка/воздух помещения) 90/70/20°С". Или просто написано "Для ΔТ=60". Что такое ΔТ (Дельта Тэ) и зачем оно нам нужно? ΔТ определяется через температуру подачи Тп (на входе в прибор), температуру обратки То (на выходе из прибора) и температуру воздуха в помещении Тв. В характеристиках отопительных приборов обычно указывают все три числа, например: 90/70/20. То есть в прибор заходит вода при температуре 90 градусов, уходит при температуре 70 градусов, а температура воздуха в помещении 20 градусов. Таким образом, для данного примера ΔТ (Дельта Тэ) = (90 + 70) / 2 – 20 = 60 градусов.*На самом деле более точной является ΔТ логарифмическая, которая определяется по формуле ΔТln = (Tп – Tо)/ln((Tп – Tв)/(Tо – Tв)), но расчет при этом усложняется, а выигрыш в точности чаще всего весьма невелик. Так, для параметров 90/70/20 ΔТln = 59.44, т.е. разница всего 0,56 градуса... Теперь определим характеристики имеющейся (или проектируемой) системы. Температура подачи в прибор (для двухтрубной схемы отопления, когда к каждому прибору подходят две трубы – подача и обратка) определяется максимальной температурой теплоносителя на входе в трубопроводы Вашего дома. Для многоэтажек, подключенных к централизованному отоплению, максимальная температура на входе в систему может достигать 105 градусов Цельсия. Для индивидуального отопления – согласно паспорта на котел, для крышных и прочих котелен – также по нормативным характеристикам. В любом случае температуру подачи следует принимать на 5 градусов ниже максимальной температуры, выдаваемой из системы в Ваши помещения – датчики температуры имеют определенную погрешность, часть тепла уйдет через трубы еще до попадания в радиатор и т.п. Температура обратки принимается ниже температуры подачи на: для частных домов с большой длиной труб, большим количеством приборов, вентилей и т.п. – 20 градусов; для частных домов с небольшой длиной труб, небольшим количеством приборов, вентилей и т.п. – 15 градусов; для квартир в многоэтажках с большой длиной труб, большим количеством приборов, вентилей и т.п. – 10 градусов; для квартир в многоэтажках с небольшой длиной труб, небольшим количеством приборов, вентилей и т.п. – 5 градусов. Температура воздуха в помещении зависит от назначения помещения. Для жилых помещений - 20 - 24 градуса (большая цифра - в угловых помещениях), для ванных комнат - 25, для коридоров и т.п. 16 - 18 и т.д. Таким образом, нам необходимо определить теплоотдачу радиатора при наших параметрах (например, навесной котел с максимальной температурой подачи 80 градусов в угловой комнате двухкомнатной квартиры многоэтажного дома): 75/65/24, ΔТ (Дельта Тэ) = (75 + 65) / 2 – 24 = 46 градусов. Теплопотери комнаты составляют 2000 Вт. А теперь считаем разными способами (идем от простых к сложным). Фирма-производитель уже все посчитала. В этом случае имеется таблица коэффициентов, аналогичная представленной ниже:
В первую очередь определяем, для каких параметров эта таблица. Для этого находим в ней коэффициент, равный 1. Таким образом, данная таблица составлена для исходных параметров 75/65/20. Если бы таблица с теплоотдачами была составлена для этих параметров, то расчет достаточно прост: мы бы нашли коэффициент для наших параметров (для приведенного выше примера он равен 1,12) и искали бы в таблице теплоотдач радиатор с теплоотдачей, равной или немного большей 2000 • 1.12 = 2240 Вт (например, 10 тип высотой 500 и длиной 3000 мм с табличной теплоотдачей 2262 Вт). Реально же при заданных условиях он может отдать 2262 / 1,12 = 2019 Вт. Однако нам не повезло. Таблица теплоотдач составлена для параметров 90/70/20. Тогда нам придется найти также и коэффициент для 90/70/20, который составляет 0,8. Делим 1,12 на число, обратное 0,8 (1,25) и получаем 1,4. А теперь ищем в таблице теплоотдач для параметров 90/70/20 радиатор с мощностью, в 1,4 раза большей теплопотерь в помещении: 2000 • 1,4 = 2800 Вт. Подходит, например, 22 тип 400 на 1800 мм с теплоотдачей 2855 Вт. Реальная теплоотдача при наших условиях составит 2855 / 1,4 = 2039 Вт. Общее замечание: при выборе радиатора допустимым является нехватка мощности до 5 % (но не более 60 Вт). При условии использования регулирующих устройств (клапана с термоголовками и т.д.) величина возможного превышения мощности теплоотдачи зависит только от Вас - более мощные радиаторы дороже. Производитель приводит в описании прибора уравнение тепловой характеристики, которое выглядит, например, так: Считаем, что прочие равные условия идентичны, и влияние на теплоотдачу оказывает только ΔТ. В этом случае для подбора радиатора можно использовать формулу Wт = Wф • (ΔТт / ΔТф)n, где Wф - фактическая теплоотдача радиатора, Wт - табличная теплоотдача радиатора, ΔТф - фактическое значение, ΔТт - табличное значение, n - показатель степени. Его производители также дают в характеристиках. Если его нет – примерно определяем следующим образом: панельные радиаторы 1,2 - 1,3, чугунные радиаторы 1,3, конвекторы 1,4, конвекторы настенные с кожухом 1,3, конвекторы настенные без кожуха 1,2, трубы отопительные чугунные 1,25, радиаторы из гладких труб 1,25, алюминиевые радиаторы 1,25. Для нашего примера Wт = Wф • (60 / 46)1,3 = Wф • 1,4125 (выше было близкое число - 1,4). Т.е. в таблице тпелоотдачи с параметрами 90/70/20 нужно искать радиатор с мощностью в 1,4125 раз выше требуемой для обогрева помещения. Для нашего примера Wт = 2000 • 1,4125 = 2825 Вт. Для проверки определим коэффициент перерасчета для таблицы с теплоотдачей при параметрах 75/65/20. ΔТт при этом составит 50. Wт = Wф • (50 / 46)1,3 = Wф • 1,1145, что почти совпадает с найденным выше в таблице коэффициентом 1,12. Вам удалось (или производитель дал) узнать расчетную теплоотдачу прибора при двух разных параметрах теплоносителя. Например, теплоотдача при ΔТ1=50 составляет Q1=2000 Вт, а при ΔТ2=70 - Q2=2500 Вт. В этом случае можно определить показатель степени по следующей формуле: n=log(ΔТ2/ΔТ1)(Q2/Q1). Данная формула в ячейке Excel выглядит так: =LOG(Q2/Q1;ΔТ2/ΔТ1). Разумеется, в формуле должны быть введены либо числовые значения, либо ссылки на ячейки, такие значения содержащие. Вот, собственно, пока и все. Вопросы, замечания и предложения можно оставить в виде комментария. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
